申请/专利权人：中国科学院地理科学与资源研究所

申请日：2017-05-11

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN108873107B

主分类号：G01W1/14

分类号：G01W1/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2018.12.18#实质审查的生效;2018.11.23#公开

摘要：本发明提供一种便携式雨强测定装置及雨强的测定方法，该装置包括：环形框架，其上设有多个发射器固定座以及接收器固定座；手柄，与环形框架相连，且与环形框架位于同一水平面上；多个激光发射器，固定在发射器固定座上；多个激光接收器，固定在接收器固定座上。开关，设置在手柄上，与激光发射器电性相连，用于控制激光发射器的打开或关闭；水准器，固定在手柄上。该方法包括：通过在非降雨区获取第一激光强度衰减量及在降雨区内第二激光强度衰减量，得到激光强度衰减差值；对多条激光光束对应的激光强度衰减差值进行平均值计算，结合预设函数计算降雨区的当前降雨强度。本发明结构简单，使用方便，测量结果准确。

主权项：1.一种便携式雨强测定装置，其特征在于，包括：环形框架，其上设有多个发射器固定座以及接收器固定座；手柄，与所述环形框架相连，且与所述环形框架位于同一水平面上；多个激光发射器，固定在所述发射器固定座上；多个激光接收器，固定在所述接收器固定座上；开关，设置在所述手柄上，与所述激光发射器电性相连，用于控制所述激光发射器的打开或关闭；水准器，固定在所述手柄上；还包括中央处理器，用于获取激光发射器发射的激光光束的强度以及激光接收器接收到的激光光束的强度，并据此计算激光强度衰减量，还用于根据预设函数计算降雨区的当前降雨强度；其中，对n条激光光束对应的激光强度衰减差值进行平均值计算，得到激光衰减平均值根据激光衰减平均值及预设函数f计算所述降雨区的当前降雨强度每条激光光束对应的激光强度衰减差值，按如下方式计算：ΔPi＝ΔPi′-ΔPi0，式中，i∈{1,2......,n}，ΔPi′表示在非降雨区获取得到的激光发光器到激光接收器的第i条激光强度衰减量；ΔPi0表示在降雨区内获取得到的激光发光器到激光接收器的第i条激光强度衰减量。

