一种雨量筒结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种雨量筒结构，包括过滤件（1）、倒口（2）、挡风圈（3）、内漏斗（4）、翻斗（5）、承水盒（6）、外筒（7），挡风圈（3）外侧略微向下倾斜的薄壁（15）以及内侧的凹槽，能够保证在稳定气流的基础上，最大化的减少雨滴经外部溅射进入雨量筒的概率，这种雨量筒结构通过直接在雨量筒外筒上加装小型挡风圈，减少由于雨量筒本身几何形状导致的外部流场变形而引起的测量误差，提高降雨量的测量准确度，使所获得的观测结果为防灾减灾、预报预警、气候分析等方面提供可靠有效的数据支撑，环境适用性高、制作成本低、安装简易、维护方便。维护方便。维护方便。

【技术实现步骤摘要】
一种雨量筒结构


[0001]本技术属于气象探测的设计领域，具体涉及一种雨量筒结构。

技术介绍

[0002]降水作为常见的天气过程，测量其降水量在气象防灾减灾、天气预报、气候分析等方面发挥着重要的作用。雨量筒作为直接测量降水量的一种仪器，广泛应用于各级气象台站、水文站以及农业测报站等。
[0003]当前在我国各地广泛使用的雨量筒，其本身作为外部高出地面，内部存在空洞的柱体，一定程度上改变了四周地形，进而影响四周的风场。在降水期间，由雨量筒自身造成的风场形变会进一步影响周遭雨滴的下落路径，从而使雨滴收集率产生较大的误差。
[0004]实验表明，风场变形误差使得普通雨量筒的雨滴收集率偏少2％～10％，特别在大风环境下，所获得的测量值准确性大大降低。目前减少或消除风场变形误差的方法是在雨量筒的外围加装大型挡风裙，且与雨量筒本体独立并分离。但是，大型挡风裙占地面积大，装置笨重，结构复杂，安装要求高，特别是安装所需的水泥底座面积是雨量筒本身底座面积的10～100倍，在地势崎岖，地质松软或大风环境地区适用性较低。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种环境适用性高、制作成本低、安装简易、维护方便的雨量筒结构，通过直接在雨量筒外筒上加装小型挡风圈，减少由于雨量筒本身几何形状导致的外部流场变形而引起的测量误差，提高降雨量的测量准确度，使所获得的观测结果为防灾减灾、预报预警、气候分析等方面提供可靠有效的数据支撑。
[0006]为实现上述目标，本技术采用如下技术方案：
[0007]一种雨量筒结构，包括过滤件、倒口、挡风圈、内漏斗、翻斗、承水盒、外筒；所述倒口包括过滤件支撑条插口、外倒口以及倒口插头，过滤件支撑条插口为上部凹陷的类矩形凸起，用于支撑过滤件放置于倒口内部，外倒口为向外倾斜的环状，用于减少倒口附近飞溅入雨量筒的雨水，倒口插头呈扇形均匀分布在环状外倒口底部中间区域，用于将其插入外筒顶端对应的外筒插口处，从而将倒口与外筒进行固定；所述过滤件包括竖直的过滤件支撑部，过滤件支撑部的外侧壁绕周均匀设置向外延伸的过滤件支撑条，过滤件支撑条底部通过过滤件支撑条插口固定于倒口内部，过滤件支撑条上逐层均匀地安装环形的过滤件滤网，最外层的过滤件滤网与倒口内壁的间隙相配合使用；所述挡风圈外层为向外侧略微倾斜向下的挡风圈外侧薄壁，用于减少挡风圈外侧薄壁溅射雨水进入雨量筒，挡风圈中间为一凹槽，沿凹槽底部均匀分布一圈挡风圈凹槽出水口，挡风圈最内层为倾斜向上的梯形薄壁，其靠近顶部的薄壁四周均匀分布有挡风圈螺孔，挡风圈螺孔与外筒螺孔相对应，将挡风圈与外筒外壁相贴合固定在一起；所述外筒由圆柱形侧壁和具有多个排水孔的外筒底盘构成，外筒顶部对称分布有扇形外筒插口，用于衔接固定倒口，外筒侧壁靠近顶端对称分布有外筒螺孔，用于衔接固定挡风圈；所述内漏斗、翻斗、承水盒为一个封闭的整体结构，所述翻
斗位于内漏斗下方，其整体位于承水盒内部，由位于承水盒底部的翻斗支撑架进行固定支撑翻转，所述承水盒斜面底部最低处设有承水盒出水口，并与外筒底盘相连接，用于排出已经测量完成的雨水，所述内漏斗内壁无缝隙地套接在倒口下方，雨水通过倒口内壁直接进入内漏斗内壁，并由内漏斗出水口进入翻斗之中。
[0008]优选的，所述承水盒底部两侧分别为一个向外倾斜的导流面，两个倾斜导流面的较高端相互连接，连接处为承水盒的中线，所述承水盒出水口沿承水盒对角线，位于其底部边角处。
[0009]优选的，所述翻斗为轴式翻动，翻斗通过翻斗支撑架的中心轴进行左右翻动，所述翻斗支撑架的中心轴为陶瓷材质，所述翻斗中心处连接有一电路板，电路板上安装有干簧管，翻斗中间竖直部分安装有磁性件。
[0010]优选的，所述环状外倒口的倾斜线与水平地面的夹角为45
°
，所述倒口插头有四个。
[0011]优选的，所述过滤件支撑条有六根，所述过滤件滤网的相邻两层之间相隔间距为1cm。
[0012]优选的，所述挡风圈螺孔有四个，所述挡风圈凹槽出水口为矩形孔洞，有32个，所述挡风圈外侧薄壁与水平地面的夹角为10
°
