Жаңбыр өлшегіш қалай жұмыс істейді және жаңбыр өлшегіштері не үшін қолданылады?

Жаңбыр өлшегіштер белгілі бір кезең мен аудандағы жауын-шашынды (сұйық жаңбыр, қардың еруі, жаңбыр) дәл өлшеуге арналған таптырмас метеорологиялық құрал болып табылады. Олар жауын-шашынның тереңдігі туралы маңызды деректерді (әдетте миллиметр немесе дюйммен) қамтамасыз етеді, бұл метеорология, ауыл шаруашылығы, инженерия және қоршаған ортаны басқару бойынша шешім қабылдауға көмектеседі. Тарихи тұрғыдан алғанда, жауын-шашын мөлшерін дәл өлшеу оның күшті аймақтық және тәуліктік өзгермелілігіне байланысты қиын болды; Қазіргі заманғы ғылыми жетістіктер әртүрлі қажеттіліктерге бейімделген әртүрлі, сенімді жаңбыр өлшегіш конструкцияларына әкелді. Бұл мақалада олардың анықтамасы, жұмыс принциптері, түрлері, орнатуға техникалық қызмет көрсету, дәлдік факторлары және қолданбалар қарастырылады.

1. Жаңбыр өлшегіш дегеніміз не?

Жаңбыр өлшегіш - белгілі бір аумақта жауатын жауын-шашын мөлшерін уақыт бойынша анықтауға арналған құрылғы (ескерту: қар жаууы үшін арнайы қар өлшегіш қажет). Көбісі негізгі бірлік ретінде миллиметрді пайдаланады, бірақ дюйм немесе сантиметр де кең таралған. Көрулерді қолмен немесе автоматты түрде метеостанциялар арқылы алуға болады, бақылау жиілігі деректерді жинау талаптары негізінде реттеледі. Көп жағдайда жиналған жаңбыр суы бақылаудан кейін лақтырылады, бірақ кейбір метеостанциялар ластану немесе басқа экологиялық сынақтар үшін үлгілерді сақтайды.

2. Жаңбыр өлшегіш қалай жұмыс істейді?

2.1 Жалпы жұмыс принципі

Барлық жауын өлшегіштердің негізгі механизмі сәйкес келеді: коллектор (әдетте воронка тәрізді) жауын-шашынды түсіріп, оны өлшеуіш контейнерге немесе сезгіш құрамдас бөлікке бағыттайды. Содан кейін жауын-шашын мөлшері деңгейлі белгілер, механикалық триггерлер немесе электронды сенсорлар арқылы анықталады. Бұл деректер сумен жабдықтауды, дренаждық қажеттіліктерді және ауа-райының әсерін талдау үшін пайдаланылады.

2.2 Әртүрлі жауын-шашын өлшегіштерінің жұмыс принциптері

Әртүрлі жаңбыр өлшегіш конструкциялары әртүрлі өлшеу сценарийлеріне бейімделу үшін әртүрлі принциптерде жұмыс істейді (мысалы, қолмен және автоматты, лезде және жинақталған жауын-шашын):

• Стандартты жауын өлшегіш : өлшеу түтігіне қосылған шұңқыр тәрізді коллекторды пайдаланады. Коллектордың диаметрі түтіктің диаметрінен 10 есе үлкен, дәл өлшеулерді (0,01 дюймге дейін) қамтамасыз ету үшін жауын-шашынды 10 есе үлкейтеді. Түтіктің сыйымдылығынан асатын су кейінірек өлшеу үшін өлшегіш корпусында сақталады.

• Төңкеру шелек жаңбыр өлшегіш : механикалық қос тұрақты аударылатын шелек құрылымын ұсынады. Жиналған жаңбыр суы белгілі бір салмаққа жеткенде, гравитация импульстік сигналды тудырып, шелекті аударады. Бұл сигнал нақты уақыттағы жауын-шашынды бақылауға мүмкіндік беретін сымсыз байланыс арқылы жазылады және бұлттық серверлерге жіберіледі.

• Жаңбырдың оптикалық көрсеткіші : фотоэлектрлік анықтауға негізделген. Кіріктірілген инфрақызыл оптикалық зондтар жарықты өткізу қасиеттерін талдайды; жаңбыр тамшылары сынама алу кеңістігінен өткенде, сенсор қабылдаған жарық сигналын өзгерте отырып, лазерді блоктайды. Түрлендірілген электр сигналындағы өзгерістерді өңдеу арқылы (мысалы, бітелу ұзақтығы) жауын-шашын мөлшері есептеледі.

