水文仪器工作原理.docx

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水文仪器工作原理

水文仪器工作原理

一、虹吸式雨量计

虹吸式雨量计用于连续记录液态降水量，并可用来测定降水强度和降水起止时间，适用于气象台（站）、水文站、农业、林业等有关单位。

承水口使用铸铜件，筒身使用镀锌铁板锡焊成型。

由承雨器、虹吸、自记和外壳四个部分组成。

在承雨器下有一浮子室，室内装一浮子与上面的自记笔尖相联。

雨水流入筒内，浮子随之上升，同时带动浮子杆上的自记笔上抬，在转动钟筒的自记纸上绘出一条随时间变化的降水量上升曲线。

当浮子室内的水位达到虹吸管的顶部时，虹吸管便将浮子室内的雨水在短时间内迅速排出而完成一次虹吸。

虹吸一次，雨量为10毫米。

如果降水现象继续，则又重复上述过程。

最后可以看出一次降水过程的强度变化、起止时间，并算出降水量。

技术规格表：

记录纸分度范围

0.1mm～10mm

降雨强度记录范围

0.01mm/min～4mm/min

自记纸上雨量最小分度

0.1mm

时间最小分度

10min

承水口内径

φ200mm

测量范围

0～10mm

降雨强度

0～4mm/min

全程记录时间

26h

走时误差

±5min（24h）

记录误差

±0.05mm

尺寸

φ350mm×1182mm

重量

17kg

二、自动雨量站

自动雨量站是用于测量并记录各种雨量信息的综合观测仪器。

具有抗干扰能力强，全户外设计，测量精度高，存储容量大，方便组网，全自动无人值守，运行稳定等特点，适用于气象、水利、水文、农业、环保、建筑等行业。

自动雨量站由数据采集仪、翻斗雨量传感器、上位机软件、通讯单元及供电系统等部分构成。

无线自动雨量站由翻斗式雨量传感器，雨量微电脑采集器和GPRS无线数传模块构成，雨量微电脑采集器具有雨量显示，自动记录，实时时钟，历史数据纪录，超限报警和数据通讯等功能。

翻斗式雨量传感器得到的雨量电信号传输到雨量微电脑采集器，雨量微电脑采集器将采集到的雨量值通过RS232串口传输给GPRS数传模块，再传送给数据中心计算机。

产品特点：

1、带时钟功能，可用面板按键调整时间或用与计算机通信的方法调整时间

2、面板可显示时间、两小时雨量、今日雨量、昨日雨量和年雨量

3、供电方式可用3节1号干电池供电或用市电220V经电源适配器（产品附件）供电，两种供电方式自动切换

4、面板上带有三个指示灯，分别用于正常工作指示、雨量信号指示和电池电压低告警指示

5、面板上带有四个按键，用于切换显示菜单及修改设备时间

6、可记录八年以上雨量信息（每年3500mm降雨量）

7、数据通讯由RS-232通讯接口读出历史数据（此功能仅在市电供电时可用）

三、超声波蒸发器

HB404-AG2.0超声波蒸发器是根据超声波测距原理，选用高精度超声波传感器，精确测量超声波传感器至水面距离并转换成电信号输出，可即时测出蒸发量。

超声波蒸发器和E－601B型蒸发桶，水圈、百叶箱等配套使用。

AG2.0超声波蒸发器是在AG1.0超声波蒸发器基础上通过改善测量环境从而提高了测量精度，用于气象、水文等行业测量水位和蒸发量。

四、旋浆式流速仪

旋桨式流速仪供测定流水中预定测点的时均流速。

五、旋杯式流速仪

旋杯式流速仪是一种传统型、垂直轴转子式流速仪器，用于测量某一过水断面中预定测点的时段平均流速。

六、气泡式水位计

水位计将空气通过空气过滤器过滤、净化后，气泵将空气经单向阀压入储气罐中，储气罐中的气体分两路分别向压力控制单元中的压力传感器和通入水下的通气管中输送，当气泵停止吹气时，单向阀闭合，水下通气管口被气体封住。