全文数据：一种便携式雨强测定装置及雨强的测定方法技术领域[0001]本发明涉及雨强的测定技术领域，尤其涉及一种便携式雨强测定装置及雨强的测定方法。背景技术[0002]目前关于雨强的测定，通常采用常规的雨量计（雨量筒进行测量，主要原理是借助一定的口径的接雨器获取一定范围内的雨量，收集之后，进入下方的翻斗内（或者其他的测量设施），当翻斗内的水量达到一定数量之后，进行侧翻，每次使得翻斗侧翻所需的水量在前期进行过标定，水量基本可以控制在一定的误差范围内，在一定时段内通过获取翻斗的侧翻次数和频率，获取降雨过程的曲线。该设施通常为固定设置，不易便携移动。发明内容[0003]本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。[0004]为克服现有技术的问题，本发明提供一种便携式雨强测定装置，其特征在于，包括：[0005]环形框架，其上设有多个发射器固定座以及接收器固定座；[0006]手柄，与所述环形框架相连，且与所述环形框架位于同一水平面上；[0007]多个激光发射器，固定在所述发射器固定座上；[0008]多个激光接收器，固定在所述接收器固定座上。[0009]开关，设置在所述手柄上，与所述激光发射器电性相连，用于控制所述激光发射器的打开或关闭；[0010]水准器，固定在所述手柄上。[0011]可选地，所述环形框架的内部设有第一穿线管道，所述手柄的内部设有与所述第一穿线管道相连通的第二穿线管道。[0012]可选地，所述发射器固定座和接收器固定座间隔设置在所述环形框架上。[0013]可选地，所述发射器固定座与所述接收器固定座一一对应，所述发射器固定座与其对应的接收器固定座的连线穿过所述环形框架的中心；用于所述激光发射器发射的激光光束通过所述环形框架的中心到达其中一个所述激光接收器。[0014]可选地，所述发射器固定座位于所述环形框架的一侧，所述接收器固定座设置在所述环形框架的另一侧。[0015]可选地，还包括紧固器，设置在所述手柄的末端。[0016]可选地，所述紧固器呈U型。[0017]可选地，所述环形框架为正圆形。[0018]可选地，所述手柄上设有电池仓或电源接入孔。[0019]本发明还提供一种雨强的测定方法，其特征在于，包括步骤：[0020]在非降雨区获取激光光束从激光发射器到激光接收器的第一激光强度衰减量;所述激光光束为多条，且传播的距离相等；[0021]在降雨区内获取所述激光光束的第二激光强度衰减量；[0022]计算所述第二激光强度衰减量与所述第一激光强度衰减量的差值，得到激光强度装减差值；[0023]对多条所述激光光束对应的激光强度衰减差值进行平均值计算，得到激光衰减平均值；[0024]根据所述激光衰减平均值及预设函数计算所述降雨区的当前降雨强度。[0025]本发明提供了一种便携式雨强测定装置及雨强的测定方法，结构简单，使用方便，测量结果准确。[0026]通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。附图说明[0027]下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：[0028]图1为本发明实施例的便携式雨强测定装置的结构示意图。[0029]图2为本发明实施例的雨强的测定方法的结构示意图。具体实施方式[0030]如图1所示，本发明提供一种便携式雨强测定装置，包括:环形框架10、设置在环形框架10上的多个激光发射器30及激光接收器40、与环形框架10相连的手柄20。[0031]其中，环形框架10可以为正圆形;器上设有多个发射器固定座11以及接收器固定座12;发射器固定座11与接收器固定座12是一一对应的，且发射器固定座与其对应的接收器固定座的连线穿过环形框架的中心;从而使固定在发射器固定座11上的激光发射器30发射的激光光束13能通过环形框架10的中心到达其中一个固定在接收器固定座12上的激光接收器40。本实施例中，发射器固定座位于环形框架的一侧，接收器固定座设置在环形框架的另一侧;在本发明的另一实施例中，发射器固定座11和接收器固定座12还可以间隔设置在环形框架10上，例如是—间隔或两两间隔。[0032]激光发射器30为多个分别固定在多个发射器固定座11上;激光接收器40同样为多个分别固定在多个接收器固定座12上。需要说明的是，激光发射器30通过环形框架10与激光接收器40对应，偏角可以为5度至25度，例如是15度，具体地，可以根据实际需要和条件进行变化，但是必须保证激光发射器30发射的激光光束13通过环形框架10的中心与激光接收器40对应。[0033]手柄20与环形框架10相连，且与环形框架10位于同一水平面上；[0034]开关22设置在手柄20上，与激光发射器30电性相连，用于控制激光发射器30的打开或关闭；具体地，环形框架10的内部设有第一穿线管道，手柄20的内部设有与第一穿线管道相连通的第二穿线管道;还包括中央控制处理器，设置在手柄20上，与开关22电连；电源线与型号线通过第一穿线管道及第二穿线管道，将激光发射器及激光接收器与中央控制处理器相连。中央控制处理器用于获取激光发射器发射的激光光束的强度以及激光接收器接收到的激光光束的强度，并据此计算激光激光强度衰减量；中央处理器还可以根据采集的数据以及预设函数计算降雨区的当前降雨强度;在本发明的另一实施例中，中央处理器包括数据网络连接模块，用于通过网络将采集的数据发送至计算机，由计算机进行降雨区的当前降雨强度的计算，并接收计算机返回的计算结果。[0035]虽然图中没显示，该便携式雨强测定装置还可以包括显示屏，设置在手柄上，并与手柄内的中央控制处理器相连，用于显示激光强度衰减量或当前降雨强度。[0036]此外，手柄20上设有电池仓23或电源接入孔，用于接入电源。[0037]还包括水准器21，该水准器21为圆水准器，固定在手柄20上。[0038]在本发明的一个实施例中，还包括紧固器24,设置在手柄20的末端。紧固器20可以呈U型，用于固定在相应的设施上。[0039]如图2所示，本发明还提供一种雨强的测定方法，包括步骤：[0040]201、开始；[0041]202、在非降雨区获取激光光束从激光发射器到激光接收器的第一激光强度衰减量；所述激光光束为多条，例如是η条，该η条激光光束的传播距离是相等的；[0042][0043]203、在降雨区内获取所述激光光束的第二激光强度衰减量ΔΡ’1;[0044][0045]204、计算所述第二激光强度衰减量与所述第一激光强度衰减量的差值，得到激光强度衰减差值AP1;[0046][0047]205、对η条所述激光光束对应的激光强度衰减差值进行平均值计算，得到激光衰减平均值AF*:[0048][0049]206、根据所述激光衰减平均值及预设函数f计算所述降雨区的当前降雨强度Ρ;[0050]p=fΔΡ[0051]207、结束。[0052]在具体实施时，可以采用本发明提供的便携式雨强测定装置实现上述雨强的测定方法，具体的操作步骤如下所述：[0053]将本发明提供的便携式雨强测定装置放置在要测雨强的环境内，先放置在非降雨区，即不放到降雨区内，此时打开开关，获取第一激光强度衰减量；[0054]再将该便携式雨强测定装置放置在要测的降雨区内，获取第二激光强度衰减量；[0055]最后计算所述第二激光强度衰减量与所述第一激光强度衰减量的差值，得到激光强度衰减差值;对多条所述激光光束对应的激光强度衰减差值进行平均值计算，得到激光衰减平均值;根据所述激光衰减平均值及预设函数计算所述降雨区的当前降雨强度。上述计算可以通过设置在手柄内的中央控制处理器进行也可由中央控制处理器通过网络传送至相应的计算机进行计算。上述计算得到的第二激光强度衰减量与所述第一激光强度衰减量及其差值以及当前降雨强度可以通过设置在手柄上的显示屏或计算机的显示屏上进行显不O[0056]当一定强度的降雨穿过某一空间范围的时候，会对于该空间内部的透光强度会产生影响，本发明提供的便携式雨强测定装置及雨强的测定方法通过标定获取不同雨强与透光强度之间的相互关系，获得合理的函数关系换算为降雨强度。[0057]以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

