Осадкомер Советский патент 1993 года по МПК G01W1/14 

Изобретение относится к области гидрометеорологических исследований и может быть использовано при организации пунктов режимных осадкомерных наблюдений на удаленных, труднодоступных и ре- дкопосещаемых объектах.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является осадкомер, содержащий корпус, выполненный в виде приемной и измерительно-регистрационной цилиндрических камер, осадкоприемный сосуд, выполненный с осадкоприемным кольцом и съемной воронкой, сборный бак и антииспарительный элемент, при этом осадкоприемный сосуд установлен в первой емкости, выполненной с балластом, которая размещена во второй емкости, частично заполненной антифризом и выполненной с центрирующими роликами,а приёмная и измерительно-регистрационная камера, выполненная с датчиком количества вытесненного антифриза, связаны между собой переточным каналом, соединенным со второй емкостью.

Недостатком известного устройства является зависимость точности измерения количества и временного хода атмосферных осадков от потерь влаги на испарение из осадкоприемного сосуда и потерь рабочей незамерзающей жидкости на испарение. Особенно существенно сказывается влияние этого недостатка в теплое время года в засушливые периоды, когда температура внутри кожуха осадкомера достигает 60- 70°С. Вследствие испарения влаги из осадкоприемного сосуда плавающая система становится легче и всплывает, в результате чего уровень опускается ниже горизонта сливных отверстий емкости, в которой находится плавающая система. По этой причине при выпадении очередных осадков их количество занижается регистратором на величину, равную суммарному объему испарившейся жидкости из осадкоприемного сосуда, емкости и датчика количества вытесненного антифриза. Соответственно искажается временной ход атмосферных осадков.

С/1

С

™ XI 00 00

00

о

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что из-. вестный осадкомер снабжен шаровым затвором, установленным в воронке, плавающим экраном с несмачиваемой поверхностью, размещенным в осадкоопри- емном сосуде, подпитывающим баком с автоматическим сливным клапаном, сооб- щающимс я.со второй емкостью, антииспарительный элемент выполнен в виде .экранирующего футляра, расположенного с внешней стороны корпуса.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показано устройство осадкомера в разрезе. . . . . ... ..-.. .

Осадкомер состоит из корпуса, включающего съемный колпак 1, приемную 2 и измерительно-регистрационную3цилиндрические камеры, а также отсек 4 с размещенным в нем сборным баком 5. Корпус имеет форму гильзы и установлен на Неподвижном основании 6. Камеры 2/3 .и. отсек 4 размещены друг над другом соответственно нумерации и соединены между собой с помощью трех горизонтальных перегородок 7, 8 и 9. Внутри приемной ка-, меры 2 установлены две емкости, Первая емкость 10 снабжена балластом 11 и размещена на плаву во второй емкости 12, частич- но заполненной антифризом 13 и выполненной с центрирующими роликами 14. Емкость 12 жестко закреплена на перегородке 7. В емкости 11 установлен осад- коприемный сосуд 15 с плавающим экраном 16с несмачиваемой поверхностью. На открытом торце осадкоприемный сосуд 15 снабжен осадкоприемным кольцом 17 и съемной воронкой 18 с шаровым затвором 19.

Внутри измерительно-регистрационной камеры 3 размещены датчик 20 количества вытесненного антифриза (в виде . челночного мерного устройства), электромагнитный контакт 21, электронный блок регистрации временной информации 22 и блок питания 23. Датчик 20 количества вытесненного антифриза закрыт прозрачным футляром 24. . : - , .-

Приемная 2 и измерительно-регистрационная 3 камеры связаны между собой пе- реточ.ным каналом 25, соединенным со второй емкостью 12.