从而形成了一个密闭的连接压力传感器和水下通气管口的空腔。

根据压力传递原理可知，在通气管道内的气体达到动态平衡时，水下通气管口所承受的压力经过通气管传递到压力控制单元的压力传感器上，所以，水下通气管口的压力和压力控制单元的压力传感器所承受的压力相等，用此压力值减去大气压力值，即可得到水头的净压值，从而便可得出测量水位值。

七、毛发湿度计

本仪器用于自动记录单位时间内的空气相对湿度的变化情况。

适用于气象台、站及其他有关部门。

人的头发有一种特性，它吸收空气中水汽的多少是随相对湿度的增大而增加的，而毛发的长短又和它所含有的水分多少有关。

利用这一变化即可制造毛发湿度计。

用酒精等物将毛发洗净除油脂，以毛发十根为一束装置在容器中，利用杠杆原理，扩大它的伸缩藉指针直接在刻度板上指出湿度。

另有一种是将头发的一端固定，而另一端挂一小砝码，为能够看清楚头发长短的变化起见，而将头发绕过一个滑轮，同时在滑轮上安一长指针。

由于砝码本身的重量作用，而使头发紧紧地压在滑轮上。

当头发伸长时，滑轮就作顺时针方向转动，并带动指针沿弧形向下偏转，而当头发缩短时，指针则向上转动。

设空气完全干燥时，指针所指的位置为0。

空气中水蒸汽达到饱和状态时，指针所指的地方算作100，再用干湿球湿度计和它相核对，刻出度数，这样就可直接测出空气的相对湿度了。

毛发湿度计的优点是构造简单，使用方便，唯一的缺点是不够准确。

工作原理及结构：

1、毛发湿度计以毛发为湿度感应元件，利用其随空气相对湿度高低而改变其长度的特性，通过传动放大机构，带动记录笔尖在记录纸上作出相对湿度的记录曲线；仪器的传动放大机构系利用杠杆原理，其中有弧片形的传动系统可将原为非线性的位移量，转变为线性的位移量，使记录笔尖记录时能适应等分分格的记录纸，传动放大机构中有调节放大倍数的螺钉，在仪器的支架上有调节笔尖基点位置的螺套。

2、毛发湿度计采用钟简式走纸机构，钟简用以发条为动力的钟机驱动，仪器底座上有笔档机构可拨动记录笔尖离开记录纸面，仪器底座的侧墙上还装有时间记号按钮，可使笔尖在记录纸上做出时间的记号。

八、日照计

暗筒式日照计:

又称乔唐式日照计，上部是一个黄铜制的圈筒，两边各穿一小孔。

两孔距离的角度为120度，但孔要前后错开，以免上下午午日影重合。

筒内放一涂有药水的感光纸，光线在上下午都能穿过小孔而射入筒内，使感光纸感光，而留下一条蓝色线条。

筒上装一隔光弧板，使上下午光明确分开（除正午一、二分钟内，阳光可同时进入两孔，其余时间阳光均只能从一孔进入）筒口有一盖紧紧盖住筒口，以免日光进入使感光纸失效。

从感光纸上感光线条的长度就可计算出日照的时间。

九、自动气象站

自动气象站用于对大气温度、相对湿度、风向、风速、雨量、气压、太阳辐射、土壤温度、土壤湿度、能见度等众多气象要素进行全天候现场监测。

具有手机气象短信服务功能，可以通过多种通讯方法与气象中心计算机进行通讯，将气象数据传输到气象中心计算机气象数据库中，用于对气象数据统计分析和处理。

自动气象站由气象传感器、微电脑气象数据采集仪、电源系统、防辐射通风罩、全天候防护箱和气象观测支架、通讯模块等部分构成。

温湿度、风速风向等传感器为室外气象专用传感器，具有高精度高可靠性的特点。