激光雨滴谱仪与翻斗式雨量计降水量观测结果对比分析

为探究激光雨滴谱仪和翻斗式雨量计在降水量观测中的差异,本文利用兴隆山森林生态系统国家定位观测研究站林外标准气象场内激光雨滴谱仪与翻斗式雨量计观测的降水数据,对比分析了两种仪器在小、中、大三种降水强度下的降水量、月降水量的差异以及差异产生的原因。结果表明:(1)两种仪器观测的累计降水量在小雨强度下差异最大,主要是由于降水强度很小时,雨滴小而雨速较缓,翻斗式雨量计达到了应翻转雨量才会翻动,反应滞后;(2)两种仪器观测的小时累计降水量相关关系随着雨强的增大而变大;(3)2023年5月—2024年5月,激光雨滴谱仪观测的降水量相对翻斗式雨量计的偏高,其中2023年5—9月差值较小,而2023年10月至次年2月差值较大,主要是由于激光雨滴谱仪能够识别雨夹雪、雪等小粒子。综上所述,激光雨滴谱仪和翻斗式雨量计各有优缺点,在实际应用中可根据具体需求和野外观测条件将两种仪器结合起来进行降水量观测。

送茧小车翻斗装置的设计与仿真

为解决缫丝企业煮熟茧在输送过程中存在的劳动强度大、输送效率低、待缫时间长等问题,设计了一种无人化自动输送装置。该装置利用固定轨道为输送路径,智能输送小车作为载体,采用输送小车的茧斗机构实现煮熟茧装载、输送和倒茧工作。通过减速电机和传动机构驱动茧斗的翻转,实现倒茧动作和倒茧后茧斗的复位动作,传动机构由齿轮和凸轮间歇机构组成。文章详细分析了装置的工作原理、凸轮设计计算过程、机构的传动路线和基于工程力学进行的主要结构安全性分析,并通过计算机辅助分析验证了机构的可行性。该装置改变了缫丝企业煮熟茧的输送方式,可实现送茧小车自动为缫丝机加茧功能。

翻斗式雨量计翻斗翻转特性的试验和仿真模拟研究

翻斗式雨量计作为水文气象领域最为基础的降水采集设备,具有实用和稳定好等特点,但对翻斗翻转特性机理及翻斗式雨量计机械误差的产因的研究存在不足。为此,利用高速摄像机的室内试验和数值模拟相结合的方法从机理上探究了翻斗式雨量计翻斗的翻转过程。研究结果表明,翻斗在翻转过程中,从启动到停止的用时约为0.35~0.40 s,翻斗从启动到水平的耗时t1占比较高,约为80%~85%左右,从水平到停止t2仅约为0.05 s,且存在翻斗触及调节螺帽后的轻微回弹现象。在t1时间段内水会持续注入翻斗内,是造成附加水量及雨量计机械误差随雨强变化的根本原因。翻斗在极短时间内(约0.40 s)将水倾倒出,且由于翻斗在触碰停止螺栓时会造成轻微回弹现象,由此造成雨量计翻斗在翻出水时产生翻出流量的“双峰”现象,且随着翻斗左右安装倾角变小,而增大的现象。研究结果可为未来翻斗式雨量计的改进提供基础理论支撑。

两种翻斗式雨量测量仪器原理及常见故障分析

通过对SL3-1型双翻斗雨量传感器和DSDZ3型智能翻斗式雨量测量仪的结构、原理进行比较,结合2种雨量传感器常见故障,分析2种雨量传感器各自优势和不足,总结常见故障处理方法,为雨量观测仪器设计和气象站保障工作提供借鉴和参考。结果表明:2种雨量传感器原理相同,校准和误差调节方法相似。SL3-1型雨量传感器结构简易,便于维护,但不能及时发现堵塞、干簧管老化等问题;DSDZ3型智能翻斗式雨量测量仪具有自检功能,可实时监控传感器状态,及时发现故障并处理,有效提高观测数据质量,但其结构复杂,维护及故障处理难度较大。

翻斗式矿车结底清理智能装置研究与设计

矿车是矿山采掘工业中轨道运输的主要设备,在金属及非金属矿山中广泛使用。随着频繁运输和装卸矿石,矿车底部会形成结底。本文基于该情况研究并设计出针对性的翻斗式矿车智能结底清理装置,整套系统包含机械部分设计、电控部分设计。系统采用PLC控制,结合自动化达到对于矿山矿车结底的智能清理。该项装置的研究与设计能够大幅度减少人工清理成本,提升矿山安全系数。

单翻斗雨量传感器误差来源分析及解决思路

【目的】系统梳理造成雨量误差不确定性的主要来源,有效改善雨量传感器的误差状况。【方法】通过在不同环境条件下,分别用JJS2型雨量校准仪、JJS1型翻斗雨量校准仪,对随机抽取的两台翻斗式雨量传感器开展检定试验,运用丰富的第一手检测数据,逐一分析了温度、湿度、隔板反爬与雨量值之间的关系。【结果】基本确定了误差的主要来源是隔板反爬,并且通过对隔板的改造与调整,两台试验用翻斗式雨量传感器合格率达到了100%。【结论】通过该方案能有效调整翻斗式雨量传感器的误差,对提高气象雨量观测的准确性有极大的提升。

