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解密光学雨量监测:如何通过光学原理实现高灵敏度降雨监测

更新时间:2025-07-22      点击次数:121

光学雨量监测站是一种利用光学原理进行降雨量监测的高精度设备。【HC-YJ3】【光学雨量监测站生产厂家,环境监测设备供应商,选山东恒测,品质有保障!】

一、工作原理

光学雨量监测站通过光学传感器捕捉雨滴的反射和散射光信号,分析这些信号来判断雨滴的存在、数量和大小,进而计算出降雨量。常见的光学测量技术包括散射式和遮断式。散射式是传感器内置光源向测量区域发射光线,雨滴通过时产生散射效应,散射光的强度与雨滴的大小、数量和速度相关,通过光电探测器接收散射光信号并转换为电信号进行分析。遮断式则是传感器由发射端和接收端组成,发射端发出光束,接收端检测光强,当雨滴通过光束路径时,会部分遮挡光线,导致接收端的光强减弱,通过测量光强减弱的时间和程度,结合雨滴下落速度和分布规律,推算出降雨量。

二、组成部件

光学雨量监测站通常由光学雨量传感器、采集器、太阳能供电系统、立杆支架等组成。光学雨量传感器采用纯正弦红外光源、内置窄带滤光片,可高精度测量降雨量、不受高强度太阳光等光线影响。采集器负责将光学传感器采集的模拟信号转换为数字信号,并进行滤波、放大和校准,内置微处理器运行降雨量计算算法,实时输出降雨强度和累计降雨量。太阳能供电系统为备提供稳定的电力支持,立杆支架则用于安装和固定设备。

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三、技术参数

1.测量原理:红外扫描

2.测量范围:雨强0~4mm/min

3.测量精度:±4%

4.分辨率:0.01mm

5.供电方式:太阳能供电

6.太阳能功率:30W

7.蓄电池参数:20Ah

8.支架:碳钢2米支架

9.工作环境:-40℃~60℃

四、特点

1. 高精度测量:能够精确到秒地监测降雨时长,提供高精度的降雨时间序列数据,测量精度可达±0.2mm(小时降雨量)。

2. 全天候工作:不受天气变化的影响,能够全天候稳定运行,确保降雨数据的连续性和完整性。

3. 自动化监测:能够实现自动化监测和数据传输,减少人工干预,提高监测效率。

4. 远程数据传输:设备能够以无线远程发送的形式发送雨量数据,方便用户随时查看和分析。

5. 维护容易:光学雨量传感器采用半球透明的感雨罩,可以避免灰尘、落叶、雨雪等杂物的堆积,避免对监测数据造成影响,且无活动部件,使用寿命长,维护需求仅为定期清洁传感器表面。

6. 可扩展性强:可兼容内置其他光学传感器,如光照、总辐射、紫外线传感器等,还可集成温湿度、风速风向等传感器,实现气象综合监测。

7. 安装简单:设备具有自动水平校准功能,在安装后不需要再进行现场校准。

五、应用场景

光学雨量监测站在气象监测与预报、农业灌溉管理、城市防洪排涝、水利工程建设、科研与教育等领域都有广泛应用。例如,在气象监测与预报中,为气象部门提供高精度降雨数据,支持短临预报和灾害预警;在农业灌溉管理中,结合土壤湿度传感器,实现精准灌溉控制,节约水资源;在城市防洪排涝中,部署在城市低洼地带、排水管网关键节点,实时监测积水情况,并与排水泵站联动,自动调节排水强度,缓解城市内涝。


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