Жаңбыр өлшегіш

3. Жаңбыр өлшеуіштерінің негізгі түрлері: жұмыс, оқу, орнату және техникалық қызмет көрсету

Жаңбыр өлшегіштері сыртқы түрі мен өлшем принциптері бойынша жіктеледі, олардың үш негізгі түрі ағымдағы пайдалануда басым. Әрқайсысының нақты қолданбаларға сәйкес келетін бірегей сипаттамалары бар:

3.1 Стандартты жауын өлшегіш

Кеңінен қолданылатын және үнемді, стандартты жаңбыр өлшегіштері негізгі жауын-шашынды өлшеу үшін өте қолайлы. Олар минималды орнатуды қажет етеді - жаңбыр суын жинау үшін оларды жай ғана ашық жерге бекітіңіз.

Оқу әдісі

Көрсеткіштер әдетте қолмен орындалады, қатаң дәлдікті талап етеді: көрсеткіш деңгейін ұстаңыз, көру сызығыңызды су бетімен туралаңыз (шұңқырлы менисктің ең төменгі нүктесін оқыңыз) және бір ондық белгіге дейін жазыңыз. Ауыр жауын-шашын үшін бірнеше топтамамен өлшеп, жиынтықты қосыңыз. Қатты жауын-шашын (мұз, қар) үшін: шұңқырды қар қабылдағышпен ауыстырыңыз, буланудың алдын алу үшін сақтау бөтелкесін жабыңыз, қатты затты ерітіңіз (қажет болса жылы суды пайдаланыңыз) және соңғы өлшеуден қосылған жылы судың көлемін шегеріңіз.

Орнату

Калибрді бақылау аймағындағы бекітілген сөреге орнатыңыз, коллектор аузын тегіс және жерден 70 см биіктікте орналастырыңыз. Қарлы аймақтарда жақын жерде резервтік сөрені (жерден 1,0–1,2 м биіктікте) орнатыңыз; қардың қалыңдығы 30 см-ден асқанда өлшеуішті резервтік сөреге жылжытыңыз. Қыста шұңқырды алып тастаңыз (немесе оны қар қабылдағышпен ауыстырыңыз) және қар қабылдағыш пен сақтау ыдысын жинау үшін тікелей пайдаланыңыз.

Техникалық қызмет көрсету

Жылы мезгілдерде жауын-шашын тоқтағаннан кейін булану қателерін болдырмау үшін қосымша бақылауларды дереу жүргізіңіз. Өлшеу цилиндрін және сақтауға арналған бөтелкені кемінде ай сайын тазалаңыз. Қыста немесе жаңбыр кезінде ағып кетуді тексеруден аулақ болыңыз. Коллектордағы және шұңқырдағы бітелулерді (мысалы, топырақ, жапырақтар) үнемі тексеріп, қоқысты тез арада алып тастаңыз.

3.2 Төңкеру шелектегі жауын өлшегіш

Жоғары дәлдіктегі ауа-райының сенсоры, бұл түрі деректерді автоматты түрде жазуды ұсынады (адам қателігін болдырмайды). Оны дербес пайдалануға немесе сыртқы метеостанциялармен жұптастыруға болады. Жалпы материалдарға кәсіби тот баспайтын болат және қол жетімді ABS пластик кіреді.

Оқу әдісі

Жауын-шашын деректері автоматты түрде жазылады және сымды, GPRS немесе Ethernet байланысы арқылы деректер орталығына жүктеледі. Пайдаланушылар компьютер немесе мобильді APP арқылы нақты уақыттағы және тарихи деректерді (кезең, күнделікті, айлық, жылдық жауын-шашын) көре алады және деректерді зерттеу және тексеру үшін Excel файлдары ретінде экспорттай алады. Жүйе қашықтан диагностикалау және басқару функцияларымен деректерді жинауды, жазуды және сақтауды біріктіреді.

Орнату және іске қосу

Деректердің үздіксіздігі мен салыстырмалылығын қамтамасыз ету үшін сенсорды жерден 0,7 м биіктікке (солтүстік аймақтарда 1,2 м) орнатыңыз. Коллектордың аузын деңгеймен теңестіріңіз. Негіздің үш футтарын M8 анкерлік болттарды (120° арақашықтықта) пайдаланып бетон іргетасқа бекітіңіз. Көпіршікті ортаға қою үшін тегістеу бұрандаларын реттеңіз, содан кейін бекіту бұрандаларын қатайтыңыз. Негізде дренаждық саңылаулар мен кабельдік арналардың болуын қамтамасыз етіңіз; өлшеу дәлдігін тексеру қажет болса, жинау контейнері үшін шағын шұңқырды жасаңыз. Екі ядролы экрандалған сигналдық кабельді негіздің резеңке қабығынан өткізіп, сымдардан 20 мм оқшаулауды алып тастаңыз, оларды бұраңыз, терминал блогына салыңыз және бекітіңіз. Жинау шөмішін ақырын ауыстыру арқылы сигнал беруді тексеріңіз және коллектор құрамдас бөлігін орнатпас бұрын сумен қамтамасыз етуді қолмен тексеруді орындаңыз.

