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如何提高翻斗雨量计测量精度
发表时间:2018-08-09 14:01:39点击:1649
因为翻斗雨量计原理的局限,受降雨强度变化的影响其测量误差难以避免。而当使用较高分辨率的雨量计时。翻斗翻转动作频繁,计量误差会较大。简单的翻斗雨量计其分辨率和精度之间的固有矛盾是不可能解决的。
翻斗翻转动作过程的误差
翻斗雨量计是一个翻斗式机械双稳态称重结构,是采用隔板间开的两个完全对称的三角形容器,隔板可绕水平轴转动,类似于跷跷板原理。工作时两侧容器轮流接水.当一侧容器装满一定量雨水时,重心外移翻转,水被倒出,随着降雨持续,翻斗不断左右翻转。翻斗雨量计翻转动作过程有一定误差。在某一时刻,右斗室承接的雨水重量达设定的翻斗容量时,翻斗部件的倾角为0,此时翻斗失稳,开始迅速转动,在t时刻,左右翻斗处于水平。随后左翻斗继续接水。直至斗室里承接的雨水重量达到设定容量再翻转。如此循环往复,两斗室轮换接水进行计量。假设雨强为i,在△t时间内。注入右斗室里的水量为△w,这部分水量是翻斗计量过程中多计人的,即为翻斗动作的误差。增量△w是有效误差。增量△w与翻斗的容量w之比为翻斗动态计量的相对误差。其大小与雨强i和翻转历时△t有关。
提高降雨量测量精度的措施
为了减少降雨强度变化对计量翻斗的影响。使用均化降雨强度方法,加装一层翻斗,即双层翻斗雨量计,上层翻斗翻转流人到下层计量翻斗的降雨强度被均化为4mm/min。与外界实际雨强无关因此其测量精度得到了提高。
虹吸节流是另一种均化雨强的方法。本设计内置虹吸漏斗和沉沙池,当承雨器收集的降雨量流人虹吸漏斗,先积存起来。虹吸漏斗内水位从虹吸管口开始上升,至虹吸管顶后开始虹吸排水至计量翻斗。水位下降到虹吸管的进水口高程时停止排水。等待降雨使水位上升至虹吸管顶部,再发生虹吸现象,保证流人翻斗的流量相对稳定,将变化的降雨强度过程均化为相对稳定的虹吸流量过程。虹吸流量的确定如果虹吸流量较小。较强降雨量会使虹吸漏斗内的水位升高至溢出:如果虹吸流量较大,会造成相邻两次翻转之间的时间太短而影响斗内雨水完全排净,因此需要根据较大雨强确定较适合的虹吸流量。在国内南方沿海地区的年降雨量和降雨强度较大。顺德、广州、汕头十分钟降雨量历史较大值的平均值为34.1mm。按照4mm/min的雨强设计虹吸流量能够满足较大雨强的要求。此时虹吸流量为2.09mL/s,相邻两次翻转之间的较短时间为1.5s。如果降雨强度量较大持续较过虹吸流量时。虹吸漏斗内的水位不断上升,水压不断增大。虹吸排水流量相应不断增大。