环境测试仪器12676.docx

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1、环境测试仪仪器 外部环环境对大田田作物以及及园林景观观中树木、花花卉的生长长都会产生生较大的影影响。所以以，对外部部环境的监监控在大田田联生产及及景观植物物养护中尤尤为重要。在在这里，我我们向大家家介绍几种种国外新型型的环境测测试仪器。 雨水酸酸碱度测试试工具套装装 该套工工具可以准准确地对指指定地区的的降雨酸碱碱度进行测测试，也可可用于测试试河流、湖湖泊以及自自来水的酸酸碱度。 可进行行大约300次pH值值测试。 降雨量测量量仪 圆锥形形，标有毫毫米和英寸寸两种刻度度。 雨水酸酸碱度测试试工具大套套装 这套工工具可大约约进行2000次pHH值测试，采采用高强度度塑料包装装箱，携带带方便。 电

2、子降雨量量测量仪 可以精精确地测量量指定地区区的降雨量量。该仪器器的特点是是自身带有有一个可放放在室外的的集雨盒，数数字显示，并并配有电池池。 气象观观测仪 这个仪仪器不仅可可以测量气气温、降雨雨量，还可可以测量风风速和风向向。该仪器器带有一个个木质底座座的支架，可可水平放置置，并配有有一个高低低温度计。 目前接入地地面遥测气气象仪的雨雨量传感器器几乎全部部采用了翻翻斗式雨量量传感器。图 21 翻斗结构图翻斗测量量降水的原原理经推导可得得：翻斗的重量量W0对转动轴轴O点的力力矩M0为：当翻斗承接接有雨水，设设AB为雨雨水的水平平面，则水水的重力WW1对回转轴轴O的转动动力矩M11为：在理想条件

3、件下，要使使翻斗起动动，需满足足：M1M0即：，为翻斗系系数，可计计算出翻斗斗C值表。则有：可见，当翻翻斗的重量量W0，重心高高度h，宽宽度D等结结构参数确确定后，翻翻斗起动所所需水量WW1与起动角角存在单单一的函数数关系。调调节翻斗限限位钉S11、S2的位置，则则可改变翻翻斗最大倾倾倒角，从从而改变翻翻斗的起动动承水量。常常用的单斗斗承水量有有0.1mmm,0.2mm,0.5mmm等。表6 翻翻斗C值表表5101520304045C18.07776.168883.154471.862240.716640.181150翻斗雨量量传感器结结构翻斗式遥测测雨量传感感器主要由由承水器、上上翻斗、计计

4、量翻斗、计计数翻斗和和调节螺钉钉、干簧管管等组成。如如图22所示。图22 翻斗式遥测雨量传感器承水器内径径：2000mm0.3mmm。上翻翻斗和计量量翻斗用有有机玻璃注注塑成型，内内表面光洁洁度很高，在在对称轴中中心位置压压入不锈钢钢转轴，转转轴由宝石石轴承支承承，回转角角可由限位位钉调节。在在上翻斗与与计量翻斗斗之间有注注塑成形的的汇集漏斗斗，其出水水嘴镶有一一个内径为为3mm节节流铜管，铜铜管口伸出出漏斗底面面约0.55mm，使使漏斗在水水流完时的的残留水量量不多于三三滴。上翻翻斗与汇集集翻斗的主主要作用是是使不同的的自然降水水强度积聚聚成近似固固定强度的的降水，通通过汇集漏漏斗节流管管，

5、使注入入计量翻斗斗的雨水成成为流量相相当于6毫升/分的降水水，以消除除或减少由由于自然降降水强度的的变化而引引起的动态态测量误差差。计数翻翻斗是两个个对称的方方形漏斗，用用尼龙注塑塑成型。在在其不锈钢钢转轴上方方装有一小小型磁钢，其其极性与转转轴垂直。靠靠近磁钢的的支架上装装有干簧管管继电器。干干簧管继电电器是由一一组封装在在充有惰性性气体的玻玻璃管中的的导磁簧片片组成的开开关元件，在在磁钢作用用下磁化而而导致簧片片触点闭合合。雨水由承水水器汇集，通通过装有小小圆护网的的小漏斗及及其下端的的引流管注注入上翻斗斗。当上翻翻斗承积的的水量到达达一定量值值时，上翻翻斗翻倒，雨雨水经过汇汇集漏斗流流入

