Плювиограф

 

Использование: в гидрометеорологии, в частности в устройствах для регистрации во времени интенсивности и суммарного количества выпадающих атмосферных осадков. Сущность изобретения: для повышения чувствительности и точности дозирования сливаемой жидкости плювиограф содержит осадкосборную камеру, в которой установлены сифон и узел принудительного слива жидкости. Последний выполнен в виде установленной на оси опрокидывающейся емкости с определенным объемом с поплавком, закрепленным у днища емкости, и упора. Объем емкости равен приращению уровня жидкости в осадкосборной камере, обеспечивающего заполнение сифона в месте изгиба на 2/3 диаметра трубки. При опрокидывании емкости жидкость из нее переливается в осадкосборную камеру, за счет чего в ней возрастает уровень жидкости и наполняется сифон, который, срабатывая, засасывает жидкость из осадкосборной камеры. 3 ил.

Изобретение относится к гидрометеорологии и может быть использовано для регистрации во времени интенсивности выпадания в жидком состоянии атмосферных осадков и их суммарного количества.

Известен плювиограф [1] содержащий осадкоулавливающую воронку, размещенную над мерным сосудом со сливным патрубком и связанным с регистратором- поплавком, упорный механический контакт верхнего гpаничного положения поплавка, связанный с одним концом шарнирно закрепленного рычага, и устройство принудительного слива в виде груза, укрепленного на одном конце перекинутой через блок гибкой тяги. Сливной патрубок в нем присоединен к мерному сосуду посредством гибкой трубки под острым углом к его стенке и снабжен в верхней части фиксирующим выступом для зацепления с другим концом шарнирно закрепленного рычага, а второй конец гибкой тяги прикреплен к верхнему открытому концу сливного патрубка.

Известен также плювиограф [2] содержащий мерный сосуд с присоединенным к нему посредством гибкой трубки сливным патрубком, поплавок, связанный с регистратором, упорный механический контакт верхнего граничного положения поплавка, соединенный с помощью шарнирно закрепленного рычага с фиксирующим выступом, расположенным в верхней части патрубка, и узел принудительного слива, выполненный в виде груза, укрепленного на одном конце перекинутой через блок гибкой тяги, второй конец которой прикреплен к сливному патрубку.

В плювиограф введена буферная емкость с отверстием на дне и насадком на боковой поверхности, размещенная между сливным патрубком, и грузом, выполненным в виде стакана с отверстием на дне, обращенного вверх открытым торцом, причем буферная емкость прикреплена к введенному поворотному рычагу, снабженному контргрузом, с возможностью взаимодействия рычага через введенную жестко присоединенную к нему упорную скобу с выполненным на сливном патрубке упорным штырем, а вертикальные оси симметрии мерного сосуда, стакана, буферной емкости и горизонтальная ось насадка расположены в одной плоскости, совмещенной с плоскостью перемещения сливного патрубка.

Общим недостатком указанных плювиографов является недостаточная точность из-за нестабильности начального и конечного уровня слива, а также неполного слива жидкости из мерного сосуда.

Известно устройство для измерения и регистрации жидких атмосферных осадков [3] снабженное приемной воронкой, осадкосборной камерой с поплавком, сливной сифонной трубкой и регистрирующим механизмом. В крышке поплавковой камеры установлен упорный штифт, взаимодейст- вующий с поплавком при достижении им крайнего верхнего положения и управляющий защелкой кулачкового механизма, производящего погружение поплавка в воду для повышения ее уровня.

Недостатками этого плювиографа являются низкая чувствительность из-за возникновения усилия на выступ "улитки" и сил трения в подвижных частях, а также сложная конструкция узла принудительного слива.

Цель изобретения исключение указанных недостатков.

Цель достигается тем, что в плювиографе, содержащем осадкосборную камеру с приемной воронкой, сифон и поплавок, связанный с регистратором и узлом принудительного начала слива, последний выполнен в виде опрокидывающейся емкости, установленной на поворотной оси, и упора, жестко связанного с осадкосборной камерой, поплавок жестко прикреплен к днищу опрокидывающейся емкости, центр тяжести поплавка и упор расположены по разные стороны относительно поворотной оси, при этом объем опрокидывающейся емкости Vo удовлетворяет условию Vo= V-Vn. где V объем заполнения осадкосборной камеры, при котором уровень жидкости заполняет трубку сифона в месте ее изгиба на 2/3 ее диаметра; Vn объем заполнения осадкосборной камеры, при котором поплавок переворачивает опрокидывающую емкость.

