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1、雨量计的分类和意义 水位计的分类和意义 压力式水位计 浮子式水位计 超声波水位计 雷达水位计 压力式水位计 根据压力与水深成正比关系的静水压力原 理，运用压敏元件作传感器的水位计。当传感器固定在水 下某一测点时，该测点以上水柱压力高度加上该点高程， 即可间接地测出水位。该仪器适用于不便建测井的地区。 测量精度：3cm(10m量程） 典型厂商：北京和光伟业 北京华测智创等 应用：工业、水利 特点：安装简便，不需要建造水位井， 精度符合规范要求 使用注意：泥沙影响精度，压阻式有时飘、温飘，要定时率 定 输出接口：模拟量，串行数据 压阻式水位计长期放在水底，半导体硅片长期被水压变 形产生疲劳，由此产
2、生时飘。气泡式水位计将半导体硅片放 在水上，测试时再加压，平时处在无压或微压状态，因此时 飘很小。 温度对压力水位计的影响主要靠测温补偿的方法来解决 。 使用中要定期率定。国外定期将水位计在实验台上通过 率定，找出补偿曲线供采集水位时修正。国内往往是定时将 压水水位与水尺水位相比较来完成率定。前者可以保证传感 器的线性度，从根本上保证水位采集精度，后者只是在个别 水位点上校正，传感器的线性度没有得到改善。 浮子式水位计 利用浮子跟踪水位升降，以机械方 式直接传动记录。用浮子式水位计需有测井设备(包 括进水管)，适合岸坡稳定、河床冲淤不大的低含沙 河段。测量精度：2cm 典型厂商：徐州伟思、徐州
3、星球等 特点：稳定，可靠，优点：成熟、运用最广泛 使用条件：可以建造水位井的地方，使用中要防止 水井淤积 特 点： 非接触测量，不受水体污染，不破坏水流结构 直接悬挂安装在水面上，不受风浪影响 不需建造测井，节省土建投资 无触点开关元器件 法兰或螺纹连接，安装方便 无机械磨损，稳定耐用 精度达到2-3cm（10m量程） 特点：安装较简单，不需要建造水位井，精度符 合规范要求 使用注意：有温飘，水面漂浮物影响精度，要 定时率定 输出接口：模拟量 在安装时要注意： 1） 安装支架将探头延伸到能测的最低水位点 。 2） 为超声波发射有5-7的发散角，要保证 在此角度内没有遮挡物。 通过天线系统发射能
4、量很低的极短的微波脉冲并接 收。雷达波以光速运行。运行时间可以通过电子部 件被转换成物位信号，即设备至液面的距离。 测量精度：1 cm（全量程） 典型厂商：哈希、北京古大、徐州伟思 特点：测量精度高（毫米级），量程大（90米以上 ），不需要建造水位井，没有时飘、温飘，可靠 使用注意：水面漂浮物影响精度，安装参照气 介式超声波水位计，要定时率定 输出接口：模拟量 这两种水位计是从测距仪演变而来，雷达水位 计技术成熟，使用方便，但在国内使用不多。 发射的波束：超声波和电磁波（超频波） 量程 介质 价格价格高限制了雷达水位计的应用 适应工况：都不适合污水，因为泡沫，但雷达水位计更 适于严酷工况（温度
5、、压力） 由于雷达波的传播速度不受温度、湿度、气压、雨雪和 风沙等环境因素的影响，相当稳定，使得雷达水位计在 其工作范围内具有相当高的精度，且不需维护，在欧美 等发达国家得到了广泛的应用，有逐渐取代超声波水位 计之势。 总结：目前的水利应用超声波水位计完全满足需求。 磁敏式（磁性浮子）水位计-由若干个神经元电路组成一由若干个神经元电路组成一 条水位神经线，构成了一个水位数字电子尺，将水位的变化值转换成条水位神经线，构成了一个水位数字电子尺，将水位的变化值转换成 开关数字信号输出。开关数字信号输出。 水位计选型总结 降水量： 单位时间内从天空降落到地面上的雨水（雪），未经蒸发 、渗透、流失而在水
6、面上积聚的水层深度，称为降雨量（ 以毫米为单位），它可以直观地表示降雨的多少。1毫米 的降水量是指单位面积上水深1毫米。 1毫米降水落到田地里有多少呢，每亩地面积是6667平 方米，因此，1毫米降水量就等于每亩地里增加0667立 方米的水。每立方米的水是1000公斤，这样，1毫米降水 量也就等于向每亩地浇了约650公斤水。据测定，降5毫 米的雨，可使旱地浸透3厘米6厘米。 通常说的小雨、中雨、大雨、暴雨等，一般以日 降雨量衡量。其中小雨指日降雨量在10毫米以下 ；中雨日降雨量为1024.9毫米；大雨降雨量为 2549.9毫米；暴雨降雨量为5099.9毫米；大 暴雨降雨量为100199.9毫米；
7、特大暴雨降雨量 在200毫米以上。 今年清平、舟曲的实时降雨量。 测定降雨量对防洪、泥石流灾害预警的意义。 基本概念： 雨量计（rainfall recorder，或量雨计、测雨计）是一种 气象学家和水文学家用来测量一段时间内某地区的降水量 的仪器（降雪量的测量则需要使用雪量计）。常见的有虹 吸式、称重式、翻斗式三种。 大部分的雨量计都是以毫米作为测量单位。 温度、风速对雨量计的准确性有影响。 虹吸式雨量计 翻斗式雨量计 数字智能型雨量计 容栅双阀雨量计 虹吸式雨量计是自动记录液态降水物的数量、强度变化和 起止时间的仪器。由承雨器、虹吸、自记和外壳四个部分 组成。在承雨器下有一浮子室，室内装一
