虹吸式雨量记录仪的系统组成

通过综合考虑各种类型雨量计的原理、使用方法以及优缺点，再结合实际项目野外应用的要求，本文提出一种通过应变式压力传感器测量降雨的大小，并且对虹吸过程中的降雨进行补偿，能实现数据远传的全自动新型虹吸式雨量记录仪的设计方法。它相比传统虹吸式雨量计，不仅增加了记录虹吸时降雨的功能，减少了测量误差，还通过数据采集器中的GSM模块实现遥测，从而为野外监测提供了可能；而相比翻斗式雨量计，它的测量不仅不受降雨强度大小的限制，还拥有更高的测量精度(0．1mm以内)。

虹吸式雨量记录仪系统组成：1.传感器：本系统所采用的传感器为CYZ102通用型压力传感器。量程为0～2kPa，工作温度范围是：－20～80℃，带温度补偿。通过实验验证该传感器的线性、重复性良好，分辨率能达到0．1mm降雨以内，能满足设计要求。2.虹吸管：虹吸管作为雨量计的排水部件，性能的优劣直接影响到整套设备的设计要求，因此选取合适的虹吸管非常重要。主要考虑的因素有：①当降雨达到虹吸点时能否正常虹吸，且无滴流问题；②虹吸完后，管内有无残留水柱；③虹吸的速度有多快（直接影响测量的降雨强度范围）。在综合考虑以上问题，配合多次实验结果验证后，最终选用弯管弧度为28°，管内径为7．3mm的虹吸管。3.数据采集系统：本文的数据采集电路主要由仪用放大器AD623，单片机MSP430F149，GSM发送模块BENQ M22组成。MSP430系列的单片机最主要的特点便是低功耗，电源采用1．8～3．6V低电压，RAM数据保持方式下耗电仅为0．1μA，活动模式耗电为250μA／MIPS（MIPS：每秒百万条指令数），I／O输入端口的漏电流最大仅50nA，故非常适合应用在野外监测系统里。另外，考虑到F149型号拥有硬件乘法器，使其在做高阶的滤波程序时，能有较快的处理速度；另外12位的A／D转换器，保证了结果的分辨率和精度达到设计要求。当有降雨时，传感器的输出电压便产生相应变化，输出的电压值经过仪用放大器放大后，送到单片机MSP430F149进行AD转换，最后数据经过软件滤波处理后由系统上的GSM模块发送到上位机上的GSM模块接收，并在电脑上显示。