虹吸式雨量記錄儀的系統(tǒng)組成
虹吸式雨量記錄儀的系統(tǒng)組成
通過(guò)綜合考慮各種類(lèi)型雨量計(jì)的原理、使用方法以及優(yōu)缺點(diǎn)，再結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目野外應(yīng)用的要求，本文提出一種通過(guò)應(yīng)變式壓力傳感器測(cè)量降雨的大小，并且對(duì)虹吸過(guò)程中的降雨進(jìn)行補(bǔ)償，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的全自動(dòng)新型虹吸式雨量記錄儀的設(shè)計(jì)方法。它相比傳統(tǒng)虹吸式雨量計(jì)，不僅增加了記錄虹吸時(shí)降雨的功能，減少了測(cè)量誤差，還通過(guò)數(shù)據(jù)采集器中的GSM模塊實(shí)現(xiàn)遙測(cè)，從而為野外監(jiān)測(cè)提供了可能；而相比翻斗式雨量計(jì)，它的測(cè)量不僅不受降雨強(qiáng)度大小的限制，還擁有更高的測(cè)量精度(0．1mm以內(nèi))。
虹吸式雨量記錄儀系統(tǒng)組成：1.傳感器：本系統(tǒng)所采用的傳感器為CYZ102通用型壓力傳感器。量程為0～2kPa，工作溫度范圍是：－20～80℃，帶溫度補(bǔ)償。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該傳感器的線性、重復(fù)性良好，分辨率能達(dá)到0．1mm降雨以內(nèi)，能滿足設(shè)計(jì)要求。2.虹吸管：虹吸管作為雨量計(jì)的排水部件，性能的優(yōu)劣直接影響到整套設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，因此選取合適的虹吸管非常重要。主要考慮的因素有：①當(dāng)降雨達(dá)到虹吸點(diǎn)時(shí)能否正常虹吸，且無(wú)滴流問(wèn)題；②虹吸完后，管內(nèi)有無(wú)殘留水柱；③虹吸的速度有多快（直接影響測(cè)量的降雨強(qiáng)度范圍）。在綜合考慮以上問(wèn)題，配合多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證后，最終選用彎管弧度為28°，管內(nèi)徑為7．3mm的虹吸管。3.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：本文的數(shù)據(jù)采集電路主要由儀用放大器AD623，單片機(jī)MSP430F149，GSM發(fā)送模塊BENQ M22組成。MSP430系列的單片機(jī)最主要的特點(diǎn)便是低功耗，電源采用1．8～3．6V低電壓，RAM數(shù)據(jù)保持方式下耗電僅為0．1μA，活動(dòng)模式耗電為250μA／MIPS（MIPS：每秒百萬(wàn)條指令數(shù)），I／O輸入端口的漏電流最大僅50nA，故非常適合應(yīng)用在野外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)里。另外，考慮到F149型號(hào)擁有硬件乘法器，使其在做高階的濾波程序時(shí)，能有較快的處理速度；另外12位的A／D轉(zhuǎn)換器，保證了結(jié)果的分辨率和精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。當(dāng)有降雨時(shí)，傳感器的輸出電壓便產(chǎn)生相應(yīng)變化，輸出的電壓值經(jīng)過(guò)儀用放大器放大后，送到單片機(jī)MSP430F149進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，最后數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)軟件濾波處理后由系統(tǒng)上的GSM模塊發(fā)送到上位機(jī)上的GSM模塊接收，并在電腦上顯示。
