Весовой способ определения интенсивности атмосферных осадков

РЕТЕН фг1 ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерации(Я) ВЕСОВОЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ(57) Использование: в практике метеорологических измерений, а также в исследованиях тропосферного распространения электромагнитных волн. Сущность изобретения: между циклами измерений выдерживают паузы, продолжительность каждой из которых не менее, чем время успокоения измерителя массы, приращение Ьпт, массы осадков измеряют в паузах дополнительно находят значение поправки времени накопления осадков т и затемо время накопления осадков. 2 ил.)5 Где е 1 и Ь - момен Гы времени, соответс тоецие минимальному )(Г 1) -0 и максима ному Я(.2))О - значениям плащ Входного Отверстия В приемнике осад в ль ДИ ав г 1) зоб ре 1 ение ат: Осится к г )етеорологии и1.)охте) бьп ьсользовано В практике метеоролог 1 ескЛх 1)зт;18 р 811)й, а гакже в исследоВ а и и л х т ) О и Г) с ф 8 15О Г О р а с и р 0 с т р я н е н и яЭ)ВКТРО 1) ГНг ТЫХ ВОЛ,.5П .Отот)Г)г)м зат)вт)енногосг)сСаба принлг) "ехт), р -)г) )р)е.)8 (па 1 С 1)/) 1ФРИ 7.)1, кл. е 01 /).г 1/14, 1985), Этот способл влл ется на 1:. алев близким к разработанномом)у Гта тех иОс)еОЙ сущнОсти и совокупностиСХОДНЫХ СУЦ 8 СТГ)811 ЬХ Пт)И 3 наКОВ,звесте)Й сГ)асоб 5 е 1 ю 10 ает в кажДом1 ИКЛ 8 Из 18081 ИЙ НЛ КОЛЛЕИЕ ОСВДКОВ И ИЗ 11)")г 31)г 18 ":Х 1.ВСЕ;Ь С Г 10 СЛедуОВИМ ОПр 8 Л 8")П)81)с),:,Ость;)цггтет; т Гвер;1 ых и смец)аных Осал кое) при ВысОкой "ОчОсти За счетИСК)ОЧОН 1)Л ВЛИЛПЯ ГЗОЗДУШНЫХ ПОТОКОВ И1 ьПГ 1:Ст) Гада ЮЦИХ Г)ТЬ)ОС)ф 8)НЫХ ЧВСТИЦ,Г)г 5 ста 811)3131 цОЛЬ доотИГаЕтСЛ тЕМ, ЧтаВ Расово 1 сГГ)соб 8 Опоецеления интенсивности атмосферных Осадков, при которомпроизводят)-циклов измерений в приемнике асадкОВ с входеь 11 Отверстием при проДОЛ)КИТЕгЬ 1 ОСТИ ЦИКЛВ Т 1 И ЗНаЧЕНИИнакопленной массы осадков гл 1, и находят 40ДЛЯ;гаждого ЦИКла ПРИРВЩЕНИЕ Ь ГП ИХ1)13 ссь) и 31 ач 81 ИО интенсиВнОсти В (Мм/ч),мвкду цикла ии измерений выдерживаатПгзгзы, Г ро)1 ОГж)ТВЛ ЬНОСТЬ КВЖДОЙ Из КОТОрых не менее, , .м время успокоенил измерител 51 массь, 31 а 811 ие накапл еннГ)й массыосадков пп измеряот Во время саответству 10 ЩВИ ПУЗЬ Ц)ЗПОЛНИТ 8 ЛЬНО НВХОДЯТ ЭНЭЧ 81 Ие полравки т - за переход от режимаизмерения В ре)ки,"паузы и обратно из выраж 8 нияпри переходе от режима измерения в режим паузы и обратно;Ят)го отверстия в приемнике осадков в момент времени т, где 11112, и продолжительности вникла т + 1 = Го + 3,610ЛтпР(С),ошибка оов ф);измерени пределегде НИЯ- Отнасит 8 льная енслвности осад Ьп - погрешность1 ассы осадков (г)плотность воды рираЦ 8 НИЯ(г/см );овый нот 1=1,2,3, порядк )ер ла измерений.В разработанном способе осуществляетсл поперемен 1 ое накопление осадков и определение приращения их массы, Кроме того, в каждом 1-м цикле измерений осуществляется коррекци 1 интервала накопления осадков в зависимости от их интенсивности в предыдущем ( - 1) м цикле измерений. За счет этого отсутствует зависимость точности определения интенсивности от наличия воэдушньх потоков и импульса падающих атмосферных частиц и обеспечивается положительный эффект - улучшается временное разрешение определения интенсивности жидких, твердых и смешаннь)х осадков при высокой точности, Как по.- казано в акте испытаний, разработанный способ при Времени накопления осадков 10-60 с обеспечивает абсолОтную погрешность определения интенсивности осадков, соответственно 0,2-0,03 мм/ч, что на порядок ниже погрешности способа-прототипа.