Instrumentos de observação de precipitação

Instrumentos de observação de precipitação são ferramentas indispensáveis em meteorologia e hidrologia para medição precisa da precipitação. De acordo com o princípio de funcionamento e a composição estrutural, os instrumentos comuns de observação da precipitação incluem principalmente os seguintes tipos:

 1. Manômetro de chuva de balde

Princípio de funcionamento do indicador de chuva do balde  

Um manômetro de chuva de balde de ponta coleta água da chuva através de um funil inclinado. Quando uma quantidade predefinida (por exemplo 0,2 ou 0,5 mm) é acumulada, o balde vai virar e despejar a água, acionando um sensor para gravar um evento de chuva. Cada flip do balde representa uma quantidade específica de precipitação, e o número cumulativo de flips é a quantidade total de precipitação.

Vantagens do indicador de chuva do balde

- Altamente preciso: pode registrar precipitação em tempo real e com precisão, e não é afetado por fatores externos, como poeira e sombras.

- Proteção: design robusto, adequado para uso ao ar livre a longo prazo, especialmente em condições de mau tempo, desempenho estável.

- Manutenção simples: estrutura simples, fácil de limpar e substituir peças, reduzindo o custo de uso e dificuldade de manutenção.

Desvantagens dos manômetros de chuva do balde

- Tamanho grande: Comparado com outros tipos de medidores de chuva, o indicador de chuva do balde de ponta é maior em tamanho e requer mais espaço para instalação.

Cenários de AplicaçãoTipagem Tipo de Balde Medidor de chuva

- Estações meteorológicas, irrigação agrícola, monitoramento hidrológico, prevenção de inundações e alerta precoce.

 2. Manômetro óptico de chuva

Princípio de funcionamento do manómetro óptico  

O medidor óptico de chuva utiliza o princípio óptico para medir a precipitação. O sensor contém uma fonte de luz e um receptor, e determina a quantidade de chuvas medindo a atenuação da luz. Quando uma gota de chuva cai no sensor, bloqueia parte da luz, resultando em uma mudança na intensidade da luz, e o sistema calcula a quantidade de precipitação com base nessa mudança.

Vantagens do medidor óptico de chuva

- Tamanho compacto: fácil de instalar para aplicações onde o espaço é limitado.

- Não. Nenhum movimento mecânico necessário: reduz a possibilidade de desgaste mecânico e ruptura e mau funcionamento.

Desvantagens ópticas do medidor de chuva

- Susceptível à interferência ambiental: poeira acumulada, balanço de folhas e outros fatores externos afetarão o caminho óptico, resultando em erros de medição.

- Baixa precisão: capacidade limitada de detectar pequenas gotas de chuva (por exemplo, chuvisco) e propenso a falsos alarmes.

Cenários Ópticos de Aplicação do Medidor de Chuva

- Monitorização de precipitação em ambientes internos ou controlados, por exemplo, laboratórios, estufas, etc.

 3. Piezoelétrico Medidor de chuva

Princípio de funcionamento do gabarito piezoelétrico  

Os medidores de chuva piezoelétricos utilizam o efeito piezoelétrico para medir a precipitação. Quando uma gota de chuva cai na superfície do sensor, ocorre uma mudança de pressão e o material piezoelétrico produz uma saída de carga, que é medida para determinar a quantidade de precipitação.

Vantagens do piezoelétrico Medidores de chuva

- Resposta rápida: Capaz de capturar gotas de chuva rapidamente, adequado para cenários de aplicação de alta precisão e resposta rápida.

- Altamente resistente à interferência: menos suscetível a fatores externos, como vento e neve, e mais adaptável.

Desvantagens do gabarito piezoelétrico

- Difícil de monitorizar a pequena intensidade da chuva: capacidade limitada de detectar pequenas gotas de chuva (por exemplo, chuva peluda, chuva solar).

- Facilmente mal julgado: Em clima arenoso, o vento e a areia que atingem a superfície do sensor produzirão mudanças de pressão semelhantes às gotas de chuva, levando ao erro de julgamento como chuva.

- Precisão limitada: Os dados de medição são afetados por fatores como tamanho, forma e velocidade da gota de chuva, reduzindo a precisão da medição.