权利要求：1.一种便携式雨强测定装置，其特征在于，包括：环形框架，其上设有多个发射器固定座以及接收器固定座；手柄，与所述环形框架相连，且与所述环形框架位于同一水平面上；多个激光发射器，固定在所述发射器固定座上；多个激光接收器，固定在所述接收器固定座上。开关，设置在所述手柄上，与所述激光发射器电性相连，用于控制所述激光发射器的打开或关闭；水准器，固定在所述手柄上。2.根据权利要求1所述便携式雨强测定装置，其特征在于，所述环形框架的内部设有第一穿线管道，所述手柄的内部设有与所述第一穿线管道相连通的第二穿线管道。3.根据权利要求1所述便携式雨强测定装置，其特征在于，所述发射器固定座和接收器固定座间隔设置在所述环形框架上。4.根据权利要求1或3所述便携式雨强测定装置，其特征在于，所述发射器固定座与所述接收器固定座一一对应，所述发射器固定座与其对应的接收器固定座的连线穿过所述环形框架的中心；用于所述激光发射器发射的激光光束通过所述环形框架的中心到达其中一个所述激光接收器。5.根据权利要求1所述便携式雨强测定装置，其特征在于，所述发射器固定座位于所述环形框架的一侧，所述接收器固定座设置在所述环形框架的另一侧。6.根据权利要求1所述便携式雨强测定装置，其特征在于，还包括紧固器，设置在所述手柄的末端。7.根据权利要求6所述便携式雨强测定装置，其特征在于，所述紧固器呈U型。8.根据权利要求1所述便携式雨强测定装置，其特征在于，所述环形框架为正圆形。9.根据权利要求1所述便携式雨强测定装置，其特征在于，所述手柄上设有电池仓或电源接入孔。10.—种雨强的测定方法，其特征在于，包括步骤：在非降雨区获取激光光束从激光发射器到激光接收器的第一激光强度衰减量;所述激光光束为多条，且传播的距离相等；在降雨区内获取所述激光光束的第二激光强度衰减量；计算所述第二激光强度衰减量与所述第一激光强度衰减量的差值，得到激光强度衰减差值；对多条所述激光光束对应的激光强度衰减差值进行平均值计算，得到激光衰减平均值；根据所述激光衰减平均值及预设函数计算所述降雨区的当前降雨强度。

百度查询： 中国科学院地理科学与资源研究所 一种便携式雨强测定装置及雨强的测定方法

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