一种阻尼、旁路构造的高效防风防虫型翻斗式雨量传感器的制作方法

1.本发明涉及翻斗式雨量传感器技术领域，特别是一种阻尼、旁路构造的高效防风防虫型翻斗式雨量传感器。


背景技术：

2.翻斗式雨量传感器是当今世界各国使用量最大、最广泛的降水量测量仪器，公知的翻斗式雨量传感器突出优点是:构造简单,寿命长久,价格低廉,无功耗且能用于遥测,被广泛用在水文、水利、农业、气象、防洪减灾、运输等各个领域。
3.翻斗式雨量传感器包括：承雨口组件1、外筒2、底座3、注水漏斗4、翻斗支架5、计量翻斗组件6、左翻斗倾角支柱组件7、右翻斗倾角支柱组件8、干簧管9、水平泡10、水平支板11、支板水平调节装置12和排水漏斗13；外筒2的下端与底座3连接，外筒2的上端有承雨口组件1，承雨口组件1插入至外筒2内；在底座3上连接有支板水平调节装置12，在支板水平调节装置12上连接有水平支板11；翻斗支架5连接在水平支板11上，翻斗支架5的上端有注水漏斗4，注水漏斗4的接水口位于承雨口组件1出水口的下方；在翻斗支架5上连接有计量翻斗组件6，计量翻斗组件6以翻斗支架5为支点左右摆动；在计量翻斗组件6下方的水平支板11上连接有左翻斗倾角支柱组件7和右翻斗倾角支柱组件8，左翻斗倾角支柱组件7和右翻斗倾角支柱组件8位于翻斗支架5支点的两侧；在左翻斗倾角支柱组件7和右翻斗倾角支柱组件8之间连接有水平泡10；在翻斗支架5上有翻斗轴支承，翻斗轴6-1安装在翻斗轴支承上；在计量翻斗组件6的两个斗尖下方有两个排水漏斗13。
4.其中，所述的计量翻斗组件6包括：翻斗轴6-1、中隔板6-2、左翻斗6-3、右翻斗6-4和永磁体6-5；左翻斗6-3和右翻斗6-4之间有中隔板6-2，中隔板6-2将两个翻斗分隔成对称的左翻斗6-3和右翻斗6-4，在中隔板6-2下端的翻斗底面上有翻斗轴6-1；在左翻斗6-3和右翻斗6-4侧壁上均连接有永磁体6-5。
5.左翻斗6-3和右翻斗6-4互为泄水斗或蓄水斗，当其中一个翻斗装到一定水量后，翻斗以翻斗轴6-1为轴向另一侧翻转，向下翻转的为泄水斗，向上翻转的为蓄水斗，周而复始，作为蓄水斗的翻斗的承水口位于注水漏斗4出水口的下方；翻斗上安装有永磁体6-5，在翻斗支架5上对应位置安装有干簧管9，在翻斗翻转过程中，永磁体6-5接近干簧管9后迅即离开，使干簧管9内的触点产生一次闭合断开过程，使得每次翻斗翻转产生一个信号，降雨量采集显示仪表和数据处理系统通过信号采集累计进行降水量显示并进行数据处理。
6.降水由承雨口进入注水漏斗4，经注水漏斗4再进入翻斗的蓄水斗，当蓄水斗水体变化产生的总翻转力矩mf瞬时大于翻斗斗体自重等因素产生的总逆转力矩mn时瞬间翻转，将承接的雨水泻尽，另一侧的翻斗此时变为蓄水斗担负蓄水功能，如此往复对降水进行计量。
7.其力矩动平衡原理方程式为：mn=m
k.
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(1)
(1)式中：mk—斗体（包括斗室壳体、中隔板、永磁体、翻斗轴）重量的逆转力矩，单位:克
·
厘米（g
·
cm）。mk=fk×
lk，fk为斗体重量，单位为克（g），lk为斗体力臂长度，单位为厘米（cm）；mf=m
s.