Cenários da Aplicação

- Monitoramento meteorológico de alta precisão, áreas de investigação científica, monitoramento do sistema de drenagem urbana, etc.

 Por que o medidor piezoelétrico de chuva interpreta mal areia e poeira como chuva?

O princípio de funcionamento do manômetro piezoelétrico baseia-se no efeito piezoelétrico da cerâmica piezoelétrica. Quando areia de vento e outros detritos em tempo poeirento atinge a superfície do sensor, ele irá produzir uma mudança de pressão semelhante à de uma colisão de gota de chuva, e o sensor irá julgá-lo mal como um impacto gota de chuva, e, portanto, julgar mal que há chuva.Este tipo de erro de julgamento é especialmente comum no monitoramento de longo prazo no campo, especialmente em áreas com vento alto e areia.

 Vantagens e guia de seleção para manômetros de chuva

Apesar de seu grande tamanho, o medidor de chuva do balde de ponta tem vantagens incomparáveis em outras áreas, especialmente em termos de precisão e confiabilidade. Mede com eficiência, é sensível, protetor e, mais importante, preciso! Ele registra precipitação em tempo real e com precisão, não afetada pela poeira e sombras.Combinado com a estrutura bem projetada do balde basculante e sistema de contagem preciso, mantém medições de alta precisão mesmo em condições climáticas adversas. O medidor de chuva do balde de inclinação calcula a precipitação por metro quadrado dividindo a precipitação medida por minuto pela área transversal da abertura do rolamento de chuva, de modo que a abertura do rolamento de chuva é o parâmetro chave para calcular a precipitação por metro quadrado.As seguintes são considerações fundamentais ao selecionar um indicador de chuva do balde:

 1. Desenho do medidor de chuva

Um dos fatores mais importantes que afetam a precisão de medição dos medidores de chuva de baldes é a porta de rolamento de chuva. De acordo com a norma nacional GB/T 21978.2-2014, o projeto da abertura do rolamento de chuva deve atender aos seguintes requisitos:

- Tamanho do diâmetro interno da abertura de rolamento de chuva: 200mm.este tamanho pode efetivamente coletar diferentes tipos de precipitação (chuva leve, chuva média, chuva pesada, chuva pesada, etc.), e também evitar respingos de chuva ou transbordamento devido ao pequeno calibre, garantindo a precisão dos resultados de medição.

- Ângulo da lâmina: 40°~45°.Quando o ângulo da borda de corte está dentro desta faixa, ele pode dividir com precisão a água de chuva que recebe, definindo claramente onde as gotas de chuva caem e evitando a criação de áreas fuzzy. A ponta de corte também ajuda a minimizar a interferência de fatores externos (por exemplo, vento, objetos estranhos) na coleta de água da chuva.

 Ps:Quando a água da chuva cai e toca a borda, ela vai fluir para o tremonha uniformemente e de forma ordenada de acordo com a forma e o design da borda, evitando respingos descontrolados ou difusão de água da chuva na boca do tremonha, garantindo que cada tremonha receba a mesma quantidade de água da chuva, fornecendo a base para a medição precisa da precipitação.Sem uma borda, a água da chuva pode fluir aleatoriamente para o tremonha, resultando em grandes diferenças na quantidade de água da chuva coletada por cada tremonha. Ao mesmo tempo, a ponta de corte também ajuda a minimizar a interferência de fatores externos (por exemplo.vento, objetos estranhos, etc.) na coleta de água da chuva, e também impede que objetos estranhos maiores entrem diretamente no balde basculante, o que pode afetar a inclinação normal do balde e a precisão da medição. 

- Material e profundidade da parede interna:as águas pluviais de boca devem ser feitas de materiais que não são facilmente deformados, com uma parede interna lisa e uma profundidade não inferior a 100 mm, a fim de evitar que a água pluvial salpico para fora da boca pluvial devido à força de impacto, o que afetará a precisão da medição.

