+7 (499) 938-56-19  Москва

+7 (812) 467-37-83  Санкт-Петербург

8 (800) 511-49-68  Остальные регионы

Бесплатная консультация с юристом!

Обмен плювиографа, как обменять плювиограф в магазине на новый

Информация

Добавить в ЗАКЛАДКИ

Поделиться:

плювиограф

Самописец для регистрации количества жидких осадков, их интенсивности и времени выпадения.[ . ]

ПЛЮВИОГРАФ ГЕЛЬМАНА. Плювиограф, в котором осадки из приемного сосуда через сливную трубку поступают снизу в цилиндрический сосуд с поплавком; на вертикальной оси поплавка насажена горизонтальная стрелка с пером, касающимся ленты самописца, вращаемой часовым механизмом. По мере поступления осадков поплавок с пером поднимается и по записи можно судить о времени выпадения осадков, их интенсивности и общем количестве. При наполнении цилиндра происходит автоматический слив осадков в контрольный сосуд. Есть усовершенствованная модель: плювиограф с принудительным сливом.[ . ]

Плювиограф имеет следующие масштабы записи: вертикальный— наименьшее деление на ленте, 1 мм — соответствует 0,1 мм слоя осадков, горизонтальный — наименьшее деление на ленте 2,6 мм—10 мин продолжительности. При таких масштабах отсчет количества осадков может быть произведен с точностью до 0,05 мм слоя, отсчет же времени — до 2 мин и лишь со значительным приближением до 1 мин. Таким образом, на основании указанных записей дождей можно с достаточной точностью получить количество осадков, но продолжительность отдельных периодов выпадения их определяется с гораздо меньшей точностью, вследствие чего и интенсивность выпадения осадков определяется с малой точностью. Например, для периода 10 мин вполне возможна ошибка в 10%, а для периода 5 мин — даже в 20. 25 %• Еще большую ошибку можно ожидать при определении интенсивности для периодов, меньших 5 минут. Кроме того, при сильных дождях расшифровка малых периодов продолжительности выпадения осадков затрудняется значительной крутизной кривой записи и частыми сливами воды через сифон.[ . ]

Плювиограф, предназначенный для записи осадков большой интенсивности.[ . ]

Запись на ленте плювиографа

Челночный принцип измерения в плювиографах используется в автоматических метеостанциях многих стран, так как обеспечивает возможность простой передачи данных на расстояние и высокую надежность работы.[ . ]

Распространенная конструкция плювиографа поплавкового типа состоит из приемного сосуда, из которого осадки поступают в измерительный цилиндр. Плювиограф имеет часовой механизм, приводящий в движение барабан с миллиметровой лентой, на которой регистрируется количество выпавших осадков в различные периоды времени.[ . ]

Схема датчика поплавкового плювиографа
Схема челночного механизма плювиографа /—ось вращения челнока; 2 и 6 — ограничители

По механизмам для измерения количества осадков плювиографы можно разделить на поплавковые, весовые, челночные, камерные (клапанные) и резисторные. Наиболее простыми приборами являются поплавковые, которые состоят из камеры с поплавком, куда через воронку поступает вода. Высота подъема поплавка, перемещающегося по направляющим, соответствует количеству воды, поступающей в камеру. По такому принципу устроены плювиограф П-2 (СССР), Стевенса (США) и др.[ . ]

В последнее время широкое применение нашли челночные плювиографы (рис. 2.3), в которых челнок-коромысло состоит из двух одинаковых камер-секций и свободно вращается на оси, принимая устойчивые положения с помощью ограничителей. При заполнении водой одной секции эта секция опускается (челнок поворачивается), и вода из нее сливается, а вторая секция наполняется водой. При заполнении водой второй секции челнок снова поворачивается. Число таких поворотов и служит мерой количества выпавших осадков.[ . ]

В случае если имеется достаточно записей, произведенных плювиографом для определения расчетной интенсивности дождей, устанавливают зависимость по формуле (10.4).[ . ]

Самописец, построенный по принципу плювиографа Гельмана, но отличающийся тем, что слив осадков у него не автоматический, а запись количества осадков менее точная вследствие иного соотношения площадей приемного дождемерного ведра и внутреннего цилиндра с поплавком.[ . ]

В настоящее время в СССР широко применяется автоматический дождемер — плювиограф П-2 (рис. 7.1). Он состоит из приемного сосуда 1, сборной камеры 3, сифона 4, сборного сосуда 5 и вращающегося от часового механизма барабана 2. Сборная камера оборудована поплавком с поводком и пером, осуществляющим запись дождя на ленте, закрепленной на барабане 2.[ . ]