Техникалық қызмет көрсету

• Құралды соқтығысудан қорғаңыз (коллектор аузының деформациясын болдырмаңыз); тұрақтылық пен тегістікті қамтамасыз етеді. Жыл сайын нониус штангенциркульдерімен және деңгейлерімен тексеру; ұшқышсыз станциялар үшін қауіпсіздік қорғанысын қосыңыз.

• Су арналарынан лай, шаң, жапырақтар мен жәндіктерді үнемі тазарту; кедергісіз ағынды қамтамасыз ету үшін коллектор сақинасын және ішкі бетін сүртіңіз.

• Шөміштің су камерасын таза сумен немесе спиртпен тазалаңыз (тазалау қаламын пайдаланыңыз); шелектің ішкі қабырғасына тимеңіз (май дақтары дәлдікке әсер етеді).

• Төңкеру шелегі кептеліп қалса, білік журналдары мен зергерлік мойынтіректердің тесіктерін сумен немесе спиртпен тазалаңыз. Тазалау сәтсіз болса, тозған/сынған зергерлік мойынтіректерді немесе шелек біліктерін ауыстырыңыз.

• Зергерлік мойынтіректерді майламаңыз (шаң жиналып, тозуға әкеледі); аударғыш шөміш білігінің осьтік саңылауын жүйелі түрде тексеріңіз (артық/жеткіліксіз саңылау жұмысына әсер етеді).

• Шөміштің көлбеу бұрандаларын бұрмалауға болмайды; олардың тығыз екеніне және көпіршіктің ортасында қалуына көз жеткізіңіз.

• Шаң жиналып қалмас үшін жаңбыр жаумаған кезде коллектордың аузын түтік қақпағымен жабыңыз (үй ішінде немесе сыртта пайдалану).

3.3 Жаңбырдың оптикалық көрсеткіші

Жаңбырды санау және деректерді қашықтан көру үшін сымды/сымсыз құралдар арқылы бұлттық платформаларға жіберу үшін кірістірілген сенсорларды пайдаланатын автоматты жаңбыр өлшегіш. Бұл әсіресе авиациялық және навигациялық қолданбалар үшін құнды.

Орнату

Жоғарыда немесе айналасында ешбір кедергісіз ашық жерге орнатыңыз. Алдымен құрылғыны 4 M4*35 304 баспайтын болаттан жасалған бұрандалар мен гайкаларды пайдаланып, жинақтағы кронштейнге орнатыңыз. Содан кейін кронштейнді орнату орнына бекітіңіз (φ5 тесік бұрғылаңыз), көлденең туралауды қамтамасыз етіңіз және науаны және құрылғыны 3 M4*10 304 баспайтын болаттан жасалған бұрандалар мен гайкалармен бекітіңіз.

Техникалық қызмет көрсету

Құрал ашық ауада қатал жағдайларда жұмыс істейді; бетін жұмсақ шүберекпен таза ұстаңыз. Ұзақ мерзімді пайдалану үшін ай сайын немесе азырақ жұмыс істеу үшін тоқсан сайын тазалаңыз.

4. Жаңбыр өлшегішін өлшеу дәлдігіне әсер ететін факторлар

Жаңбыр өлшегіштері сенімді болғанымен, бірнеше факторлар дәлдікке нұқсан келтіруі мүмкін. Осы және келесі ең жақсы тәжірибелерді шешу деректердің дәл жиналуын қамтамасыз етеді:

• Жел : Қатты жел жаңбырды коллектордан алып тастап, жауын-шашын мөлшерін азайтады. Желдің әсерін азайту үшін өлшеуішті қорғалған жерге орнатыңыз.

• Булану : Жоғары температура мен күн сәулесі жиналған жаңбыр суының өлшеу алдында буланып кетуіне әкеледі. Өлшемді қадағалаңыз және дереу босатыңыз.