На некотором расстоянии от дна емкости 12 устроено отверстие 26, которое сообщается с переливной камерой 27. Выше емкости 12 установлен подпитывающий ба . чок 28 с антифризом, который через сливной клапан 29, запираемый иглой 30, управляемой поплавком 31, связан с отсеком 32, который посредством отверстия 33 гидравлически связан с емкостью 12. Бачок 28 снабжен заправочной горловиной с вентилем 34 и поплавковым указателем 35

уровня антифриза. Сливной клапан 29 оснащен блокирующим устройством 36 в форме тяги. Корпус осадкомера с внешней стороны экранируется футляром, состоящим из верхней 37 и нижней 38 секций, внешние по0 верхностикоторых и меют теплоотражающее покрытие.

Осадкомер работает следующим образом./

При. измерении осадков попадающая в

5 сечение осадкоприемного кольца влага попадает в воронку 18, откуда, переливаясь под шаровой затвор 19, попадает на обтека- ... ющую несмачиваемую поверхность плавающего экрана 16, а затем скатывается с него

0 вниз и накапливается в осадкоприемном со суде 15. В результате увеличения веса пла вающая система, состоящая из сосуда 15 и первой емкости 10, приходит в движение и, скользя по шарикам 14, погружается в анти5 фриз 13 емкости 12, При этом равное повесу поступившим в сосуд 15 осадкам количество антифриза выдавливается из емкости 12 и, пройдя через отверстие 26 и порог камеры 27, сливается по трубке 25 в одну из секций

0 челночного мерного устройства 20. После каждого наполнения секции челночного мерного устройства 20 до заданного объема происходит ее опрокидывание, при котором электромагнитное контактное устройство

5 21 посылает сигнал в блок регистрации 22, в оперативной памяти которого фиксируется дата (месяц, число), время (час, минута, секунда) и порядковый номер сигнала. Сливающийся из мерного устройства 20 анти0 фриз поступает в сборный бак 5. При этом футляр 24, которым экранируется мерное . устройство 20, предотвращает потери антифриза на испарение из его секций, а шаро- . вой затвор 19 и плавающий экран 16

5 снижают до минимума потери влаги на испарение из осадкоприемного сосуда 15.

В случае длительных бездождных периодов создаются предпосылки для образования заметных потерь атмосферных осадков

0 из сосуда 15 и антифриза из емкости 12 на испарение, что может привести к понижению уровня антифриза из емкости 12. При снижении уровня антифриза на величину, большую чувствительности поплавка 31Рон

5 опускается и открывает иглу 30 сливного клапана 29. При этом из бачка 28 в отсек 32 сливается количество антифриза необходи- мое для восстановления.нормального рабочего уровня э сообщающейся с ним через отверстие 33 емкости 12. После этого попла/

вок 31, всплывая, поднимается и, воздействуя на иглу 30, закрывает сливной клапан 29. Контроль за наличием и сработкой запасов антифриза в бачке 28 осуществляется при сезонных регламентных работах с помощью плавающей рейки 35.

Блок регистрации временного хода атмосферных осадков, выполненный на микросхемах К 537РУ19, обеспечивает автономное, в безнадзорном режиме, измерение в течение 6 месяцев до 500 мм,атмос- ферных осадков и их временного хода с градацией 0,25; 0,50 или 1,00 мм при температуре воздуха от +40 до -60°С.

Обработка результатов измерений состоит в визуальном или автоматическом (с помощью микро ЭВМ) считывании находящейся в ячейках оперативной памяти блока регистрации 22 информации в виде последовательного ряда дат и времени прохождении через мерное устройство соответствующих заранее выбранной дискретности измерений (0,25; 0,50 или 1,00 мм слоя) порций атмосферных осадков, объединении отдельных сигналов по временному признаку генетического единства в отдельные дожди (или снегопады) и определении сумм атмосферных осадкоь за соответствующие периоды их выпадения и календарные суточные, декадные и месячные периоды. Для контроля аналогичные результирующие данные определяются по данным регистрации общего количества срабатываний мерного устройства за соответствующие периоды.

Кроме того, осуществляется независимый контроль правильности работы всех систем осадкомера с использованием результатов контрольных определений (способом взвешиваний или промеров) накопившихся, в осадкоприемном сосуде 15 атмосферных осадков и запасов антифриза в подпитывающем бачке 28 и сборном баке 5. Такие измерения проводятся при сезонных регламентных работах два раза в год при устойчивом переходе температуры воздуха через б°С, которые наблюдаются весной и осенью.

