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解密光學雨量監測:如何通過光學原理實現高靈敏度降雨監測

來源:山東恒測環境科技有限公司   2025年07月22日 11:23  

光學雨量監測站是一種利用光學原理進行降雨量監測的高精度設備。【HC-YJ3】【光學雨量監測站生產廠家,環境監測設備供應商,選山東恒測,品質有保障!】

一、工作原理

光學雨量監測站通過光學傳感器捕捉雨滴的反射和散射光信號,分析這些信號來判斷雨滴的存在、數量和大小,進而計算出降雨量。常見的光學測量技術包括散射式和遮斷式。散射式是傳感器內置光源向測量區域發射光線,雨滴通過時產生散射效應,散射光的強度與雨滴的大小、數量和速度相關,通過光電探測器接收散射光信號并轉換為電信號進行分析。遮斷式則是傳感器由發射端和接收端組成,發射端發出光束,接收端檢測光強,當雨滴通過光束路徑時,會部分遮擋光線,導致接收端的光強減弱,通過測量光強減弱的時間和程度,結合雨滴下落速度和分布規律,推算出降雨量。

二、組成部件

光學雨量監測站通常由光學雨量傳感器、采集器、太陽能供電系統、立桿支架等組成。光學雨量傳感器采用純正弦紅外光源、內置窄帶濾光片,可高精度測量降雨量、不受高強度太陽光等光線影響。采集器負責將光學傳感器采集的模擬信號轉換為數字信號,并進行濾波、放大和校準,內置微處理器運行降雨量計算算法,實時輸出降雨強度和累計降雨量。太陽能供電系統為備提供穩定的電力支持,立桿支架則用于安裝和固定設備。

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三、技術參數

1.測量原理:紅外掃描

2.測量范圍:雨強0~4mm/min

3.測量精度:±4%

4.分辨率:0.01mm

5.供電方式:太陽能供電

6.太陽能功率:30W

7.蓄電池參數:20Ah

8.支架:碳鋼2米支架

9.工作環境:-40℃~60℃

四、特點

1. 高精度測量:能夠精確到秒地監測降雨時長,提供高精度的降雨時間序列數據,測量精度可達±0.2mm(小時降雨量)。

2. 全天候工作:不受天氣變化的影響,能夠全天候穩定運行,確保降雨數據的連續性和完整性。

3. 自動化監測:能夠實現自動化監測和數據傳輸,減少人工干預,提高監測效率。

4. 遠程數據傳輸:設備能夠以無線遠程發送的形式發送雨量數據,方便用戶隨時查看和分析。

5. 維護容易:光學雨量傳感器采用半球透明的感雨罩,可以避免灰塵、落葉、雨雪等雜物的堆積,避免對監測數據造成影響,且無活動部件,使用壽命長,維護需求僅為定期清潔傳感器表面。

6. 可擴展性強:可兼容內置其他光學傳感器,如光照、總輻射、紫外線傳感器等,還可集成溫濕度、風速風向等傳感器,實現氣象綜合監測。

7. 安裝簡單:設備具有自動水平校準功能,在安裝后不需要再進行現場校準。

五、應用場景

光學雨量監測站在氣象監測與預報、農業灌溉管理、城市防洪排澇、水利工程建設、科研與教育等領域都有廣泛應用。例如,在氣象監測與預報中,為氣象部門提供高精度降雨數據,支持短臨預報和災害預警;在農業灌溉管理中,結合土壤濕度傳感器,實現精準灌溉控制,節約水資源;在城市防洪排澇中,部署在城市低洼地帶、排水管網關鍵節點,實時監測積水情況,并與排水泵站聯動,自動調節排水強度,緩解城市內澇。


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