虹吸式雨量記錄儀的系統組成

通過綜合考慮各種類型雨量計的原理、使用方法以及優缺點，再結合實際項目野外應用的要求，本文提出一種通過應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行補償，能實現數據遠傳的全自動新型虹吸式雨量記錄儀的設計方法。它相比傳統虹吸式雨量計，不僅增加了記錄虹吸時降雨的功能，減少了測量誤差，還通過數據采集器中的GSM模塊實現遙測，從而為野外監測提供了可能；而相比翻斗式雨量計，它的測量不僅不受降雨強度大小的限制，還擁有更高的測量精度(0．1mm以內)。

虹吸式雨量記錄儀系統組成：1.傳感器：本系統所采用的傳感器為CYZ102通用型壓力傳感器。量程為0～2kPa，工作溫度范圍是：－20～80℃，帶溫度補償。通過實驗驗證該傳感器的線性、重復性良好，分辨率能達到0．1mm降雨以內，能滿足設計要求。2.虹吸管：虹吸管作為雨量計的排水部件，性能的優劣直接影響到整套設備的設計要求，因此選取合適的虹吸管非常重要。主要考慮的因素有：①當降雨達到虹吸點時能否正常虹吸，且無滴流問題；②虹吸完后，管內有無殘留水柱；③虹吸的速度有多快（直接影響測量的降雨強度范圍）。在綜合考慮以上問題，配合多次實驗結果驗證后，最終選用彎管弧度為28°，管內徑為7．3mm的虹吸管。3.數據采集系統：本文的數據采集電路主要由儀用放大器AD623，單片機MSP430F149，GSM發送模塊BENQ M22組成。MSP430系列的單片機最主要的特點便是低功耗，電源采用1．8～3．6V低電壓，RAM數據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），I／O輸入端口的漏電流最大僅50nA，故非常適合應用在野外監測系統里。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轉換器，保證了結果的分辨率和精度達到設計要求。當有降雨時，傳感器的輸出電壓便產生相應變化，輸出的電壓值經過儀用放大器放大后，送到單片機MSP430F149進行AD轉換，最后數據經過軟件濾波處理后由系統上的GSM模塊發送到上位機上的GSM模塊接收，并在電腦上顯示。