На фиг. 1 изображен предлагаемый плювиограф в разрезе; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показан момент опрокидывания емкости.

Плювиограф содержит осадкосборную камеру 1 с приемной воронкой 2, сифон 3 и узел принудительного начала слива, выполненный в виде опрокидывающейся емкости 4, объемом Vo, установленной на поворотной оси 5.

К днищу емкости 4 прикреплен неуравновешенный поплавок 6, обеспечивающий неустойчивое положение емкости 4. Для этого поплавок 6 выполнен с односторонним выступом 7 (возможен также вариант эксцентричного смещения поворотной оси 5 относительно оси емкости 4). В исходном положении повороту емкости 4 от неуравновешенной массы (на чертеже против движения часовой стрелки) препятствует упор 8.

Поворотная ось 5 кинематически связана с регистратором 9 известной конструкции. Для более полного отсоса сифоном 3 жидкости из осадкосборной камеры 1 в ее дне выполнено углубление 10.

При наладке точную регулировку сливаемой дозы из осадкосборной камеры 1 производят с помощью балластных компенса- торов 11, устанавливаемых в осадкосборной камере 1.

Работа плювиографа осуществляется следующим образом.

В исходном положении опрокидывающаяся емкость 4 занимает горизонтальное положение, удерживаясь в этом положении упором 8. Поступающая в воронку 2 жидкость сливается в емкость 4 и заполняет ее. При заполнении емкости 4 до краев избыточная жидкость переливается в осадкосборную камеру 1. По мере повышения уровня жидкости в осадкосборной камере 1 нижняя часть поплавка 6 погружается в жидкость и он начинает испытывать действие выталкивающей силы. При этом емкость 4 сохраняет свое исходное положение, так как неуравновешенная масса превосходит действие выталкивающей силы. К моменту достижения жидкостью уровня 1 (что соответствует объему Vп заполнения осадкосборной камеры 1, при котором поплавок переворачивает опрокидывающуюся емкость 4), под действием выталкивающей силы на неуравновешенную часть поплавка 6 создается крутящий момент, направленный по ходу движения часовой стрелки. Вследствие этого происходит сначала медленный поворот в неустойчивое положение поплавка 6 и емкости 4, а затем резкий поворот ("кувырок") на угол поплавка 6 и емкости 4. Жидкость из емкости 4 сливается в осадкосборную камеру 1, в результате чего уровень жидкости в ней резко возрастает до уровня II, что соответствует объему V заполнения осадкосборной камеры 1, при котором уровень жидкости заполняет трубку сифона 3 в месте ее изгиба на 2/3 ее диаметра, что достаточно для срабатывания сифона 3. Срабатывая, последний засасывает жидкость из осадкосборной камеры 1, чем осуществляется дозированный слив жидкости.

По мере уменьшения уровня жидкости в осадкосборной камере 1 из-за неуравновешенности поплавка 6 емкость 4 вместе с поплавком 6 поворачиваются против часовой стрелки (по чертежу) до упора 8, возвращаясь в исходное положение. С этого момента происходит повторное заполнение жидкостью емкости 4 и одновременно окончательное опорожнение осадкосборной камеры 1.

Каждый поворот ("кувырок") емкости 4 регистрируется на диаграмме. Весь процесс автоматически повторяется, пока поступает жидкость в приемную воронку 2. По плотности расположения прочерченной диаграммы за определенный промежуток времени судят о суммарном количестве и интенсивности поступающей жидкости через приемную воронку 2.

Предложенный плювиограф прост по конструкции и обладает необходимой чувствительностью, а также обеспечивает более точную дозировку сливаемой жидкости и может быть использован как в стационарных, так и в полевых условиях.

Формула изобретения

ПЛЮВИОГРАФ, содержащий осадкосборную камеру с приемной воронкой, сифон и поплавок, связанный с регистратором и узлом принудительного начала слива, отличающийся тем, что узел принудительного начала слива выполнен в виде опрокидывающейся емкости, установленной на повротной оси, и упора, жестко связанного с осадкосборной камерой, поплавок жестко прикреплен к днищу опрокидывающейся емкости, а центр тяжести поплавка и упор расположены по разные стороны поворотной оси, при этом объем Vо опрокидывающейся емкости удовлетворяет условию V0 Vо.к Vп, где Vо.к объем заполнения осадкосборной камеры, при котором уровень жидкости заполняет трубку сифона в месте ее изгиба на 2/3 ее диаметра; Vп объем заполнения осадкосборной камеры, при котором поплавок переворачивает опрокидывающуюся емкость.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Осадкомер // 1788486
Изобретение относится к метеорологическому приборостроению и может быть использовано для измерения и регистрации количества выпавших атмосферных осадков