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(2)(2)式中：ms—蓄水斗内水体重量产生的动态力矩, 其大小随蓄水总量及水体重心外移量变化而变化，单位：克
·
厘米（g
·
cm）。ms=fs×
ls，fs为水体重量，单位为克（g），ls为水体力臂长度，单位为厘米（cm）；在实际的使用过程中，往往强风会破坏理论的力矩动平衡，强风从排水漏斗13进入传感器，对计量翻斗组件6施加一个力矩，致使雨量传感器在降水观测时出现计量翻斗组件6提前翻转，或滞后翻转，导致传感器观测数据误差较大；在没有降水时，强风从排水漏斗13进入传感器，吹动计量翻斗组件6，永磁体6-5进入干簧管9的感应区域，雨量传感器误报数据。
8.由于雨量传感器长期在野外环境中工作，经常会有昆虫进入传感器，影响运动零部件的灵活性，甚至造成传感器内部水路的堵塞，影响传感器的可靠性和准确度。
9.在降水观测中，强风天气是造成翻斗式雨量传感器出现误翻动作，形成观测误差的重要原因，同时也会对翻斗式雨量传感器自身结构造成损伤，影响使用。我国气候复杂多样，尤其在部分沿海地区，每年台风频发，影响降水量观测。目前亟需一种可以适应暴雨、台风等天气条件下对降水量观测的翻斗式雨量传感器。
10..综上所述，公知技术翻斗式雨量传感器的缺点、不足之处是：1、在强风天气工作时，有强风从排水漏斗进入传感器，破坏理论的力矩动平衡，导致传感器观测数据误差较大或雨量传感器误报数据。
11.2、雨量传感器长期在野外环境中工作，经常会有昆虫进入传感器，影响运动零部件的灵活性，甚至造成传感器内部水路的堵塞，影响传感器的可靠性和准确度。
发明
12.本发明的任务是克服现有技术的缺点和不足之处，提供一种阻尼、旁路构造的高效防风防虫型翻斗式雨量传感器，以解决现有翻斗式雨量传感器在强风天气工作时雨量传感器误报数据，导致的可靠性和测量准确度差的问题。
13.为了实现上述目的，本发明的翻斗式雨量传感器包括：承雨口组件、外筒、底座、注水漏斗、翻斗支架、计量翻斗组件、左翻斗倾角支柱组件、右翻斗倾角支柱组件、干簧管、水平泡、水平支板、支板水平调节装置和排水漏斗；其中，所述的计量翻斗组件包括：翻斗轴，中隔板，左斗室，右斗室和永磁体；还包括：防风防虫排水管组件；防风防虫排水管组件位于排水漏斗的下方，与排水漏斗相通。
14.所述的防风防虫排水管组件包括：转接口、主流管、阻尼旁路管和滤网；在主流管的正上方有转接口，转接口与排水漏斗连接；主流管一端与排水漏斗相通，另一端与阻尼旁路管中间位置相通；滤网设置在阻尼旁路管的两端。
15.所述的防风防虫排水管组件还包括：漏水嘴、左导风面和右导风面；漏水嘴设置在主流管和阻尼旁路管交接处；左导风面设置在漏水嘴的左侧；右导风面设置在漏水嘴的右
侧。
16.所述的防风防虫排水管组件有三个，三个防风防虫排水管组件的结构相同；一个主流管的转接口与排水漏斗连接，该主流管的阻尼旁路管的两端分别与另两个防风防虫排水管组件的主流管转接口连接，两个防风防虫排水管组件连接状态为水平、垂直或其他任意角度，另两个防风防虫排水管组件的阻尼旁路管上均连接有滤网。
17.有益效果，由于采用了上述技术方案，雨量传感器在强风环境工作状态下，风在进入防风防虫排水管组件的阻尼旁路管后，绝大部分风会通过阻尼旁路管的另一端排出，只有很小一部分风通过主流管进入排水斗，这部分的风很难吹动翻斗翻转，能有效极大减少翻斗出现误翻转，显著减少雨量传感器误报数据，提高了传感器的可靠性，确保了翻斗式雨量传感器在强风场合下观测的准确度。
18.在阻尼旁路管的两端增加了两个滤网，即增加了风阻，减少进入排水斗的风量；还达到了防虫的作用，减少了昆虫进入传感器，影响传感器的可靠性和准确度。
19.优点：在强风天气的工作环境，风在进入防风防虫排水管组件后，只有很小一部分风进入排水斗，能有效极大减少翻斗出现误翻转，显著减少雨量传感器误报数据，提高了传感器的可靠性，确保了翻斗式雨量传感器在强风场合下观测的准确度。