。
[0013]优选的，所述外筒插口和外筒螺孔均有四个。
[0014]优选的，所述外筒为一体旋压成型的无接缝外形，使得外筒内壁更加光滑。
[0015]雨量筒工作原理：降水时，雨水通过倒口内壁进入内漏斗中，内漏斗的水落至翻斗上，带动翻斗反复翻转，通过翻转的次数可以进一步计算得到雨量，在翻转的过程中，翻斗的雨水流入承水盒底部并通过承水盒出水口排出雨量筒外。
[0016]翻斗工作原理：翻斗为轴式翻动，其翻斗支撑架位于承水盒底部，翻斗通过翻斗支撑架的中心轴进行左右翻动，翻斗支撑架中心轴为陶瓷结构，能够有效减少翻斗翻动过程中的摩擦力，同时陶瓷中轴永不生锈，确保了翻斗尤其是在水汽充沛地区的使用寿命；翻斗中心处连接有一电路板，电路板上安装有干簧管，翻斗中间竖直部分安装有磁性件，当翻斗左右翻转时，磁性件与干簧管在靠近远离的过程中来回反复，从而得到翻转产生的电信号，这种结构简单，用于测量的耐用性与可靠性也非常高。
[0017]有益效果：
[0018]1)本技术近似水平的挡风圈构造有效的模拟了雨量筒倒口位于地面的情景，当地面风吹过雨量筒时，下方一定范围内因雨量筒外筒发生形变的风场，能够被挡风圈阻隔，使其无法影响倒口附近的风场，使得倒口附近的气流流动更加平稳，避免对雨滴的下落路径造成影响，从而有效减少风对雨量测量的影响，保障测量精度，利用Solidworks的flowsimulation功能进行流体力学分析，这样的构造使得雨量筒对粒径小于0.5毫米的小雨滴的收集效率提高了17
‑
43％，对粒径在0.5至1毫米间的雨滴的收集效率提高了3
‑
9％。
[0019]2)挡风圈外侧略微向下倾斜的薄壁以及内侧的凹槽，能够保证在稳定气流的基础上，最大化的减少雨滴经外部溅射进入雨量筒的概率。
[0020]3)本申请结构简单，将传统的竖直挡风圈转变为水平式的挡风圈，最大外径为80cm，相比于传统竖直挡风圈1.5
‑
3m的外径，大大降低了“雨量筒——挡风圈”整体的占地面积，仅为原来的7
‑
28％，挡风圈结构通过螺孔可以直接安装在雨量筒外筒的外侧壁上，降
低了“雨量筒——挡风圈”的安装成本、安装难度以及维护难度。
附图说明
[0021]图1为本技术雨量筒的结构示意图；
[0022]图2为本技术雨量筒的分解示意图；
[0023]图3是倒口的结构示意图；
[0024]图4是过滤件的结构示意图；
[0025]图5是挡风圈的结构示意图；
[0026]图6是内漏斗
‑
翻斗
‑
承水盒一体化的结构示意图；
[0027]图7是外筒的结构示意图；
[0028]图8是承水盒底面示意图；
[0029]1、过滤件；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雨量筒结构，其特征在于：包括过滤件（1）、倒口（2）、挡风圈（3）、内漏斗（4）、翻斗（5）、承水盒（6）、外筒（7）；所述倒口（2）包括过滤件支撑条插口（8）、外倒口（9）以及倒口插头（10），过滤件支撑条插口（8）为上部凹陷的类矩形凸起，用于支撑过滤件（1）放置于倒口内部，外倒口（9）为向外倾斜的环状，用于减少倒口（2）附近飞溅入雨量筒的雨水，倒口插头（10）呈扇形均匀分布在环状外倒口（9）底部中间区域，用于将其插入外筒顶端对应的外筒插口（20）处，从而将倒口（2）与外筒（7）进行固定；所述过滤件（1）包括竖直的过滤件支撑部（23），过滤件支撑部（23）的外侧壁绕周均匀设置向外延伸的过滤件支撑条（11），过滤件支撑条（11）底部通过过滤件支撑条插口（8）固定于倒口（2）内部，过滤件支撑条（11）上逐层均匀地安装环形的过滤件滤网（12），最外层的过滤件滤网（12）与倒口内壁（24）的间隙相配合使用；所述挡风圈（3）外层为向外侧略微倾斜向下的挡风圈外侧薄壁（15），用于减少挡风圈外侧薄壁（15）溅射雨水进入雨量筒，挡风圈（3）中间为一凹槽，沿凹槽底部均匀分布一圈挡风圈凹槽出水口（14），挡风圈（3）最内层为倾斜向上的梯形薄壁，其靠近顶部的薄壁四周均匀分布有挡风圈螺孔（13），挡风圈螺孔（13）与外筒螺孔（21）相对应，将挡风圈（3）与外筒（7）外壁相贴合固定在一起；所述外筒（7）由圆柱形侧壁和具有多个排水孔的外筒底盘（26）构成，外筒（7）顶部对称分布有扇形外筒插口（20），用于衔接固定倒口（2），外筒侧壁靠近顶端对称分布有外筒螺孔（21），用于衔接固定挡风圈（3）；所述内漏斗（4）、翻斗（5）、承水盒（6）为一个封闭的整体结构，所述翻斗（5）位于内漏斗（4）下方，其整体位于承水盒（6）内部，由位于承水盒（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王煜林，夏丽，邓宇，郭睿伟，李峥，周恒，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：