Изобретение относится к гидрометеорологическому приборостроению и предназначено для измерения количества атмосферных осадков и интенсивности их выпадения

Изобретение относится к метеорологическому приборостроению и может быть использовано в автоматических и дистанционных метеорологических станциях оперативного измерения интенсивности осадков

Изобретение относится к области радиолокационной метеорологии и может быть использовано для определения интенсивности и суммарного количества выпадающих осадков

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для дистанционного контроля прироста толщины снежного покрова на лавиноопасных склонах

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для оценки качества полива и оценки работы поливной техники. Сущность: на участке дождевания устанавливают фотоэлектрический датчик системы контроля. Рядом с фотоэлектрическим датчиком на участке дождевания устанавливают дождемер с заданной приемной площадью, на порядок большей приемной площади фотоэлектрического датчика. Включают дождевальную технику, предварительно задав гидравлические параметры (давление, расход), определяющие характеристики дождя. Включают систему контроля и одновременно измеряют диаметр и скорость каждой капли и первоначальный объем воды в дождемере. Контролируют и регистрируют в заданных пределах количество капель. После фиксации заданного количества капель или по заданному времени прекращают регистрацию капель. Измеряют конечный зафиксированный (собранный) объем дождевой воды в дождемере и определяют объем накопления воды в дождемере за определенное время. При помощи ЭВМ анализатора импульсов с учетом удельного веса воды вначале вычисляют относительные характеристики дождя: средний объем капли, среднюю энергию капли, осредненный импульс количества движения капель. Затем через объем воды в дождемере, где улавливают гораздо больше и нет просчета (выбраковки) собираемых капель, вычисляют общее количество капель в дождемере. Потом через это количество капель определяют абсолютные энергетические характеристики дождя: общую энергию капель, мощность дождя и вновь предлагаемую для оценки качества полива энергетическую характеристику (показатель) - плотность энергии дождевого потока (интенсивность воздействия энергии дождя на почву), количество движения (импульс) капель дождя, собранных дождемером, динамическое давление дождя. Система контроля абсолютных энергетических характеристик дождя включает однолучевой фотоэлектрический датчик-каплемер (1) с усилителем (2), устанавливаемый на участке дождевания. Датчик-каплемер (1) через усилитель (2) соединен с блоком (3) измерения амплитуды сигнала (размера капель) и блоком (4) измерения времени (длительности импульса). Каждый из выходов блоков (3, 4) измерения амплитуды сигнала и измерения времени последовательно соединен с соответствующими счетчиком (33, 34), схемой совпадения (35, 36) и ЭВМ (14) анализатора импульсов (8). Также в систему включены блок (5) выделения сигнала, блок (7) выбраковки ложных (искаженных) сигналов, имеющий выход разрешения регистрации капель, блок (6) управления. Блок (6) управления содержит триггер (25) управления для пуска и остановки системы и последовательно соединенные с его выходом пуска одновибратор (26), сборку (27), два одновибратора (28, 29), схему совпадения (30). В блок (6) управления дополнительно введены сборка (32) (схема ИЛИ) и блок (31) задания и сравнения. Первый вход блока (31) задания и сравнения соединен с разрешающим выходом блока (7) выбраковки ложных сигналов, второй вход - с выходом пуска триггера (25) управления, третий и четвертый входы - с задатчиками необходимого количества регистрации капель и времени сбора воды в дождемере. Выход блока (31) задания и сравнения соединен со входом сборки (32). Второй вход сборки (32) соединен с устройством "Стоп", а выход - со входом останова (Стоп) триггера (25) управления. Второй вход триггера (25) управления соединен с пуском. Кроме того, в систему включены датчик-дождемер (9) с преобразователем (10) частоты и блок (11) измерения объема воды в дождемере. В блок измерения объема воды в дождемере (11) введены первая (15) и вторая (16) схемы совпадения (схемы И), входы которых соединены с выходом преобразователя (10) частоты дождемера. Выходы указанных (15, 16) схем совпадения соединены в анализаторе (8) со входами двух дополнительных счетчиков (17, 18) измерения частоты. Выходы дополнительных счетчиков (17, 18) измерения частоты через дополнительные (19, 20) схемы совпадения соединены со входами двух преобразователей (21, 22) частоты в объем воды. Выходы преобразователей частоты (21, 22) в объем воды соединены с блоком (23) сравнения (вычитания) объемов воды в дождемере