壓電式雨量計壓電式產(chǎn)品化的難點

歷史上壓電式原理產(chǎn)品化的難點在于無法準確識別干擾，易導致雨量誤報；野外長期監(jiān)測，壓電式原理受環(huán)境影響大，風、灰塵等易引起的雨量板振動頻率變化，易導致數(shù)據(jù)誤差大。

成熟的壓電式雨量計產(chǎn)品已經(jīng)通過技術(shù)解決了這些問題。在測量降雨之外，同步監(jiān)測空氣溫濕度，輔助識別周邊環(huán)境變化，互相校準實時判斷是否是真實降雨；

同時時空校準信息，確保數(shù)據(jù)準確性。所有采集數(shù)據(jù)均配備時空校準信息，包括經(jīng)緯度、海拔、GPS授時，精確說明降雨數(shù)據(jù)采集的時空條件，便于數(shù)據(jù)比對處理；自動校準雨量，使誤差更小。長期運行，因灰塵等引起的雨量板振動頻率變化自動清零；雨量計自動實時水平校正，修正安裝水平誤差及風擺誤差；

壓電式雨量計從產(chǎn)品設(shè)計的角度最大程度解決了監(jiān)測原理環(huán)境適應(yīng)性問題；從結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度實現(xiàn)；了簡單快速部署；從產(chǎn)品材質(zhì)的角度提升了設(shè)備強度，同時大幅度減輕了重量，方便運輸及現(xiàn)場移位等。

累積降雨量 / 降雨時長 / 降雨強度 / 最大對地面沖擊壓強 / 降雨量分布 / 降雨等級 / 降雨起始時間 / 估算雨滴直徑/大氣壓力 / 空氣溫度 /相對濕度/海拔/經(jīng)緯度/GPS授時

壓電式雨量傳感器采用沖擊測量原理對單個雨滴重量進行測算，進而計算降雨量。雨滴在降落過程中受到雨滴重量和空氣阻力的作用，到達地面時速度為恒定速度，根據(jù)P=mv，測量沖擊即可求出雨滴重量，進而得到持續(xù)降雨量。

1.量程更大

有效壓電面板尺寸大于φ200mm，最大可測量8mm/min降雨雨強，比傳統(tǒng)雨量監(jiān)測量程大1倍；

2.翻斗式雨量計監(jiān)測不到的新參數(shù)

精確到秒的降雨時長監(jiān)測、估算最大對地面沖擊估算、估算雨滴直徑、降雨強度分布、降雨起始時間；

3.自清理、人工現(xiàn)場免維護

雨滴接觸面為弧形設(shè)計結(jié)構(gòu)，不存儲雨水，雨水一滴即掉；表面采用特氟龍抗污防粘涂層，雨水一沖即凈，長時間使用也無需人工現(xiàn)場清理；

壓電式雨量計將所有部件集成于一個外殼之中，無任何外露部件，杜絕了樹葉、塵土、蟲子等雜物對數(shù)據(jù)準確性的影響，也減少了不同功能元件需要維護的弊端；

4.安裝簡單快速

創(chuàng)新膨脹立桿簡單安裝法，無需水泥硬化處理,無需專業(yè)安裝人員，單人15分鐘即可完成安裝；支持快速移除和換位監(jiān)測；

對安裝環(huán)境無特殊要求，不需要物理水平，設(shè)備自動水平校正；

具有兩種安裝方式，匹配不同應(yīng)用環(huán)境；膨脹立桿安裝法適用土壤安裝環(huán)境；法蘭盤固定安裝法適用建筑物、硬化地面等安裝環(huán)境；