 2. Garantir a precisão

De acordo com a norma nacional, a precisão do indicador de chuva do balde é dividida em três níveis:

A seleção deve basear-se nas necessidades reais de escolha do nível de precisão adequado, especialmente para a pesquisa científica meteorológica e outros campos, recomenda-se escolher a maior precisão dos equipamentos de classe I.

 3. Seleção do poder de resolução do indicador de chuva do balde basculante

A resolução do medidor de chuva do balde é dividida em quatro especificações: 0,1mm, 0,2mm, 0,5mm, 1,0mm, resolução diferente para diferentes cenários de aplicação:

- 0,1 mm: Adequado para pesquisas científicas meteorológicas, capaz de captar mudanças extremamente sutis nas chuvas, o que ajuda no estudo aprofundado da evolução dos sistemas climáticos e na melhoria dos modelos climáticos.

- 0,2mm/0,5mm: Adequado para cenários de aplicação diária, como monitoramento de controle de inundação urbana, orientação de irrigação agrícola, etc., capaz de atender à demanda por magnitude aproximada e tendência de chuva.

- 1.0mm: aplicável a cenas com requisitos mais baixos de precisão, tais como monitorização hidrológica de grandes áreas.

 4. Faixa de medição da intensidade das chuvas

O medidor de chuva do balde basculante deve manter alta precisão de medição dentro da faixa de intensidade de chuva de 0,01 mm/min a 4,0 mm/min. Além desta faixa, podem ocorrer problemas como o balde basculante girando muito rápido ou muito lento, respingos de chuva, água residual, etc., afetando a precisão da medição.

Pluviômetros piezoelétricos mantêm alta precisão de medição dentro da faixa de intensidade de chuva de 0,01 mm/min a 8,0 mm/min. Portanto, ao selecionar um, é importante confirmar que o dispositivo é capaz de funcionar corretamente dentro dessa faixa e especificar a intensidade máxima de chuva permitida para passar.

 5. Concepção da estrutura interna do indicador de chuva do balde de ponta

- Indicador de chuva de balde único: design simples, composto por um funil e um balde basculante, adequado para cenários gerais de aplicação, fácil de instalar e manter.

- Indicador de chuva de balde duplo: adota dois baldes basculantes, o superior é um balde basculante de transição, e o inferior é um balde basculante de medição, que pode injetar continuamente e uniformemente precipitação natural com diferentes resistências no balde basculante de medição, e melhorar a precisão da detecção de precipitação. É adequado para ocasiões que exigem medição de alta precisão.

 6. Condições de ambiente de trabalho do indicador de chuva do balde

O indicador de chuva do balde deve funcionar normalmente nas seguintes condições ambientais:

- Temperatura: 0°C~55°C.

- Humidade relativa: não superior a 95% (condensação de 40°C)

Ambientes de alta temperatura, baixa temperatura e alta umidade podem afetar o desempenho das peças mecânicas e componentes eletrônicos do medidor de chuva, resultando em diminuição da precisão ou mau funcionamento. Por conseguinte, deve ser feita uma selecção para garantir que o dispositivo possa funcionar de forma estável no ambiente operacional esperado.

 Conclusão

A selecção dos instrumentos de observação da precipitação deve basear-se numa análise exaustiva dos cenários e necessidades específicos de aplicação. Com sua alta precisão, confiabilidade e ampla aplicabilidade, o medidor de chuva do balde basculante tornou-se a primeira opção para observação de precipitação, especialmente nos campos de meteorologia, hidrologia e agricultura.A selecção deve centrar-se na concepção da porta de rolamento de chuva, no nível de precisão, na resolução da potência, na gama de medição da intensidade das chuvas, na concepção da estrutura interna e nas condições de ambiente de trabalho, a fim de garantir que o equipamento possa satisfazer as necessidades reais e fornecer dados de medição fiáveis.

Folha de dados do medidor de chuva do balde de gorjeta

NBL-W-ARS-Tipping-bucket-rain-gauge-instruction-manual .pdf

NBL-W-RS-Rain-sensors-instruction-manual-V4 .0.pdf

NBL-W-ARS-Tipping-bucket-rain-gauge-instruction-manual .pdf

Piezoelétrico Medidor de chuva Ficha técnica

WiFi's-Manual.pdf