20.在阻尼旁路管的两端增加了两个滤网，即增加了风阻，减少进入排水斗的风量；还达到了防虫的作用，减少了昆虫进入传感器，影响传感器的可靠性和准确度。
21.本发明构造简单、安装和维护方便。
附图说明
22.图1为本发明的结构示意图。
23.图2为本发明的防风防虫排水管组件实施例1的结构示意图。
24.图3为本发明的防风防虫排水管组件实施例2的结构示意图。
25.图4为图3的剖视结构示意图。
26.图5为本发明的防风防虫排水管组件实施例3的结构示意图。
27.图中，1、承雨口组件；2、外筒；3、底座；4、注水漏斗；5、翻斗支架；6、计量翻斗组件；7、左翻斗倾角支柱组件；8、右翻斗倾角支柱组件；9、干簧管；10、水平泡；11、水平支板；12、支板水平调节装置；13、排水漏斗；14、防风防虫排水管组件；6-1、翻斗轴；6-2、中隔板；6-3、左斗室；6-4、右斗室；6-5、永磁体；14-1、转接口；14-2、主流管；14-3、阻尼旁路管；14-4滤网；14-5、漏水嘴；14-6、左导风面；14-7、右导风面。
实施方式
28.实施例1：图1中，本发明的一种阻尼、旁路构造的高效防风防虫型翻斗式雨量传感器，包括：承雨口组件1、外筒2、底座3、注水漏斗4、翻斗支架5、计量翻斗组件6、左翻斗倾角支柱组件7、右翻斗倾角支柱组件8、干簧管9、水平泡10、水平支板11、支板水平调节装置12和排水漏斗13；外筒2的下端与底座3连接，外筒2的上端有承雨口组件1，承雨口组件1插入至外筒2内；在底座3上连接有支板水平调节装置12，在支板水平调节装置12上连接有水平支板11；翻斗支架5连接在水平支板11上，翻斗支架5的上端有注水漏斗4，注水漏斗4的接水口位于
承雨口组件1出水口的下方；在翻斗支架5上连接有计量翻斗组件6，计量翻斗组件6以翻斗支架5为支点左右摆动；在计量翻斗组件6下方的水平支板11上连接有左翻斗倾角支柱组件7和右翻斗倾角支柱组件8，左翻斗倾角支柱组件7和右翻斗倾角支柱组件8位于翻斗支架5支点的两侧；在左翻斗倾角支柱组件7和右翻斗倾角支柱组件8之间连接有水平泡10；在翻斗支架5上有翻斗轴支承，翻斗轴6-1安装在翻斗轴支承上；在计量翻斗组件6的两个斗尖下方有两个排水漏斗13。
29.其中，所述的计量翻斗组件6包括：翻斗轴6-1，中隔板6-2，左斗室6-3，右斗室6-4和永磁体6-5；左翻斗6-3和右翻斗6-4之间有中隔板6-2，中隔板6-2将两个翻斗分隔成左翻斗6-3和右翻斗6-4，在中隔板6-2下端的翻斗底面上有翻斗轴6-1；在左翻斗6-3和右翻斗6-4侧壁上均连接有永磁体6-5。
30.还包括：防风防虫排水管组件14；防风防虫排水管组件14位于排水漏斗13的下方，与排水漏斗13相通。
31.图2中，所述的防风防虫排水管组件14包括：转接口14-1、主流管14-2、阻尼旁路管14-3和滤网14-4；在主流管14-2的正上方有转接口14-1，转接口14-1与排水漏斗13连接；主流管14-2一端与排水漏斗13相通，另一端与阻尼旁路管14-3中间位置相通；滤网14-4设置在阻尼旁路管14-3的两端。
32.实施例2：图3、图4中，所述的防风防虫排水管组件14包括：转接口14-1、主流管14-2、阻尼旁路管14-3和滤网14-4；在主流管14-2的正上方有转接口14-1，转接口14-1与排水漏斗13连接；主流管14-2一端与排水漏斗13相通，另一端与阻尼旁路管14-3中间位置相通；滤网14-4设置在阻尼旁路管14-3的两端。
33.还包括：漏水嘴14-5、左导风面14-6和右导风面14-7；漏水嘴14-5设置在主流管14-2和阻尼旁路管14-3交接处；左导风面14-6设置在漏水嘴14-5的左侧；右导风面14-6设置在漏水嘴14-5的右侧。