Измеренная сумма атмосферных осад

ков 2 Xi в весовом или объемном выраже ним сопоставляется с количеством влаги 2 Х2. накопившейся в осадкоприемном Сосуде 15, и количеством антифриза 2 Хз, поступившим за этот же период в сборный.

бак 5. При исправной работе прибора должны соблюдаться следующие соотношения:

1 Xi 2 Х2(1)

2 Xi-2 Хз(2)

2 Х2 2 Хз(3)

(2 Xi- 2 Х2)2 Е (4) ;

где 2 Xi, 2 Х2 и 2 Хз имеют прежнее значение,.

(2X1 -2 Х2) - потери влаги из осадкрп- риемного сосуда на испарение,

2 Б сработка запасов антифриза в

подпитывающем бачке по показаниям плавающей рейки.

Соотношение (4) позволяет судить о соотношении потерь на испарение поступившей в прибор атмосферной влаги и содержащегося в емкости 12 антифриза.

При проведений сезонных регламентных работ отбираются пробы из накопившихся в сосуде 15 атмосферных осадков на все виды химического анализа.

В холодное время года при измерении и накоплении твердых и смешанных атмосферных осадков используется зимнее осад- коприемное кольцо с зачерненной верхней кромкой и нижней частью, выполненной из

концентрических свободно-колеблющихся (на взаимно-перпендикулярных полуосях) элементов. При порывах ветра они совершают колебательные движения, благодаря чему исключается налипание (задержка)

твердых осадков на внутренней поверхно- сти осадкоприемного кольца и связанные с этим явлением погрешности в регистрации временного хода атмосферных осадков. Одновременно гасится энергия проникающих

в рсадкоприемный сосуд 15 воздушных вихрей, что снижает вероятность выдувания из него подвижных твердых осадков, В холод- ное время года изымается плавающий экран 16 из осадкоприемного сосуда 15.

Кроме того, для более эффективного использования солнечного тепла на обогрев корпуса прибора и уплотнение твердых осадков в .сосуде 15 для более компактного размещения в нем твердых осадков, на холодное

время года снимаются секции 37 и 38 теплозащитного экранирующего футляра. Тепло- поглощающее покрытие корпуса обеспечивает прогрев полостей прибора выше 0°С в солнечные дни.

Формула изобретения Осэдкомер, содержащий корпус, выполненный в виде приемной и измерительно-регистрационной цилиндрических камер, осадкоприемный сосуд, выполненный с осад- коприемным кольцом и съемной воронкой, сборный бак и антииспарительный элемент, при этом осадкоприемный сосуд установлен в первой емкости, выполненной с балластом, которая размещена во второй емкости, частично заполненной антифризом и выполнен- ной с центрирующими роликами, а приемная и измерительно-регистрационная камера, выполненная с датчиком количества вытесненного антифриза, связаны между собой переточным каналом, соединенным с второй емкостью, отличающи и с я тем, что, с целью повышения точности,

он снабжен шаровым затвором, установленным в воронке, плавающим экраном с несмачиваемой поверхностью, размещенным в осадкоприемном сосуде, подпитывающим баком с автоматическим сливным клапаном,

сообщающимся с второй емкостью, а антииспарительный элемент выполнен в виде экранирующего футляра, расположенного с внешней стороны корпуса.

15

Изобретение относится к метеорологическому приборостроению и может быть использовано для измерения и регистрации количества выпавших атмосферных осадков. Целью изобретения является повышение точности измерения. Цель достигается за счет введения шарового затвсфа 15 в осадкоприемной воронке 14, плавающего экрана 32 с намачиваемой поверхностью, размещенного в осадкоприемном сосуде 31, подпитывающего бака 21 с антифризом связанного с емкостью 17, а также экранирующего футляра, предохраняющего устройство от нагрева. 1 ил.