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。

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。

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。

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。

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。

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。

翻斗式称重计量装置

特种油的油井量油工作长期依靠50m3高架罐,这种计量方法投资高、时间长、误差大。为了解决这此问题,在设备、生产试验、效益分析等方面做了全面的研究,研制出了翻斗式称重计量装置。在现场应用后,对不同油井分别进行了10min、30min、1h、3h和4h的计量测试。试验结果表明,随着计量时间的增长,分离器计量数值与大罐长时间(3～4h)计量数值吻合情况逐渐变好,分离计量器受油井产出液温度、含水影响不大,能够较好的适应现场环境。

新型翻斗式遥测径流量仪的结构与误差分析

介绍一种新型遥测径流量仪,可自动测量和记录径流量和时间这两个相关量。经计算修正,测量误差在±3％以内。

翻斗式光学雨量计的设计

对气象站台在用的降雨量监测仪存在的问题进行了分析,针对问题提出了一种监测设备改进方案,将性能较好的机械式翻斗雨量计与光学CCD图像采集技术相结合,将监测点与通信基站进行共建共享,实现降雨量与雨滴谱信息的远程实时在线自动监测,改进后的监测仪从构造上就避免了现有仪器的不足,有效提高了降雨监测的广泛性、节约了有限的土地资源并减少了投资。

压电式降水传感器与翻斗式雨量传感器比对研究

针对现阶段压电式降水传感器无法有效进行量值溯源的问题,通过分析几种拟采用的实验手段,选择了在真实降雨环境下,以2套翻斗式雨量传感器的测量平均值作为降雨量参考值,来对比分析压电式降水传感器测量结果的可靠性。实验结果表明,2套经过误差调整的翻斗雨量传感器测量结果一致性良好,15套参加对比的压电式降水传感器的测量结果均小于雨量参考值,且平均误差达到了50%以上。分析原因,由于压电式降水传感器设计的感应雨滴截面积较小,以及滤波算法等,过滤掉部分有效雨滴造成实测值全部偏小。

翻斗式雨量传感器现场核查方法研究

文章通过对不同型号翻斗式雨量传感器的研究,以各行业翻斗式雨量传感器现行有效的计量技术法规、行业标准、企业标准、产品说明等技术资料为依据,提出一种适用于分辨力为0.1、0.2、0.5 mm,承水口内径为200.0、159.6、225.0 mm的翻斗式雨量传感器现场核查方法,并从翻斗式雨量传感器的测量原理以及现场核查的技术要求、方法、步骤、数据处理、核查周期等方面进行了详细介绍。该方法符合相关标准及检定规程技术要求,可以有效提高不同行业翻斗式雨量传感器现场核查结果的准确性和现场核查技术方法的一致性,填补目前非常用口径及分辨力的翻斗式雨量传感器现场核查方法的空缺,为相关业务人员提供参考。

八种国内翻斗式雨量计翻斗计量误差测评分析

为研究翻斗式雨量计的计量性能,选取国内主流的8种雨量计,包括单层翻斗、双层翻斗两种类型,设计了雨量计动态率定装置,利用缜密的试验方案,测评分析了8种产品在不同雨强下的计量误差分布和重复性特性。结果表明,只有JDZ05、JD05、JDZ10这三种单层翻斗式雨量计能满足《翻斗式雨量传感器(GB/T21978.22014)》中计量误差对准确度的要求,而且仅有JDZ10满足重复性要求;为提高时段降雨量的观测精度,在翻斗式雨量计的生产和出厂率定过程中,更需要关注小雨强的计量误差和重复性;为实现对降雨强度、总量和过程的同时准确观测,建议采用组合雨量计(0.1mm+0.5mm(或1mm)分辨率)的方式进行联合观测降雨。研究成果可为翻斗式雨量计的改进及水文站点降水观测提供指导。

翻斗式雨量传感器重复性试验统计处理方法

测量仪器的重复性是体现测量仪器精密度的主要指标,重复性试验是对翻斗式雨量传感器性能检测的最重要步骤之一,其试验数据的处理在整个检测试验中也是最为复杂的。针对翻斗式雨量传感器精密度检测试验中重复性实验数据的相关统计处理和计算方法,对重复性限这一重要指标的产生及计算方法进行深入地溯源与公式推导,并引用实例对翻斗式雨量传感器重复性试验数据的评定方法做详细阐述。结果表明:使用本方法进行翻斗式雨量传感器精密度检测符合标准,切实可行也十分必要,为提升翻斗式雨量传感器精密度检测工作水平打下基础。

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。

翻斗式雨量计左右斗平衡判别方法

为了判别TBR左右斗平衡,提出了差值判别法和差值率判别法。差值判别法以左右斗平均每斗水量的差值为判别指标,并记α为差值限;差值率判别法以左右斗差值的绝对值与左右斗测量值的平均值之比作为判别指标,并记β为差值率限。以JDZ05和JDZ10两款TBR开展实验分析,结果表明:1)对于JDZ05,α可取0.1 g,β可取1%;对于JDZ10,α可取0.2 g,β可取1%。2)左右斗不平衡时,不利于JDZ05和JDZ10监测的雨量范围分别为0~5.5 mm和0~19 mm;经过左右斗调平后,不利于JDZ05和JDZ10监测的雨量范围分别为0~3.5 mm和0~7 mm。3)经过左右斗调平后,可减少左右斗差值、左右斗差值率和计量误差的离散程度,提高计量误差的重复性,有助于提高测量降雨的准确度。研究成果可对制定TBR左右斗平衡判别准则和改进翻斗式雨量计率定流程提供参考。

翻斗式雨量传感器的检修和调校

叙述了翻斗式雨量传感器的结构原理、日常维修、故障排除、差值计算和基点调试。

双层翻斗式雨量计翻斗特性的试验和模拟分析

为探究双层翻斗式雨量计(DTBR)减小计量误差的作用机理以及进一步提高DTBR的计量精度,利用试验和数值模拟相结合的方法,通过高速摄像掌握翻斗翻转特性,结合动网格和流体体积法(VOF)模型对DTBR上层翻斗的翻转过程进行流体动力学模拟,并进一步优化了DTBR的结构设计。结果表明:DTBR依靠上层翻斗,通过中间漏斗将自然降水强度下的出流量稳定在1.01 g/s左右注入下层计量翻斗,可明显降低降水强度对雨量计计量误差的影响,且在高降水强度下的效果更加明显;中间漏斗在不同降水强度下的流量均稳定在1 g/s(等效1.91 mm/min降水强度)左右,在DTBR标定中,可考虑只对下层的计量翻斗进行1.91 mm/min降水强度的标定,即可满足DTBR的计量要求;中间漏斗存在震荡出流过程,出流最大可达2 g/s左右;降低上层翻斗的中轴高度可在一定程度上稳定中间漏斗的出流过程。

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。

基于图像识别技术的翻斗式矿车结底智能清理装置研究

针对钨矿山翻斗式矿车在倒矿过程中存在湿黏性物料黏结结底需要及时清理的问题,研制了一套基于图像识别技术的翻斗式矿车结底智能清理装置。该清理装置首先通过现场安装多个深度相机,以及采用图像识别技术来判断每个矿车位置及结底情况,再根据视觉引导技术精确定位,并结合矿车底部结构、倒矿动作、矿车的翻转角度,确定执行机构的安装参数以及湿料黏结力,最后执行机构采用高压水射装置,对矿车结底区域进行冲洗,实现了矿车结底的清理功能。