в конце и начале сбора дождя (проведения опыта). Выход блока (23) сравнения (вычитания) объемов воды соединен со входом ЭВМ (24), где производится расчет характеристик дождя. При этом второй вход первой (15) схемы совпадения и одновременно вход сборки (13) (схемы И) соединены с выходом пуска триггера (25) управления. Выход схемы сборки (13) соединен со входом одновибратора (14), а выход одновибратора (14) - с третьими входами первой (15) и второй (16) схем совпадения. Второй выход останова (стоп) триггера (25) блока (6) управления через инвертор (12) связан со вторым входом второй (16) схемы совпадения и одновременно через второй одновибратор (37) со входами управления дополнительных (19,20) схем совпадения анализатора (8). Технический результат: повышение точности определения абсолютных энергетических характеристик дождя. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Датчик высоты снежного покрова относится к метеорологическому приборостроению и предназначен для использования в автоматических и дистанционных метеорологических станциях для оперативного измерения высоты снежного покрова. Датчик содержит цифровые термометры, равномерно расположенные на рейке, которая фиксируется треногой в верхней точке, однопроводный интерфейс, регистратор, компьютер с программой расчета и кабель USB. Задачей изобретения является увеличение достоверности измерений и снижение габаритов устройства. Технический результат - увеличение точности измерений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам дистанционного определения толщины снежного покрова и может быть использовано с целью прогнозирования лавинной опасности. Сущность: последовательно проводят летние и зимние зондирования склона с использованием лазерного дальномера. Зондируя склон под соответствующими углами наведения - по азимуту (Az) и углу (β) возвышения, измеряют расстояние от места его установки в долине до контрольных точек в зоне зарождения лавин относительно реперной точки. По разнице между результатами зондирований в летний и зимний периоды определяют толщину (AE) снежного покрова в направлении зондирующего лазерного луча. При этом для каждой контрольной точки на склоне определяют экспозицию склона (не показано на фиг.6), крутизну (βкр) склона, а также проекцию ( n ¯ ) на горизонтальную плоскость нормали (n), проведенной к контрольной точке на склоне, и отрезка (AE), характеризующего толщину снежного покрова на склоне в направлении зондирующего лазерного луча. Определяют угол (ψ) между данными проекциями. По значениям найденных величин определяют истинную толщину снежного покрова в виде проекции отрезка (AE) на нормаль, проведенную к поверхности склона в контрольной точке лавинного очага. Технический результат: повышение точности определения толщины снежного покрова в лавинных очагах. 4 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области гидрометеорологии и может быть использовано для измерения нарастающих отложений сублимационного льда-инея на поверхности снежного покрова. Сущность: организуют инеемерную площадку для наблюдений за структурой снежных кристаллов на поверхности снежного покрова в период между снегопадами. Регулярно измеряют высоту снежного покрова. Устанавливают образование сублимационного инея по наличию сублимационных ледяных игольчатых или перистых кристаллов. Фиксируют интенсивность сублимационного инееобразования по приросту высоты снежного покрова в период между снегопадами. Снимают показания высоты прироста отложений сублимационных ледяных игольчатых или перистых кристаллов инея. Ведут количественный учет образовавшихся отложений сублимационного льда-инея на поверхности снежного покрова в период между снегопадами. Определяют степень загрязнения снежного покрова. Технический результат: повышение точности измерения и количественного учета отложений сублимационного льда-инея в период между снегопадами. 5 ил.

Изобретение относится к области метеорологического приборостроения и может быть использовано для расширения области применения оптических осадкомеров. В заявленном оптическом способе измерения атмосферных осадков с помощью источника излучения, линейного сенсора и оптической системы формируют измерительную площадь, размеры которой адаптируют в зависимости от текущей интенсивности осадков, затем регистрируют горизонтальные размеры теней частиц осадков по количеству затененных светочувствительных элементов линейного сенсора, осуществляют передачу потока измерительной информации и вычисление искомых параметров атмосферных осадков. Технический результат - возможность регулирования потока данных, генерируемых оптическим осадкомером, для предотвращения превышения пропускной способности канала связи. 1 ил.
Наверх