現場標定雨量傳感器的校準裝置的製作方法

2023-06-01 13:29:21

專利名稱：現場標定雨量傳感器的校準裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是現場標定計量器具的校準器，具體涉及的是可以在現場直 觀顯示雨量傳感器的計數值，減少人為操作誤差，攜帶與使用都很方便的一種 雨量傳感器的現場校準裝置。
背景技術：
隨著科學技術的發展和人們生活水平、生活質量不斷的提高，人們對天氣 狀況越來越關注了，無形中對氣象部門的工作也提出了更高、更嚴的要求。單 就以"雨量"專題為例來闡述精密測量及定期標定的重要性，由日常監測到的 雨量數據，可累積並計算出近期和未來雨量的狀況和天氣變化的趨勢及發生洪 澇災害的可能性，為人民的日常生活提供了必要可信的信息，為政府的決策提 供可靠的依據。這意味著對每場雨量的觀測數據應該相當的準確，並且也要求 觀測雨量用的雨量傳感器及其用來標定雨量傳感器的校準裝置都要保證具有足 夠的精度，同時要定期進行檢定和校準。
目前對降雨量測量儀器和雨量傳感器的校準，都是在生產廠或實驗室中進 行，尤其對於一般氣象站擁有為數頗多的雨量傳感器或是偏遠山區的氣象站， 都不方便將大量的雨量傳感器搬運到指定部門去標定和校準。
而雨量測量儀器和傳感器大都固定安裝在觀測現場，原則上不允許搬來挪 去，即使不得已非搬不可，通常在搬運和安裝後都需要進行校準，以免零點漂 移，量程改變，所以對使用中的雨量傳感器校準一般都需在現場進行。
氣象臺站一般都採用量杯向傳感器中倒水的辦法進行標定。然而，用倒水 來模擬下雨，這是兩個不同的概念，忽略了許多內在因素，得出的數據是不準 確的，是不易採用的辦法。因為雨量測量儀器和雨量傳感器對降雨量強度有一
定的要求， 一般氣象臺站使用的儀器，降雨強度不超過4mm/min，人工採用量 杯倒水的辦法進行測量，不能夠控制強度，必定會產生人為的誤差。
因雨量傳感器安裝現場有的在庫壩、有的在河沿等一些環境場所，實驗室 的標準裝置器具成龍配套的一大堆，不適宜實現現場校準，並且實驗室使用的 儀器和操作方法不適應現場標定的需求。
由於現場校準需要讀數和計錄，而傳感器又沒有現場數據顯示的功能，只能夠利用室內的採集系統進行讀數，並且校準數據還需要從自動氣象站存儲器 中刪除，給現場校準造成了一定的麻煩。
所以現有的校準設備不適應我國迅速增加的雨量測量儀器現場校準的需 求。我國氣象部門目前還沒有一種操作簡單、攜帶方便的雨量傳感器現場校準 裝置，用來進行現場校準。

發明內容
本發明的目的是為了解決目前對雨量傳感器的不能進行在現場進行校準的 問題，而提供一種操作簡單、攜帶方便，雨強固定，能夠現場顯示讀數，可以 隨時在現場對雨量測量儀器進行現場校準，符合精度等級要求，可以廣泛應用 的現場標定雨量傳感器的校準裝置。
採用的技術方案是
現場標定雨量傳感器的校準裝置，包括外殼及裝在外殼中的組合漏鬥、計 數器和兩個模擬雨強流速的出水管，所述外殼的頂面上設置有模擬雨水流速的 大雨強注水孔和小雨強注水孔，外殼的頂面上鑲嵌有計數器液晶屏、清零按鈕、 連接線的導線插孔。
所述組合漏鬥的上口邊沿與外殼頂面的內部周沿固定連接，組合漏鬥是在 一個圓形漏鬥內設置有中隔，構成對應於大、小雨強注水孔的兩個漏鬥，中隔 與外殼頂面直徑相對應，中隔的上端抵頂在外殼頂面的內側，中隔的下端位於 組合漏鬥的底部，中隔與圓形漏鬥呈一體結構；
組合漏鬥的底部分別對應大、小雨強注水孔設置兩個模擬大、小雨強流速 的出水管，兩個模擬雨強流速的出水管與組合漏鬥呈一體連接。
外殼底部的一周設置有凸稜，可以和雨量傳感器的盛水口內側相卡接，便 於對雨量傳感器的校準，如果需要對雨量傳感器進行調整，則需要將雨量傳感 器的外桶取下，採用一支架，將支架套設在雨量傳感器外邊，支架的下端設有 底座環，支架的上端設有上頂環；支架的底座環穩固地放置在雨量傳感器的底 座上，支架的上頂環與校準裝置外殼底部的凸稜相卡接，支架起到相對連接固 定的作用，安放連接使用方便。
