聲波雨量計裝置

《聲波雨量計裝置》是廣東華南水電高新技術開發有限公司於2011年4月11日申請的專利，該專利的公布號為CN202025098U，授權公布日為2011年11月2日，發明人是陳軍強、鐘道清、黃灶金。該發明屬於雨量計裝置技術領域。

《聲波雨量計裝置》其技術要點包括用於接收雨水的承雨器，其中所述的承雨器管路連線有集水器，在集水器內設有導波管，導波管與集水器相連通，在導波管上端設有聲波發生器與接收器，聲波發生器與接收器電連線有數據採集及控制單元；該實用新型旨在提供一種測量精度高、機械結構簡的聲波雨量計裝置；用於測量雨量。

2017年12月11日，《聲波雨量計裝置》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《聲波雨量計裝置》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：聲波雨量計裝置
• 申請人：廣東華南水電高新技術開發有限公司
• 申請日：2011年4月11日
• 申請號：2011201039335
• 公布號：CN202025098U
• 公布日：2011年11月2日
• 發明人：陳軍強、鐘道清、黃灶金
• 地址：廣東省廣州市天河區天壽路105號天壽大廈27樓
• Int.Cl.：G01W1/14(2006.01)I
• 代理機構：廣州市紅荔專利代理有限公司
• 代理人：李彥孚
• 類別：實用新型發明專利

專利背景

對降雨量的有效測量，對工農業生產、人民生活及防止自然災害發生具有非常重要的意義。2011年前，各防汛部門使用的雨量站一般都使用翻斗式雨量計、自記虹及式雨量計，它對降雨量的測量精度不夠，特別是連續下大暴雨的天氣，會經常漏測，不能提供準備的數據，不利於防汛部門決策。

發明內容

專利目的

《聲波雨量計裝置》的目的在於針對上述2011年4月之前技術的不足，提供一種測量精度高、機械結構簡的聲波雨量計裝置。

技術方案

《聲波雨量計裝置》包括用於接收雨水的承雨器，其中所述的承雨器管路連線有集水器，在集水器內設有導波管，導波管與集水器相連通，在導波管上端設有聲波發生器與接收器，聲波發生器與接收器電連線有數據採集及控制單元。

上述的聲波雨量計裝置中，所述的承雨器與集水器之間的管路上設常開電磁閥，常開電磁閥與數據採集及控制單元電氣連線。

上述的聲波雨量計裝置中，所述的集水器底部通過管路連線有常閉電磁閥，常閉電磁閥與數據採集及控制單元電氣連線。

上述的聲波雨量計裝置中，所述的數據採集及控制單元由主控單元、電源處理控制單元、信號處理控制單元、溫度補償單元和數據存儲單元構成，主控單元分別與電源處理控制單元、信號處理控制單元、溫度補償單元和數據存儲單元電路連線。

上述的聲波雨量計裝置中，所述的承雨器和集水器外圍設有筒形殼體，承雨器位於筒形殼體的上端部。

改善效果

《聲波雨量計裝置》採用上述結構後，通過聲波發生器發出聲波，再由聲波接收器接收，經過信號處理控制單元給數據採集及控制單元計算出聲波發出到接收到的時間，由聲波的速度得出降雨量，並根據雨量的大小自動控制集雨器的進出水，能夠在連續特大暴雨的天氣下不漏測，準確性高。該實用新型具有有測量精度高、測量雨強大、解析度高、可靠性好等優點。非常適用於防汛部門的使用。

附圖說明

圖1是《聲波雨量計裝置》的結構示意圖；

圖2是該實用新型數據採集及控制單元的電路結構方框圖。

圖中：承雨器1、集水器2、導波管3、聲波發生器與接收器4、數據採集及控制單元5、常開電磁閥6、常閉電磁閥7、主控單元5a、電源處理控制單元5b、信號處理控制單元5c、溫度補償單元5d、數據存儲單元5e、殼體8。

權利要求

1.一種聲波雨量計裝置，包括用於接收雨水的承雨器（1），其特徵在於，所述的承雨器（1）管路連線有集水器（2），在集水器（2）內設有導波管（3），導波管（3）與集水器（2）相連通，在導波管（3）上端設有聲波發生器與接收器（4），聲波發生器與接收器（4）電連線有數據採集及控制單元（5）。