浅谈翻斗式雨量计常见的问题、故障与改进方法

雨量计是观测降水量的重要仪器,它的准确度直接关系到所测量数据的可靠性,特别在人工降雨的效果检验和气象科研方面,其测量的准确度显得尤为重要。本文探讨了传统的翻斗式雨量计在水文计量行业使用中存在的问题与常见故障,并参考相关文献,提出了一些可行的改进与维修方案。通过分析翻斗式雨量计的工作原理、设计结构和主要问题,我们提出了改进的方案和技术,以提高翻斗式雨量计的准确性和可靠性。

SL-3型双翻斗雨量传感器翻斗协调性误差分析

通过对SL-3型双翻斗雨量传感器进行模拟降水试验,分析上翻斗与计量翻斗翻动协调性带来的降水测量误差。模拟试验初步表明:当上翻斗最大承水量不合理,计量翻斗最大承水量合理时,会使翻斗翻动不协调,降水损失增加,导致实测降水偏小,如在雨强1mm/min,当上翻斗右斗最大承水量偏小0.4mL时,实测降水误差为-4%;当上翻斗最大承水量合理,计量翻斗最大承水量不合理时,计量翻斗最大承水量不合理程度对降水测量准确度影响较大,如同样在雨强1 mm/min,计量翻斗左斗最大承水量合理,当计量翻斗右斗最大承水量偏小0.4mL,实测降水误差为+11%,测量误差明显大;并且不是上翻斗(或计量翻斗)最大承水量调节合理就一定会使测量误差小,而是上翻斗与计量翻斗的协调性好才会使测量误差小。上翻斗的增加不能完全解决单翻斗雨量计因降水强度大小不同引起的测量误差,但明显缩小了不同雨强下降水测量误差偏差。提出利用虹吸原理装置代替上翻斗,减少人为调节因素的干扰,提高测量准确度。

浅谈翻斗式雨量计的在站滴定

翻斗式雨量计因结构简单、功耗较低、造价低廉等诸多优点成为北方地区常用的雨量设备,其计量检定的准确与否直接决定了当地雨量观测数据的质量。在站滴定是翻斗式雨量计计量检定的重要组成部分。通过对翻斗式雨量计设计原理的分析,结合在站滴定工作中的常见问题,对翻斗式雨量计的在站滴定提出可行实用的解决方法和建议。

JDZO2-1型翻斗式雨量仪人工滴定及常见故障处理

对水文部门常用的JDZ02-1型翻斗雨量计在不同降雨过程滴定方法、校准原则、滴定误差原因进行了介绍,并对其在实际降水采集过程中常见故障处理方法进行了阐述。结果表明:滴定仪排水量受雨强增大影响而加快,少许水量在排水过程中因翻斗翻动会产生飞溅,会一定程度影响人工滴定误差,但人工滴定误差总体可控制在允许范围内。研究成果可为遥测雨量计人工滴定质量控制及常见故障解决提供参考。

大小双翻斗组合式雨量计的研发与应用

受变化雨强影响,高分辨率翻斗式雨量计有较大的误差。为解决这个难题,研究人员提出了很多提高精度措施,然而,增加的组件会影响翻斗式雨量计的稳定性,致使故障率升高。在充分研究大、小翻斗式雨量计误差来源的基础上,研究开发出上小下大双层翻斗组合式雨量计,内置控制器实时监测大、小翻斗信号,再进行综合逻辑比较输出高精度校准雨量值。组合式雨量计灵敏度高、蒸发误差小、测量精度不受降雨强度影响,高分辨率与高精度有机融合。室内试验成果和野外比测结果表明,大小双翻斗组合式雨量计在监测0.01~4mm/min雨强降雨时,测量误差小于±2%。

双翻斗雨量传感器翻斗误差的分析

双翻斗雨量传感器增设了上翻斗,与计量翻斗存在一定的比例关系,如果上翻斗与计量翻斗翻动不协调,会对降水过程引入新的误差。雨量传感器的计量分为大小两个雨强,分别是1mm/min和4mm/min。本文对双翻斗雨量传感器的上翻斗和计量翻斗的比例协调性进行降水试验分析,对大小两个雨强下计量的误差一致性提供一种合理的解决方案。

三种JDZ型翻斗式雨量计性能比对实验研究

在我国,JDZ系列翻斗式雨量计已广泛用于降雨量的观测。为了掌握JDZ系列雨量计测量降雨的精度和可靠性,以三种JDZ型翻斗式雨量计(JDZ02、JDZ05和JDZ10)为研究对象,基于一套智能化的雨量计率定系统开展室内性能比对实验。结果表明:(1)以小雨强0.4mm·min^-1作为零误差参考雨强,JDZ02在小于2mm·min^-1时的误差在-4%以内,JDZ05在小于4mm·min^-1时的误差在-4%以内,JDZ10在小于6mm·min^-1时的误差在-4%以内。(2)在雨强-总误差的拟合关系中,二次多项式拟合的效果最好,线性拟合的效果次之,幂函数拟合的效果最差,故建议采用雨强-误差的二次多项式关系订正JDZ系列雨量计监测的降雨数据。(3)左右翻斗水量过程线可以精细刻画翻斗内水量动态变化,判断出翻斗式雨量计的翻斗左右平衡性能,并可计算出翻斗式雨量计动态率定过程中的误差变化。

