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虹吸式雨量記錄儀的系統(tǒng)組成

來源: 本站  類別:實(shí)用技術(shù)  更新時間:2010-12-30  閱讀
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虹吸式雨量記錄儀的系統(tǒng)組成

通過綜合考慮各種類型雨量計的原理、使用方法以及優(yōu)缺點(diǎn),再結(jié)合實(shí)際項目野外應(yīng)用的要求,本文提出一種通過應(yīng)變式壓力傳感器測量降雨的大小,并且對虹吸過程中的降雨進(jìn)行補(bǔ)償,能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的全自動新型虹吸式雨量記錄儀的設(shè)計方法。它相比傳統(tǒng)虹吸式雨量計,不僅增加了記錄虹吸時降雨的功能,減少了測量誤差,還通過數(shù)據(jù)采集器中的GSM模塊實(shí)現(xiàn)遙測,從而為野外監(jiān)測提供了可能;而相比翻斗式雨量計,它的測量不僅不受降雨強(qiáng)度大小的限制,還擁有更高的測量精度(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。通過實(shí)驗驗證該傳感器的線性、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)計要求。2.虹吸管:虹吸管作為雨量計的排水部件,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)時能否正常虹吸,且無滴流問題;②虹吸完后,管內(nèi)有無殘留水柱;③虹吸的速度有多快(直接影響測量的降雨強(qiáng)度范圍)。在綜合考慮以上問題,配合多次實(shí)驗結(jié)果驗證后,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,活動模式耗電為250μA/MIPS(MIPS:每秒百萬條指令數(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)測系統(tǒng)里。另外,考慮到F149型號擁有硬件乘法器,使其在做高階的濾波程序時,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)計要求。當(dāng)有降雨時,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。

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