34.其它与实施例1同。
35.实施例3：图5中，所述的防风防虫排水管组件14有三个，三个防风防虫排水管组件14的结构相同，包括：转接口14-1、主流管14-2、阻尼旁路管14-3和滤网14-4；在主流管14-2的正上方有转接口14-1；主流管14-2一端与排水漏斗13相通，另一端与阻尼旁路管14-3中间位置相通；滤网14-4设置在阻尼旁路管14-3的两端。
36.一个主流管14-2的转接口14-1与排水漏斗13连接，该主流管14-2的阻尼旁路管14-3的两端分别与另两个防风防虫排水管组件14的主流管14-2转接口14-1连接；所述的另两个防风防虫排水管组件14连接状态为水平、垂直或其他任意角度，另两个防风防虫排水管组件14的阻尼旁路管14-3上均连接有滤网14-4。
37.应用时，雨量传感器在强风环境工作状态下，另两个阻尼旁路管的管口迎风角度不同，进入防风防虫排水管组件的风，绝大部分会通过阻尼旁路管的另一端排出，进入的很小一部分风很难吹动翻斗翻转，极大的减少了翻斗可能出现的误翻转，提高了传感器的可靠性，确保了翻斗式雨量传感器在强风场合下观测的准确度。
38.在阻尼旁路管的每一个端部增加了滤网，或者在阻尼旁路管内放置滤网，既增加了风阻，又起到了防虫的作用；提高了传感器的可靠性和准确度。
39.其它与实施例1同。

技术特征：
1.一种阻尼、旁路构造的高效防风防虫型翻斗式雨量传感器，包括：承雨口组件、外筒、底座、注水漏斗、翻斗支架、计量翻斗组件、左翻斗倾角支柱组件、右翻斗倾角支柱组件、干簧管、水平泡、水平支板、支板水平调节装置和排水漏斗；其中，所述的计量翻斗组件包括：翻斗轴，中隔板，左斗室，右斗室和永磁体；其特征是：还包括：防风防虫排水管组件；防风防虫排水管组件位于排水漏斗的下方，与排水漏斗相通。2.根据权利要求1所述的一种阻尼、旁路构造的高效防风防虫型翻斗式雨量传感器，其特征是：所述的防风防虫排水管组件包括：转接口、主流管、阻尼旁路管和滤网； 在主流管的正上方有转接口，转接口与排水漏斗连接；主流管一端与排水漏斗相通，另一端与阻尼旁路管中间位置相通；滤网设置在阻尼旁路管的两端。3.根据权利要求2所述的一种阻尼、旁路构造的高效防风防虫型翻斗式雨量传感器，其特征是：所述的防风防虫排水管组件还包括：漏水嘴、左导风面和右导风面；漏水嘴设置在主流管和阻尼旁路管交接处；左导风面设置在漏水嘴的左侧；右导风面设置在漏水嘴的右侧。4.根据权利要求1或2所述的一种阻尼、旁路构造的高效防风防虫型翻斗式雨量传感器，其特征是：所述的防风防虫排水管组件有三个，三个防风防虫排水管组件的结构相同；一个主流管的转接口与排水漏斗连接，该主流管的阻尼旁路管的两端分别与另两个防风防虫排水管组件的主流管转接口连接，两个防风防虫排水管组件连接状态为水平、垂直或其他任意角度，另两个防风防虫排水管组件的阻尼旁路管上均连接有滤网。

技术总结
一种阻尼、旁路构造的高效防风防虫型翻斗式雨量传感器，属于翻斗式雨量传感器。包括：承雨口组件、外筒、底座、注水漏斗、翻斗支架、计量翻斗组件、左翻斗倾角支柱组件、右翻斗倾角支柱组件、干簧管、水平泡、水平支板、支板水平调节装置和排水漏斗；还包括：防风防虫排水管组件；防风防虫排水管组件位于排水漏斗的下方，与排水漏斗相通。优点：在强风天气的工作环境，只有很小一部分风通过防虫排水管组件进入排水斗，能有效减少翻斗的误翻转及误报数据，提高了传感器的可靠性，确保了翻斗式雨量传感器在强风场合下观测的准确度。在阻尼旁路管上加了滤网，即增加了风阻，减少进入排水斗的风量；还能减少昆虫进入而影响传感器的可靠性和准确度。确度。确度。


技术研发人员：张永立 崔家宽 赵冠军 汪洋 许婷 张敏 宋建平
受保护的技术使用者：徐州市伟思水务科技有限公司
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/8/13