翻斗式雨量计翻斗旋转时间特性分析

在翻斗式雨量计的研究中,由于翻斗旋转速度较快,造成翻斗旋转时间的测量一直以来都是一个难点。利用图像处理中的帧间差分法,结合Matlab软件编程,提出了一种新的翻斗旋转时间测量方法。在此基础上,将该方法应用于4种常用的翻斗式雨量计,在不同的雨强尺度下分别进行试验研究,分析翻斗旋转的时间特性。结果表明:(1)试验中使用的4种单层翻斗式雨量计的翻斗旋转时间在小雨强下不稳定,波动较大;在大雨强下较为稳定,波动较小。(2)JDZ02和CQS·JD02的翻斗旋转时间随雨强的增大而减小,呈较好的线性关系,R^2分别为0.99和0.86;JDZ05和CQS·JD05的线性关系不明显,R^2均小于0.6。(3)引入数字图像处理中的帧间差分法可以有效获取翻斗旋转的时间特性,并加深对翻斗雨量计的认识。

翻斗式自计量水技术

通过对传统量水技术与翻斗式自计量水技术的比较 ,说明了翻斗式量水工艺的技术特点及量测原理 ,指出了翻斗式量水是一种结构简单、运行管理方便、测量结果准确的量水方法。在小流域潜流、泉水研究与开发中及径流小区的人工模拟降雨实验中都具有广泛的应用前景。

双翻斗雨量传感器测量数据不确定度评定

根据自动气象站雨量传感器检定规程和测量不确定度评定的过程与方法,以实验室检定SL3-1型双翻斗雨量传感器为例,通过逐项分析误差来源及其引入的不确定度分量,针对各分量分别使用不同的评定方法和数学方法计算了各项标准不确定度,最终给出了实验室检定双翻斗雨量传感器的扩展不确定度:在大小两种雨强下,测量不确定度均为U95=0.14mm,包含因子k95=2.06。经传递比较法验证,评出的测量不确定度结果满足了计量标准考核规范和法定计量检定机构考核规范中的相关要求。该研究完善了雨量传感器的实验室检定工作流程,提高了工作质量。

JSP-1型虹吸校正翻斗雨量计研制与特点

翻斗式雨量计因雨强影响会产生很大的误差,虹吸雨量计不能数字化降雨过程,并需要人工测量虹吸水量进行虹吸订正。本研究成果利用翻斗计量降雨过程,用精确的虹吸计量值智能校正翻斗的误差,综合了翻斗计量和虹吸计量的优点,将分辨率为0.1mm的翻斗雨量计的测量误差从±15%减小到±2%,因此,JSP-1型虹吸校正翻斗雨量计具有很高的精度。

称重式和双翻斗降水传感器观测数据对比分析

为了解DSC1型称重式降水传感器测雨性能,使用2016年4月～10月、2017年4月～10月间降雨量数据,从观测效率、累积降雨量差异、日降雨量差异等方面对DSC1型称重式降水传感器和SL3-1型双翻斗降水传感器进行对比分析。结果表明:在观测效率上称重式观测到的降雨日数少于双翻斗,同时称重存在数据跳变现象。以双翻斗观测数据为标准,称重观测到的累计降水量绝对偏差为-15.7mm,相对偏差为-1.54%,符合现行业务规范要求。在日降雨量差异方面,小雨和中雨强度下,称重比双翻斗观测的降雨量小;大雨和暴雨强度下,称重比双翻斗观测的降雨量大。

基于单翻斗的管口渗流量仪研究及应用

在国家发明专利的基础上,对翻斗式管口渗流量仪的结构、工作原理进行了阐述。该仪器能实现流量小于1 L/s的自动化测量,单翻斗设计提高了测量精度及使用寿命,纯机械结构避免了零点漂移,室内检测表明其测量精度高。5年现场应用表明,翻斗式管口渗流量仪监测成果与人工观测成果一致,两者的差值符合正态分布规律,平均离散程度较小。翻斗的工作容积决定了仪器的分辨力,使用过程中减小水流冲击、避免翻斗表面积钙等,有利于提高测量精度。

一种可自动装卸货物的翻斗车创新研究

设计了一种可自动翻转铲斗装卸物品的翻斗车,可应用在工地和分散垃圾废物的场所,改造简单,成本增加不多,操作方便,可极大地减轻劳动强度、节省用工成本。所设计的翻斗车可以在现有普通翻斗车的基础上进行改造,只需在原车上增加控制铲斗的杆件机构和锁紧装置即可实现自动装卸的功能。通过Pro/E建立模型并在ADAMS中进行仿真分析,通过仿真分析结果验证了该方案的可行性,为所设计的翻斗车投入生产、缩短开发周期、减少成本,提供了借鉴和指导。