2.根據權利要求1所述的聲波雨量計裝置，其特徵在於，所述的承雨器（1）與集水器（2）之間的管路上設常開電磁閥（6），常開電磁閥（6）與數據採集及控制單元（5）電氣連線。

3.根據權利要求2所述的聲波雨量計裝置，其特徵在於，所述的集水器（2）底部通過管路連線有常閉電磁閥（7），常閉電磁閥（7）與數據採集及控制單元（5）電氣連線。

4.根據權利要求1至3任一所述的聲波雨量計裝置，其特徵在於，所述的數據採集及控制單元（5）由主控單元（5a）、電源處理控制單元（5b）、信號處理控制單元（5c）、溫度補償單元（5d）和數據存儲單元（5e）構成，主控單元（5a）分別與電源處理控制單元（5b）、信號處理控制單元（5c）、溫度補償單元（5d）和數據存儲單元（5e）電路連線。

5.根據權利要求4所述的聲波雨量計裝置，其特徵在於，所述的承雨器（1）和集水器（2）外圍設有殼體（8），承雨器（1）位於殼體（8）的上端部。

實施方式

參閱圖1和圖2所示，《聲波雨量計裝置》包括用於接收雨水的承雨器1，承雨器1管路連線有集水器2，承雨器1與集水器2之間的管路上設常開電磁閥6，集水器2底部通過管路連線有常閉電磁閥7，在集水器2內設有導波管3，導波管3豎直設定在集水器2內，導波管3的底部與集水器2相連通，在導波管3上端設有聲波發生器與接收器4，利用聲學原理，通過計算出聲波發出和返回的時間，再經過聲波傳輸速度計算出降雨量；聲波發生器與接收器4、常開電磁閥6和常閉電磁閥7均電氣連線有數據採集及控制單元5；數據採集及控制單元5由主控單元5a、電源處理控制單元5b、信號處理控制單元5c、溫度補償單元5d和數據存儲單元5e構成，主控單元5a分別與電源處理控制單元5b、信號處理控制單元5c、溫度補償單元5d和數據存儲單元5e電路連線；電源處理控制單元5b分別與常開電磁閥6和常閉電磁閥7電路連線，用於控制常開電磁閥6和常閉電磁閥7的開和關，信號處理控制單元5c與聲波發生器和接收器4電路連線，用於控制聲波發生器和接收器4的運作；數據存儲單元5e用於存儲測量的數據；溫度補償單元5d用於補償在不同溫度下的聲速；為了整個裝置方便攜帶及搬運，在承雨器1和集水器2外圍設有筒形的殼體8，承雨器1位於殼體8的上端部。

具體使用時，設定導波管3的管長為L1，聲波發生器與接收器4所在的位置設為測量基準點，此點與導波管3里的液面的距離為L2。當有降雨時，雨水從承雨器21進水，經過常開電磁閥6流進集水器2存儲起來，同時雨水也流嚮導波管3，由主控單元5a發出指令給控制信號處理控制單元5b控制聲波發生器與接收器4的聲波發生器發出一定頻率的聲波，再由聲波發生器與接收器4的聲波接收器接收到聲波返回的時間T，並根據聲波在空氣中的傳播速度S計算出L1=T*S/2，則測量出在集水器2中的水高為L=L1-L2，經過標定，由L得出單位時間內的實際降雨量。同時，當集水器2的雨水達到一定高度時，由電源處理控制單元5b控制常開電磁閥6關閉，停止往集水器2進水，則降雨水會存儲在承雨器1中，同時測量出集水器2中的水高得出實際雨量值，測量完之後打開常閉電磁閥7進行放水，一邊放水一邊測量集水器2的水高，當測量出集水器2的水高為小於標定數時，則關閉常閉電磁閥7停止放水，同時打開常開電磁閥6進水，如上述循還測量。

榮譽表彰

2017年12月11日，《聲波雨量計裝置》獲得第十九屆中國專利優秀獎。