一种简单实用的船用降水量测量工具

1　引　言

降雨量是指从天空降落到地面上的雨水,未经蒸发、渗透、流失而在水面上积聚的水层深度(以mm为单位),它是地球上水分循环的重要途径之一。目前,国内测量降雨量常用仪器主要有雨量器、翻斗式雨量计、虹吸式雨量计和双阀容栅式雨量传感器等,但是这些测量工具主要是针对在稳定地面上使用而设计的,其安装和测量条件都有严格的要求,不适合在摇摆的海洋调查船上使用。以普通雨量器为例,如果降雨的时候伴有较恶劣的海况,调查船就会发生剧烈的摇摆,船舶的摇摆会导致固定在船上的雨量器随之摆动,因此会使雨量筒的承水口不能保持水平,改变了雨量筒接受降水的面积,从而影响了降水量的测量结果。本文介绍了一种简单实用的适合在调查船上使用的降雨量测量工具,此新型测量工具是在已有技术的基础上,将雨量器架设在一个陀螺平台上,利用陀螺平衡装置来维持雨量器的相对平衡,消除船舶摇摆给降雨量测量带来的影响,其总体设计如图1所示。

2　结　构

此新型测量工具主要是由雨量器和陀螺平台两部分组成。雨量器用来承接降水,它包括承水器和储水器,承水器采用直径为200mm正圆形,其器口为内直外斜刀刃形的铜圈,以防雨滴溅失和筒口变形,底部与储水器连通。储水器用来储存降水,测量时雨水可以通过百叶窗由出水口取出。承水器和储水器之间还添加了一个排气管,以保证降雨量过大时雨水能够全部及时的流到储水器内;陀螺平台用来支撑雨量器,它主要包括两个部分:一部分是承载体,一部分是由两对陀螺平衡偶件和一个陀螺平衡环组成的平衡装置。承载体的作用是支撑平衡装置,平衡装置的作用是维持雨量器的平衡。平衡装置中的一对陀螺平衡偶件将雨量器和陀螺平衡环连接在一起,使雨量器处于陀螺平衡环中央位置并水平悬置于承载体内,偶件的连线通过平衡环的圆心;另一对偶件将陀螺平衡环固定在承载体顶部,其连线也要通过平衡环的圆心,而且还必须垂直于另外一对偶件的连线(如图2所示)。

3　使用方法及平衡原理

测量之前,先要在船舶龙骨正上方甲板选择合适的位置将陀螺平台固定好(可在甲板上先做好一个固定支架,将陀螺平台固定在支架上距甲板高度不小于700 mm处),确保储水器内无水以及出水口开关关闭,然后将雨量器安装在陀螺平台上,调整陀螺平衡偶件,使承水器的器口处于水平状态。在接受降水的过程中,当船舶摇摆导致陀螺平台晃动时,利用陀螺平衡原

理,平衡装置可以维持雨量器在水平方向上相对平衡,使雨量器接受降水的面积保持不变,确保了测量结果的准确性与可靠性。测量时,打开百叶窗,将量筒放置于储水器出水口的正下方,拧开开关让雨水全部流到量筒中,读取示数即可得到测量结果。