8、浮子与上面的自 记笔尖相联。雨水流入筒内，浮子随之上升，同时带动浮 子杆上的自记笔上抬，在转动钟筒的自记纸上绘出一条随 时间变化的降水量上升曲线。当浮子室内的水位达到虹吸 管的顶部时，虹吸管便将浮子室内的雨水在短时间内迅速 排出而完成一次虹吸。虹吸一次，雨量为10毫米。如果 降水现象继续，则又重复上述过程。最后可以看出一次降 水过程的强度变化、起止时间，并算出降水量。 优缺点： 主要优点是结构简单、安装使用方便且能自动记录，使观 测员可以随时了解自然降水情况； 缺点是必须去现场更换记录纸。容易发生故障，在使用中 必须加强维护。以便仪器能够正常工作保持记录的准确 性和连续性。在使用虹吸式雨量计的
9、过程中，若该仪器出 现一些故障，必然会使自记降水记录的连续性和准确性受 到影响，以致影响到雨量资料的记录整理。 适合人工观测，不适于遥测，数字化组网。 典型供货商：南京鑫和兴泰 连续记录降水量随时间变化和测量累积降水量的遥测仪器 。 分感应器和记录器两部分，其间用电缆连接。感应器用翻 斗测量，它是用中间隔板间开的两个完全对称的三角形容 器，中隔板可绕水平轴转动，从而使两侧容器轮流接水， 当一侧容器装满一定量雨水时（0.1或0.2毫米），由于重 心外移而翻转，将水倒出，随着降雨持续，将使翻斗左右 翻转，接触开关将翻斗翻转次数变成电信号，送到记录器 ，在累积计数器和自记钟上读出降水资料。 （目前通
10、过 RTU的采集可以远程抄表） 起始于70年代，用于遥测。 优缺点：翻斗式雨量计靠的是两个平衡的“翻斗”左右翻 动记录降水，结构简易而且完全依赖于机械动作，这就使 得它的精确度取决于平衡度的调整、活动机构的灵活、以 及机械构件的误差等因素，所以它的最大误差基本上都不 能达到说明书上标称的“小于正负4%”。对于细小的微量降 雨它无法记录，而对于大雨、暴雨和大暴雨其误差值有时 甚至高达40%60%。 需要定期维护，否则使用越久误差越大。 典型供货商：徐州伟思 数字智能型雨量计徐州伟思 最大测量雨强8mm/min;精度：0.07mm 测量误差：10降水量时：0.2；30降水量时：=0.21%FS 价
11、格：高于翻斗式 容栅双阀式雨量计温州华云 最大测量雨强9mm/min;精度：0.01mm 最大测量误差： 2%（国际气象组织的标准） 价格：高于翻斗式 翻斗式雨量计徐州伟思 最大测量雨强4mm/min（国家标准）；最大测量误差： 4%（国家标准） 价格：较低 原理： 测量原理与虹吸雨量计有相似之处，均是以计量液柱高 度测量降水量，液柱高度编码器的分辨力为0.05,每 次虹吸量为10,它是“电子自动控制虹吸排水”，无滴 流和水气混杂现象，并且，虹吸排水期内，浮子室不进 水，无漏记现象；同时保留了翻斗（感量为0.07） ，但不作计量用，只用作降雨时自动唤醒数据采集器， 无雨时，仪器处于休眠状态。用
12、固态存贮（FLASH存贮 ，存贮量3000，数据可保留10年）替代纸记录， 记录准确，调取方便。 虹吸式雨量计的电子化。 原理：采用了精确的容栅传感原理设计制造，通过容栅 位移值来反映降雨量，完全由数字电路替代机械部件和触 点开关，性能稳定，计量非常准确，不受任何降雨强度的 影响，雨量不会流失。从根本上解决了以往雨量计所存在 的各种问题，大大提高了对雨量检测的科学水平。 精度最高： 分辨率 0.01mm，比传统的翻斗式雨量计的精度高出 10倍。 容许测量的降雨强度范围最大： 国家标准是 0.1mm4mm/ 分钟，而容栅式雨量计的最大降雨强度测量可以高达9mm/分钟 ，大大超过国家标准，不管多大
13、的暴雨都不漏计。从而解决了以 往其他遥测雨量计大雨时计量严重失准的弊病。 计量误差最小： 无论遇大雨暴雨，容栅式雨量计的误差始终小 于 2%，远低于国家标准4%，完全符合国际气象组织的检测标 准，更让遇大雨暴雨计量严重失准（有时误差超过30%）的翻斗 式雨量计望尘莫及。 人工比对最准确： 与人工测量比对，非常精确。迄今为止，国 内唯一可作为真实降雨记录和历史依据的测量设备。 安装维护最方便： 由于容栅式雨量计内部采用数字电路设计， 因此无需像其他普通雨量计那样使用前、和使用一段时间后，要 派人去现场先进行麻烦的精度校准，实现真正的无人值守。 自从1972年瑞士TriMOS公司及其子公司SYLVAC公司研制成 功用于长度测量的容栅测量系统以来，容栅测量系统在精 密电子量具以及数显量仪上得到了广泛的应用。 容栅位移传感器原理：在整个测量系统中，容栅传感器的 主要作用是把机械位移量转变成电信号的相位变化量，然 后送给测量电路进行数据处理。 容栅测量系统是一种无差调节的闭环控制系统，它的基本 测量部分是一个差动电容器，它的作用是利用电容的电荷 耦合方式将机械位移量转变成为电信号的相应变化量，将 该电信号送入电子电路后，再经过一系列变换和运算后显 示出机械位移量的大小。 雨量计选型总结