• Қар және мұз : Стандартты өлшегіштер қатып қалған жауын-шашын үшін тиімсіз. Қарды өлшеу және оны сұйықтық эквивалентіне түрлендіру үшін арнайы қар өлшегіштерді немесе қар суының баламалы сенсорларын пайдаланыңыз.

• Бұғаттаулар : Қоқыс (жапырақтар, жәндіктер) шұңқырды немесе өлшеу түтігін бітеп, дәл жинауға кедергі жасайды. Тұрақты тазалау және техникалық қызмет көрсету.

• Құрал факторлары : материал, коллектор өлшемі, жер үстіндегі биіктік және қоршаған орта да дәлдікке әсер етеді. Қазіргі заманғы калибрлер сенімділікті арттыру үшін әдетте берік, зақымданбайтын пластикті пайдаланады.

5. Жаңбыр өлшегіштер не үшін қолданылады?

Жаңбыр өлшегіштері ауа райы мониторингін, ресурстарды басқаруды және тәуекелдерді азайтуды қолдайтын көптеген салаларда маңызды рөл атқарады:

5.1 Метеорология

Дауылдың қарқындылығын бақылаңыз, жауын-шашынды болжаңыз және су тасқыны туралы ескертулер беріңіз. Автоматты түрлер (мысалы, шелектегі жауын-шашын өлшегіштер) жауын-шашын мен жиналуды үздіксіз тіркейді, ал сифондық жаңбыр өлшегіштері жауын-шашын ұзақтығын құжаттайды — екеуі де ауа райы болжамы үшін өте маңызды.

5.2 Ауыл шаруашылығы

Жауын-шашын мөлшерін бақылау арқылы отырғызу, суару және егін жинау туралы шешімдерді басшылыққа алыңыз. Фермерлер бұл деректерді жауын-шашынның дақылдардың өсу қажеттіліктеріне сай келетінін анықтау және өнімділікті оңтайландыру үшін суару кестелерін түзету үшін пайдаланады.

5.3 Су ресурстарын басқару

Бөгеттерді, су қоймаларын және дренаждық жүйелерді жобалау үшін деректерді қамтамасыз ету. Қалалық су ағынын басқаруды, жер асты суларының толтырылуын бағалауды және құрғақшылық мониторингін қолдау.

5.4 Инженерлік және құрылыс

Жолдардың, көпірлердің және жаңбыр суларының жүйелерін жобалау туралы хабарлаңыз. Су тасқыны қаупін болжау арқылы құрылыс алаңының қауіпсіздігін басқаруға көмектесіңіз.

5.5 Қоршаған ортаны зерттеу

Су айналымын, құрғақшылық жағдайларын және көшкін қаупін бақылаңыз. Ұзақ мерзімді деректер жауын-шашын үрдістерін қадағалау арқылы климаттың өзгеруін зерттеуге қолдау көрсетеді.

5.6 Ақылды қалалар және арнайы өрістер

Дренажды тиімді басқаруға, мұздан тазартуға және қоғамдық инфрақұрылымға қызмет көрсетуге қолдау көрсету. Жаңбырдың оптикалық өлшегіштері авиация және навигация қауіпсіздігі үшін өте маңызды; олар көліктерде жанармай деңгейінің көрсеткіштері ретінде де қызмет етеді.

6. Қорытынды

Жауын-шашын негізгі метеорологиялық элемент болып табылады және дәл өлшеу адам өндірісі мен өмір сүруі үшін маңызды - дақылдардың өсуінен климатты болжауға дейін. IoT технологиясы танымал болғанға дейін жауын-шашынның мониторингі деректерді қолмен оқуға негізделген, қатты жаңбыр кезінде нақты уақыт режимінде жаңартулар жасалды. Жаңбыр өлшегішін дұрыс таңдау өте маңызды: стандартты өлшеуіштерді метеорология әуесқойлары мен зерттеушілер ұнатады; шөміш өлшегіштері көбінесе сыртқы ауаны автоматты бақылау үшін метеостанциялармен жұптастырылған; оптикалық өлшегіштер авиация мен навигацияда жақсы.

Жаңбыр өлшегішінің жұмыс принциптерін, түрлерін, дәлдік факторларын және қолданбаларын түсіну және дұрыс орнату және техникалық қызмет көрсету тәжірибесін енгізу арқылы біз жауын-шашын туралы сенімді деректерді қамтамасыз ете аламыз. Бұл деректер ауа-райы мен қоршаған ортаның өзгеруіне жауап беру қабілетімізді арттыра отырып, секторлар бойынша негізделген шешім қабылдауға мүмкіндік береді.