6、计量翻翻斗。当计计量翻斗的的雨量承积积到相当于于0.1毫米降降水时，计计量翻斗翻翻倒，把雨雨水倒入计计数翻斗，使使计数翻斗斗翻转一次次，计数翻翻斗转轴上上方的小磁磁钢就对干干簧管扫描描，使簧片片触点因磁磁化而瞬间间闭合一次次。为了减小同同步误差，一一般将上翻翻斗翻转所所需水量调调节为计量量翻斗翻转转所需水量量的7/110。实际际调试结果果表明，可可使降水强强度小于44mm/分分的测量误误差不大于于3%，测测量准确度度比单个翻翻斗有较大大的提高。测量电路路干簧继电器器提供的是是计数脉冲冲信号，因因而在数据据采集板上上专门设置置了一个输输入口，专专为输入这这类不定时时的触发信信号。该输输入口带有有

7、信号整形形、状态翻翻转、唤醒醒值守（由由于其它通通道均设为为定时采样样）以及计计时和储存存功能。单单片微机对对输入的信信号进行计计数，通过过数据处理理得到累计计降水量、降降水时数和和降水强度度测量结果果。翻斗式雨量量传感器的的机械制造造误差较大大，而且调调准计量翻翻斗的起动动倾角比较较困难。不不适合测小小雨。在外外界风沙严严重时，由由于风的附附加力距的的影响还容容易出现错错误记录。翻斗测量量降水的误误差来源雨量计的测测量误差可可分为动态态误差和静静态误差两两类。动态态误差是在在实际测量量中由于自自然条件不不同所造成成的误差；静态误差差则是仪器器固有的。*翻斗误差差当翻斗内盛盛积的水量量达到起动

8、动值时，翻翻斗就要翻翻转，倾倒倒斗内所盛盛积的水。但但每翻转一一次倾倒出出的水量为为：式中，为倒倒水后在斗斗内残存的的水量，为为翻斗从开开始翻转到到中间隔板板越过进水水口这段时时间继续进进入斗内的的水量。翻斗在翻转转过程中的的进水量受受降水强度度的影响，即即：。是翻斗从从起动到中中间隔板越越过进水嘴嘴的时间，是是由翻斗材材料、翻斗斗质量等制制约的仪器器常数。采采用轻质木木料，薄的的斗壁，可可使翻斗的的转动惯量量减小，从从而可缩短短t，以以减小误差差。根据实实验，tt约为0.2200.24ss。另一方面，由由于自然降降水强度是是随机变量量，因而也也时大时小小，从而影影响每斗倾倾倒的水量量，由此可

9、可带来较大大的测量误误差。测试试表明，在在翻斗雨量量计的雨强强适应范围围内，由于于降雨强度度不同，可可以产生约约2%的误误差，最大大可达166。为了了使接近常常数，西德德新型翻斗斗雨量计通通过在汇集集漏斗内设设置缓冲过过滤器，使使进入翻斗斗的雨水强强度比较均均匀。而SSL型翻斗斗雨量传感感器采用增增加一个上上翻斗和汇汇集漏斗的的办法。但但有些厂商商和业务部部门则宁可可生产和使使用计量较较大的单翻翻斗。*溅水误差差包括承水器器向外溅水水和地面向向承水器溅溅水所造成成的测量误误差。因此此，承水器器的边沿都都设计成刀刀刃状，承承水器也要要有一定的的深度，以以避免落入入承水器的的水再溅出出。另外，承承

10、水口高出出地面一定定的高度，可可有效防止止地面溅起起的水落入入承雨器内内。尽管在仪器器设计和安安装上采取取了一系列列措施，遇遇到大雨或或暴雨时，溅溅水造成的的降水量测测量误差仍仍是不可避避免的，大大约为0.10.2mm。*蒸发误差差微量降水的的蒸发误差差要比大雨雨时大得多多。极微量量的降水可可能只附着着在承水器器上，还没没有流入翻翻斗就蒸发发掉了。蒸蒸发误差与与降水强度度、气象条条件、台站站地理位置置及仪器的的结构、材材料等有关关。研究表表明，各种种类型的雨雨量器由于于蒸发引起起的平均误误差是年降降水量的33%6%，单次观观测误差是是0.30.5mmm。为了了减小蒸发发的影响，一一般要求承承水