На фиг, 1 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый весовой способ определения интенсивности атмосферных осадков; на фиг, 2 - измерительная камера 1, разрез.Устройство содержит (фиг, 1) измерительую камеру 1, электронные весы 2, приемник осадков 3, подвижную крышку 4, реверсивный электродвигатель 5, датчик 6 положения крышки "открыто", блок 7 ф ции крышки в положении "открыто", д 8 положения крышки "закрыто", микроЭВУ цик икса- атчик 10.Внутри измерительной камеры 1 (фиг, 2) в термостате 11, иметощем тепловую изоляцию 12, размещены электронные весы 2 с чашкой 13, на ко горой установлен приемник Осадов 3, С целью уменьшения его веса и обеспеченил тепловой развязки между собранными В нем осадками и термостатам 11 приемник осадков 3 выполнен из легкоготеплоизоляционного материала (например, пенопласта) и имеет двойные стенки с воздушной прослойкой 14, Цилиндр 15 с калиброванным внутренним диаметром служит для предотвращения попадания осадков в термостат 11 и одновременно определяет площадь входного отверстия измерительной камеры. Для уменьшения потерь на смачивание его высота минимальна, а внутренняя поверхность имеет чистоту обработки не ниже 9 класса. Крышка 4, к нижней стороне которой крепится уплотняющая прокладка 16, связана с реверсивным электродвигателем 5. Для сведения к минимуму попадания осадков с крышки 4 в приемник 3 крышка 4 имеет наклонную верхнюю плоскость и снабжена бортиком. Измерительная камера 1 содержит сьемную верхнюю часть 17 и дверцу 18 со смотровым окном 19. Измерительная камера 1 ограждена приспособлениями для ветровой защиты (не показаны).В конкретной реализации устройства, реализующего разработанный весовой способ определения интенсивности атмосферных осадков, в качестве электронных весов 2 использованы весы типа ВБЭ - 1 кг с чувствительностью 0,01 г., временем успокоения 3 с, в качестве реверсивного электродвигателя 5 электродвигатель РД, в качестве микроЭВМ 10 - микроЭВС "Элек. троника ДЗ", Последняя оборудована устройством связи с объектами АЦСКС-001, в состав которого входят блок сопряжения с цифровыми измерительными приборами УПУ-002 и блок управления релейными элементами КАС-001, используемые для считывания показаний весов и управления реверсивным электродвигателем 5 с помощью двух. реле РЭС(не показаны). В качестве датчиков 6, 8 положения крышки "открыто" и "закрыто" и ррменены концевые микропереключатели типа МП, закрепленные на стойках, ограничивающих сектор движения крышки. Каждый из блоков 7, 9 фиксации крышки в положении "открыто" и "закрыто" содержит стальной упор с пружиной и бытовую магнитную защелку,Предлагаемый весовой способ измерения интенсивности атмосферных осадков с помощью устройства (фиг, 1, 2) реализуется следующим образом.Перед началом первого цикла измерений, когда крышка 4 закрыта, в память мик- роЭВМ 10 вводят значение времени накопления осадков в первом цикле измерений 71, которое определяют на основании визуальной оценки метеорологической об становки. С помощью микроЭВМ 10 считывают показания весов и определяют исходное значение массы осадков. Осуществляют накопление осадков в первом цикле измерений. Это осуществляют следующим образом. С помощью микроЭВМ 10 включают реверсивный электродвигатель 5 (в момент времени О), который открывает крышку 4 для накопления осадков, По достижении крышкой 