上述外殼的頂面上計數器液晶屏的一側設置有計數器的清零按鈕，計數器 液晶屏的另 一側設有連接線的導線插孔。
本發明使用方法及校準步驟
本發明設計之初首先要解決的關鍵問題是如何模擬大、小雨強的流速，即 經過認真、周密的計算和實驗，得出模擬大、小雨強流速出水管的口徑，從而實現了先後從大、小雨強的注水孔注入10mm降水量的清水，經組合漏鬥先後 從模擬大、小雨強流速出水管流到被標定的雨量傳感器的翻轉漏鬥中，整個降 水過程能真實地模擬雨水下落的流速，雨量傳感器因此而發出的脈衝由計數器 接收並顯示，根據計數器顯示值與10mm降水量的理論計數值相比較，得知雨 量傳感器測試誤差，可以根據誤差值進行調整，以保證雨量傳感器測量數據的 準確。
具體標定的過程是-
① 將雨量傳感器的外桶取下，如圖3所示，將支架穩固的套裝在雨量傳感 器的底座上，再將校準裝置安放到支架上面,使校準裝置外殼的凸稜與支架的上 頂環相卡接。
② 將一節7號電池安裝在校準裝置電池盒內，將二芯連接線的一端連接到 雨量傳感器的接線柱上，將另一插頭端插入校準裝置上頂面的導線插孔中。
③ 按動校準裝置清零按鈕.使校準裝置計數器復位清零。
④ 小雨強度傳感器校準。
將標準量杯內盛裝10毫米清水，從校準儀上頂面的小雨強注水孔注入，校 準裝置將模擬1毫米左右的降雨強度使清水滴入雨量傳感器內，同時計數器開 始計數，當清水全部流淌完畢，計數器停止計數，計數器顯示的數值應等於100， 如果計數器顯示數值不等於100，讀取計數器的數值，用100減去讀數值得到此 次計量的差值。此過程重複3次，並以3次數值的平均值作為小雨強時的測量 誤差，根據誤差的大小可以對現場雨量傳感器進行調整。
(D大雨強度傳感器校準
進行完小雨強度校準的步驟後，將計數器清零，在標準量杯內盛裝10毫米 清水，從校準儀大雨強注水孔注入，校準裝置將模擬接近於4毫米左右的降雨 強度使清水滴入雨量傳感器內，進行計數測試，當清水全部流淌完畢，計數器 停止計數，計數器顯示數值也應等於100，如果計數器顯示數值不等於100，讀 取計數器的數值，用100減去讀數值得到此次計量的誤差。此過程重複3次， 開以3次數值的平均值，作為大雨強時的測量誤差。
當校準結果超過誤差允許範圍，並且屬於系統誤差性質時，必須對傳感器 進行調整，調整後必須重新進行校準，直至在小、大雨強時的測量誤差都符合 檢定規程的規定。
⑥雨量傳感器現場校準結束後，取下連接線，將校準裝置從支架的上面輕 輕取下，將校準裝置內電池取出，將校準裝置、支架、連接線和量杯放入箱內。將雨量傳感器外桶裝上並固定好。
本發明的特點
1、 具有較強的實用性本機攜帶方便，可在水庫壩區、河流沿岸、偏遠山
區等觀測站現場實際標定，操作簡單，極為實用。
2、 經濟適用性強本發明相對實驗室使用的校驗設備來講結構是異常簡單， 從而節約了製造成本，減輕了日常維護的工作量，節省了運營費用，適宜各種 等級的氣象臺或站使用。
3、 安全性高操作簡單、在使用和維修中不存在任何安全隱患，無任何汙染。
本發明設計科學、合理、富有創意、結構緊湊、嚴密，製作方便，可在現 場對相應的雨量計量器具及時進行校準，帶有數字顯示，觀察直觀，技術性能 穩定可靠，具有較好的發展前景，本發明可以廣泛應用到全國氣象臺站、水文 站、部隊、科研機構，進行雨量傳感器的現場校準。


圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是本發明的內部結構示意圖。 圖3是本發明的實施例一示意圖。 圖4是本發明的支架結構示意圖。
具體實施方式
實施例
現場標定雨量傳感器的校準裝置，包括外殼2及裝在外殼2中的圓型組合 漏鬥ll、計數器9和兩個模擬雨強流速的出水管10、 13;組合漏鬥ll、外殼2 採用絕緣材料經過模具加工製成，外殼2的頂面4上設置有模擬雨水流速的大 雨強注水孔7和小雨強注水孔5，外殼2的頂面4上鑲嵌有計數器9的液晶屏， 計數器9液晶屏的一側設置計數器9的清零按鈕3，計數器9液晶屏的另一側設 有連接線的導線插孔8。