整體產(chǎn)品小型輕便、結(jié)構(gòu)堅固，便于攜帶和運輸；

1.32位ARM處理器

2.遠程固件升級

3.全球定位、時空校準

4.平均無故障時間、不小于25000h

5.遠程設(shè)置采集頻率及上報周期

6.防雷電防干擾

7.自動水平校正

8.防護等級IP65

9.自動歸零

10.無外部供電情況下，最長可持續(xù)工作45天

11.占地面積小，不足征地面積，僅0.16平方米

12.安裝、移除對環(huán)境無污染無殘留

壓電式雨量計1.測量原理

壓電式雨量計

• 全電子動能式 雨量監(jiān)測，根據(jù)雨滴打力度識別降雨；動能可轉(zhuǎn)化估算最大沖擊地面壓強、雨滴直徑以及降雨時長；

• 測量瞬時雨量輸出 實時 數(shù)據(jù)，從毛毛細雨到磅礴大雨均可監(jiān)測；

翻斗式雨量計

• 機械式 收集雨水、測量累積雨量；

• 無法反映降雨對地面的侵蝕力度；

• 延遲測量 降雨數(shù)據(jù)非實時數(shù)據(jù)，大雨、細雨測量嚴重偏差；

壓電式雨量計2.測量范圍

壓電式雨量計

• 測量范圍最大 8 mm/min、比機械式雨量監(jiān)測量程大1 倍；

• 瞬時強降雨 最大雨強及發(fā)生時間點一目了然；

翻斗式雨量計

• 測量范圍最大 4 mm/min；

• 容易 突破 蓄水筒歷史極值，無可奈何的大暴雨、特大暴雨、瞬時強降雨反映降雨對地面的侵蝕力度；

壓電式雨量計3.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

壓電式雨量計

一體化 所有元器件都集成于一個外殼之中，沒有外露部件連接線，方便安裝維護；

翻斗式雨量計

組合式 傳感設(shè)備、RTU、DTU、供電單元等部件互相獨立需分別采購安裝；

壓電式雨量計4.安裝方式

壓電式雨量計

• 無水泥混凝土 法蘭盤、掣地桿兩種安裝方式，15分鐘全搞定量監(jiān)測，根據(jù)雨滴打力度識別降雨；

• 材質(zhì)輕重量小，拆除、移位小菜一碟；

• 自動水平校正；

翻斗式雨量計

• 重達 0.5噸的水泥基座 雨量筒、供電統(tǒng)、RTU、底座支架等現(xiàn)場分別安裝、需花費 數(shù)天 完成安裝；

• 除了廢棄、拆除、移位不要想；

• 手動水平氣泡校準；

壓電式雨量計5.后期維護

壓電式雨量計

• 弧形設(shè)計結(jié)構(gòu)、特氟龍抗污防粘涂層；

• 不 堵不粘、一沖即凈；

• 無 需人工維護、省錢省事省人工；

翻斗式雨量計

• 漏斗狀收集器、入口大出口??；

• 沒有壞的 只有 堵 的；

• 一朝不維護、朝朝掉鏈子；

壓電式雨量計6.環(huán)境保護

壓電式雨量計

• 0污染 0殘留、設(shè)計壽命10年、可回收重復利用；

• 占地 不足 征地面積；

翻斗式雨量計

• 水泥基座污染浪費加殘留、回收利用成本嚇人，除了廢棄別無他法；

• 水泥臺占地可達 1㎡—5㎡，成本高，浪費大；

壓電式雨量計7.數(shù)據(jù)平臺

壓電式雨量計

• 設(shè)備自帶數(shù)據(jù)平臺，提供標準API接口，易集成；

• 可監(jiān)測的功能有：降雨量 、降雨時長降雨等級、 降雨強度降雨起始時間、估算雨滴直徑最大對地面沖擊壓強、I-D降雨歷時預警；

• 數(shù)據(jù)平臺開發(fā)費用為0；

翻斗式雨量計

• 數(shù)據(jù)平臺需定制；

• 接口類型多，系統(tǒng)兼容差；

• 功能定制開發(fā)；

• 數(shù)據(jù)平臺開發(fā)費用￥20000起；

壓電式雨量計1.工作環(huán)境

工作環(huán)境溫度 -40℃-60℃

工作環(huán)境濕度：≤100%RH

壓電式雨量計2.設(shè)備供電

5000mAh磷酸鐵鋰電池；5W太陽能供電系統(tǒng)低電壓時，設(shè)備可自動或遠程切換為低功耗采集模式和休眠工作模式，工作時間不低于45天；

壓電式雨量計3.防護級別

防護級別為IP65；

壓電式雨量計4.通訊連接方式

支持2G/3G/4G無線通訊，多模支持國內(nèi)三大運營商，可自動上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)；可定制NB窄帶物聯(lián)網(wǎng)、LoRa或RS485總線傳輸方式 通信協(xié)議支持MQTT/TCP二進制流；支持數(shù)據(jù)斷點續(xù)傳，設(shè)備本地至少可存儲30天數(shù)據(jù)；