11、器接水水面光滑或或使用实时时自动测量量系统。*风造成的的误差风是影响降降水量测量量准确性的的主要原因因。近地层层的风有较较强的上升升运动，雨雨量器的阻阻挡也会使使水平方向向的气流产产生上升运运动。试验验表明，在在平均情况况下，若22m高处测测得的降雨雨量为1000mm，在在5m高处处测为977mm，在在25m高高处测就只只有87mmm了。因因此，世界界气象组织织建议，雨雨量器承水水口高度应应尽可能低低一些，低低到能有效效防止地面面溅水为度度。另外，风速速较大时，将将有部分降降水被风刮刮走而没有有落入承水水器内，导导致仪器的的测量值总总是偏小，其其大小与风风速大小和和降雨强度度有关。近近地面风随

12、随高度的增增加而增大大，若是均均匀降水，雨雨量器收集集的降雨量量随着仪器器承水口高高度的增加加而减小。中中国气象局局的有关资资料表明，风风造成的降降水测量误误差可在总总降水量的的10%以以上。应在在雨量器的的周围安置置适当的防防风罩，例例如尼夫防防护罩，以以提高测量量准确度。雨水溅失、蒸蒸发损失和和风的影响响是承水式式降水测量量仪器的三三种主要误误差来源，都都属于动态态误差。下下面讨论静静态误差。*承水口的的公差变形引起的的承水口截截面积变小小，将直接接影响到进进水量的变变化，使收收集到的降降水量减少少。*沾水误差差雨量计的承承水器、漏漏斗、上翻翻斗都可能能沾水，使使得测量值值偏小。不不同仪器

13、的的材质沾水水量不一样样。一般，承承水器及漏漏斗沾水量量可达2mmL3mmL。沾水水量的大小小与承水的的时间长短短、器壁的的光滑程度度有关。因因此，雨量量计的沾水水部位一般般应采用憎憎水材料，或或在材料表表面涂覆一一层憎水物物质。*仪器误差差由测量电路路或机械转转换部分造造成。仪器器的测量原原理不同，误误差原因也也不同。翻斗雨量计计翻斗每翻翻转一次才才有一个信信号输出。若若降雨量达达不到使计计量翻斗翻翻转一次所所需要的水水量，翻斗斗雨量计的的输出就为为零，即存存在阈值误误差。考虑虑转动轴的的摩擦力矩矩、斗底挂挂水力矩、斗斗壁沾附水水滴力矩等等，起动阈阈值要比设设定翻转力力矩大，而而且这些力力矩

14、在翻转转过程中随随机变化，从从而随机影影响翻斗的的起动值，引引入随机误误差。磁钢对干簧簧管的作用用随时间、温温度和两者者之间的距距离而变化化，引起翻翻斗起动值值的变化，造造成测量误误差。此外外，翻斗在在翻转时的的弹跳也容容易造成干干簧管的误误动作。为为此，在计计量翻斗的的下面，增增加一个计计数翻斗，磁磁钢安装在在计数翻斗斗上，计数数翻斗只要要跟随计量量翻斗同步步翻转便可可，从而可可减小或消消除上述测测量误差。*安装和使使用误差仪器安装时时，承水口口必须与地地面平行。否否则，会使使承水口在在水平方向向上的有效效截面积减减小。当雨雨滴垂直降降落时，承承接的雨水水较少，测测量值就比比实际值偏偏小。当雨雨滴倾斜降降落时，承承水口倾斜斜方向迎风风时，测量量值会偏大大；否则偏偏小。此外，仪器器使用方法法不当或缺缺乏必要的的维护使仪仪器带故障障工作，也也会产生较较大的误差差。如昆虫虫、落叶、沙子和鸟粪之类的杂物堵塞雨量传感器进水口。因此，在无人照看的地方应定期检查。当测量0以下的降雨或降雪时，需要对雨量器的不同部分进行加热，这加重了供电负荷并因此引入蒸发误差。