所述組合漏鬥ll的上口邊沿與外殼2的頂面4的內部周沿固定連接，圓形 組合漏鬥11內設置有中隔12，中隔12與外殼頂面4的直徑相對應，中隔的上 端抵頂在外殼頂面4的內側，中隔12的下端位於組合漏鬥的底部，中隔12與 圓形組合漏鬥11呈一體結構；
圓型組合漏鬥11的底部分別對應兩個模擬大雨強流速的出水管13和小雨 強流速的出水管10，兩個模擬雨強流速的出水管13和10與組合漏鬥11呈一體結構。兩個模擬雨強流速的出水管13和10的口徑不同，採用不鏽鋼材料製成。 外殼2底部的一周設置有凸稜1，當需要現場標定雨量傳感器14時，首先 將雨量傳感器14的外殼體除去，如圖3所示，將專設的支架15套設在雨量傳 感器14的外邊，支架的下端設有底座環18，支架的上端設有上頂環17;支架 15的底座環18穩固地放置在雨量傳感器14的底座上，支架15的上頂環17與 本發明校準裝置外殼2底部的凸稜1相卡接，將專用導線16的一端與雨量傳感 器14的接線柱相連接，專用導線16的另一端通過插頭插接在外殼2的頂面4 上導線插孔8中，這時非常方便進行標定，可以直觀地從計數器9液晶屏讀取 顯示值，若發現超差，又很方便對雨量傳感器14內部進行調校。若只是例行巡 檢時，不必除去雨量傳感器14的外殼體，直接將本發明校準裝置放置在雨量傳 感器14上部，本發明校準裝置外殼底部的凸稜1與雨量傳感器14上部的盛水 口內側相卡接，這時就可用量杯分別向大雨強注水孔7和小雨強注水孔5注水 進行正常標定。
為方便攜帶在外殼2的上部設置有提梁6。
權利要求
1、現場標定雨量傳感器的校準裝置，包括外殼(2)及裝在外殼(2)中的圓型組合漏鬥(11)、計數器(9)和兩個模擬雨強流速的出水管(10)、(13)；其特徵在於所述外殼(2)的頂面(4)上設置有模擬雨水流速的大雨強注水孔(7)和小雨強注水孔(5)，外殼(2)的頂面(4)上鑲嵌有計數器(9)的液晶屏，設置有計數器(9)的清零按鈕(3)和連接線的導線插孔(8)；所述組合漏鬥(11)的上口邊沿與外殼(2)頂面(4)的內部周沿固定連接，組合漏鬥(11)是在一個圓形漏鬥內設置有中隔(12)，構成對應於大、小雨強注水孔的兩個漏鬥，中隔(12)與外殼(2)頂面(4)直徑相對應，中隔(12)的上端抵頂在外殼(2)頂面(4)的內側，中隔(12)的下端位於組合漏鬥(11)的底部，中隔(12)與圓形漏鬥(11)呈一體結構；組合漏鬥(11)的底部分別對應大、小雨強注水孔(7)和(5)設置兩個模擬大、小雨強流速的出水管(13)和(10)，兩個模擬雨強流速的出水管(13)和(10)與組合漏鬥(11)呈一體結構。
2、 根據權利要求l所述的現場標定雨量傳感器的校準裝置，其特徵在於 上述外殼(2)底部的一周設置有凸稜(1)。
3、 根據權利要求1所述的現場標定雨量傳感器的校準裝置，其特徵在於 上述外殼(2)的頂面(4)上計數器(9)液晶屏的一側設置有計數器的清零按 鈕(3)，計數器(9)液晶屏的另一側設有連接線的導線插孔(8)。
全文摘要
現場標定雨量傳感器的校準裝置，包括外殼及裝在外殼中的組合漏鬥、計數器和兩個出水管，外殼頂面上設有模擬雨水流速的大、小雨強注水孔、鑲嵌有計數器液晶屏、計數器的清零按鈕、導線插孔。組合漏鬥的上口邊沿與外殼頂面的內側周沿固定連接，組合漏鬥內設置有中隔，其上端抵頂在外殼頂面的內側，中隔的下端位於組合漏鬥的底部，中隔與組合漏鬥呈一體結構；組合漏鬥的底部分別設置兩個模擬大、小雨強流速的出水管，兩個模擬雨強流速的出水管與組合漏鬥呈一體結構。本發明設計科學、結構緊湊、可在現場對雨量計量器具進行標定，技術性能穩定可靠，本發明可以廣泛應用到全國氣象臺站、水文站、部隊、科研機構，進行雨量傳感器的現場校準。
文檔編號G01W1/00GK101630023SQ200810012298
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月14日 優先權日2008年7月14日
發明者任德發, 劉文奇, 孫丘寧, 孫文良, 麗 方, 軍 王 申請人:遼寧省氣象信息與技術保障中心