壓電式雨量計5.設(shè)備管理

支持遠程設(shè)置數(shù)據(jù)上報頻率，默認上報為1小時/次；支持5~240分鐘上報周期設(shè)置；支持固件本地升級和遠程升級；

壓電式雨量計6.安裝自動校準

長期運行時，因灰塵等引起的雨量板振動頻率變化自動歸零；雨量計自動水平校準，修正安裝水平誤差及風擺誤差；

雨量計的種類很多，常見的有虹吸式雨量計、稱重式雨量計、翻斗式雨量計等等。

雨量計虹吸式雨量計

虹吸式雨量計能連續(xù)記錄液體降水量和降水時數(shù)，從降水記錄上還可以了解降水強度。虹吸式雨量計由承水器、浮子室、自記鐘和外殼所組成。雨水由最上端的承水口進入承水器，經(jīng)下部的漏斗匯集，導至浮子室。浮子室是由一個圓筒內(nèi)裝浮子組成，浮子隨著注入雨水的增加而上升，并帶動自記筆上升。自記鐘固定在座板上，轉(zhuǎn)筒由鐘機推動作用回轉(zhuǎn)運動，使記 錄筆在圍繞在轉(zhuǎn)筒上的記錄紙上畫出曲線。記錄紙上縱坐標記錄雨量，橫坐標由自記鐘驅(qū)動，表示時間。當雨量達到一定高度（比如10毫米）時，浮子室內(nèi)水面上升到與浮子室連通的虹吸管處，導致虹吸開始，迅速將浮子室內(nèi)的雨水排入儲水瓶，同時自記筆在記錄紙上垂直下跌至零線位置，并再次開始雨水的流入而上升，如此往返持續(xù)記錄降雨過程。

雨量計稱重式雨量計

這種儀器可以連續(xù)記錄接雨杯上的以及存儲在其內(nèi)的降水的重量。記錄方式可以用機械發(fā)條裝置或平衡錘系統(tǒng)，將全部降水量的重量如數(shù)記錄下來，并能夠記錄雪、冰雹及雨雪混合降水。

雨量計翻斗式雨量計

翻斗式雨量計是由感應(yīng)器及信號記錄器組成的遙測雨量儀器，感應(yīng)器由承水器、上翻斗、計量翻斗、計數(shù)翻斗、干簧開關(guān)等構(gòu)成；記錄器由計數(shù)器、錄筆、自記鐘、控制線路板等構(gòu)成。其工作原理為：雨水由最上端的承水口進入承水器，落入接水漏斗，經(jīng)漏斗口流入翻斗，當積水量達到一定高度（比如0.1毫米）時，翻斗失去平衡翻倒。而每一次翻斗傾倒，都使開關(guān)接通電路，向記錄器輸送一個脈沖信號，記錄器控制自記筆將雨量記錄下來，如此往復即可將降雨過程測量下來。

中文名稱

翻斗[式]雨量計

英文名稱

tilting bucket raingauge

定　　義

利用雨量達一定量而翻斗計量的一種雨量計。感應(yīng)件有盛水器、上翻斗、計量翻斗、下翻斗等部分。

應(yīng)用學科

大氣科學（一級學科），大氣探測（二級學科）

大部分的雨量計都是以毫米作為測量單位，有時候測量結(jié)果也會以英寸或厘米作為單位。雨量計的讀數(shù)可以用手工讀出或者使用自動氣象站（AWS），而觀測的頻率則可以根據(jù)采集單位的要求而變化。大多數(shù)情況下收集的雨水在觀測后就不再保留，但也有少數(shù)氣象站會保留作為污染程度或其他測試的樣本。