4 положения, при котором входное отверстие измерительной камеры полностью открыто(момент времени ц), по сигналу от датчика 6 положения крышки "открыто" с помощью микроЭВМ 10 отключают электродвигатель 5. Одновременно срабатывает блок 7 фиксации крышки в положении "открыто" (автономно или по сигналу от микроЭВМ 10), В этом фиксированном положении крышка 4 остается в течение времени г 1 - 2 (12 - 11), по прошествии которого включается электродвигатель 5 и крышка 4 закрывается, В тот момент. когда она полностью перекрывает входное отверстие измерительной камеры 1, по сигналу датчика 8 положения крышки "закрыто" реверсивный электродвигатель 5 отключается, и срабатывает блок 9 фиксации крышки в положении "закрыто". За интервал времени, равный времени успокоения весов 2, определяют приращение массы осадков, Для этого с помощью ЭВМ 10 считывают показания весов 2 и определяют интенсивность осадков в первом цикле измерений по формуле 5 10 15 20 25 30 35 Я 1(Т 1) =3,6 10 40 45 50 55 где гп - приращение массы осадков за интервал времени;В 1(Т 1) - интенсивность осадков, отнесенная к моменту времени, Т, соответствующему середине интервала;р - плотность водыЯо - максимальное значение площадиизмеряемого потока осадков;2го = 2(12- 11) -Я(1) сп,Яо 1где 5 текущее значение площади измеряемого потока осадков в момент времени 1,гДЕ 11т 2,Значение интенсивности К, а также момента времени Т 1 и величину интервала времени т 1 с помощью микроЭВМ 10 выдаютна индикацию и заносят в ее оперативнуюпамять, Затем с помощью микроЭВМ определяют используемую во втором цикле измерений величину времени накопления осадков8 2003142 10 Т 2 =то+3,6 106, ЛпРгде Ьп - погрешность измерения приращения массы осадков;д - заданная относительная точность определения интенсивности осадков,Формула изобретения ВЕСОВОЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ, при котором производят и циклов измерений, каждый из которых включает накопление осадков за время т, (= 1,2,3.п) в приемнике с входным отверстием, определение приращения щ их массы и значения интенсивности Вь мм/ч, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки распределения интенсивности осадков во времени, между режимами накопления выдерживают паузы, продолкительность каждой из которых не менее чем время успокоения измерителя массы, значение приращения гп накопленной массы осадков измеряют во время соответствующей паузы, дополнительно находят значение поправки за переход от режима накопления в режим паузы и обратно из выражениято 2(т 2 11) Следующие циклы измерений осуществляют аналогично первому, По мере накопления массива данных в памяти ЭВМ 10 производят его запись на внешние носите ли информации.(56) Патент СШАМ 4499761, кл, 6 01 Ю 1/14, 1985,2 2--з(т) бтс,огде О, 12- моменты времени, соответствую 15щие минимальному з(т 1) = 0 и максимальному з(т 2) = зо значениям площадивходного отверстия в приемнике при переходе от режима накопления в режим паузыи обратно;з(т) - текущее значение площади входного отверстия в приемнике осадков вМОМЕНТ ВРЕМЕНИ т, ГДЕ т 1т Я 12, ВРЕмя накопленияит+= го+ 3.6 10 ",С,Р огде д - относительная ошибка определенияинтенсивности осадков, ;Ь в - погрешность измерения приращения массы осадков, г;р - алотность воды, г/см,.Сильняги еда Ги раж Подписное НПО " Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушскал наб 4/5 з 323 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101