Измерение количества выпадающих дождевых вод производится при помощи дождемеров двух типов — простых и самопишущих (плювиографов).[ . ]

Прибор для регистрации осадков, слишком слабых для того, чтобы можно было измерить или записать их обычным дождемером или плювиографом. Напр., может применяться движущаяся лента из химически обработанной бумаги, меняющая окраску, когда на нее попадает дождь.[ . ]

С помощью дождемеров невозможно получить данные о закономерностях временного распределения осадков. Непрерывные во времени измерения количества осадков производятся с помощью плювиографов. Эти приборы (рис. 2.2) состоят из трех основных узлов: системы для сбора осадков, механизма для измерения количества и регистраторов сумм осадков во времени. Узлы для сбора осадков принципиально не отличаются от аналогичных устройств дождемеров. Так как механизм прибора для регистрации количества осадков размещается в кожухе, то диаметр нижней части прибора больше, чем верхней, а то вызывает искажение воздушного потока. Вот почему влияние ветров у плювиографов, как правило, почти в 2,5 раза больше чем у осадкомеров.[ . ]

Если по этой формуле произвести расчет дождевой сети, то она будет иметь большие сечения и потому не экономична по капитальным вложениям. Этот способ обработки опытных данных может быть применен только в редких случаях при отсутствии данных записей плювиографом.[ . ]

Для более или менее точного расчета дождевой сети таких данных недостаточно; нужно знать продолжительность отдельных дождей и количество выпадающих осадков в отдельные периоды дождя. Такие данные можно получить только применяя дождемеры-самописцы (плювиографы).[ . ]

Широко известен способ расшифровки данных о выпадении дождей по записям самопишущих дождемеров, разработанный в ЛенНИИ АКХ по заранее намеченным периодам времени. Задаваясь каким-либо периодом времени (например, 5, 10, 15, 20. мин), для каждого из них по записи плювиографа отыскивают участок, на котором зафиксированы данные о наибольшем количестве осадков, образовавшихся при выпадении дождя этой продолжительности. Средняя интенсивность дождя на участке и будет наибольшей в принятом периоде времени. Для принятых периодов времени расшифровываются записи всех дождей, выпадающих в данной местности.[ . ]

В последние 20 лет широкое распространение получили радиолокационные и трассовые методы измерения осадков, которые позволяют получать пространственные характеристики зон осадков и их изменчивость во времени и по территории. В качестве стандартного интервала времени для измерения интенсивности осадков в большинстве стран выбрана длительность 5 мин. В СССР до 1969 г. обработка лент плювиографа осуществлялась по характерным точкам (точкам перелома кривой интенсивности), т. е. масштаб временного осреднения интенсивности в каждом конкретном случае принимался равным длине временного интервала между точками перелома кривой интенсивности осадков. С 1969 г. была введена система обработки лент по 10-минутным отрезкам времени.[ . ]

Однако данные о среднем объеме осадков за сутки для расчета дождевой канализации недостаточны. Для этого необходимо знать продолжительность отдельных дождей, объем осадков и их распределение за период каждого дождя. Такие данные могут быть получены только с помощью особых приборов, автоматически регистрирующих весь ход выпадения дождей. Наибольшее распространение у нас получил самопишущий дождемер (плювиограф) поплавкового типа (рис. 3.60).[ . ]

Наибольшее распространение в настоящее время получил способ расшифровки данных о выпадении дождей по записям самопишущих дождемеров, разработан- мм ный в Ленинградском научно-ис- 10 следовательском институте Академии коммунального хозяйства (ЛНИИ АКХ) по заранее намеченным периодам времени. Техника расшифровки при применении этого способа состоит в том, что, задаваясь каким-либо периодом времени (например, 5 мин), отыскивается по записи плювиографа такой участок дождя этой продолжительности, за который выпало наибольшее количество осадка, при этом средняя интенсивность для всего участка и будет наибольшей для принятого периода времени.[ . ]

Порядок измерения жидких осадков

2.2 2.2

Измерение проводятся 2 раза в сутки утром и вечером в сроки в 9, 21 времени. Привыходе на площадку наблюдатель берет с собойзапасное ведро, на площадке снимает ведро с осадками закрывает его крышкой и колпачком. Вместо ведра с осадками ставится запасное ведро с открытой крышкой. На станции наблюдательизмеряет жидкие или твердые осадки. Если осадки жидкие, то наблюдатель осторожно переливает их через момтик в измерительный стакан с делением. Результаты записываются в КМ-1 в следующем виде

2.2 -Число делений на 10

2.2- мм осадков получается путем деления шкал деления стакана на 10

24

0.2. Поправка на смачивание осадкомерного сосуда: 2.4 – количество осадков с учетом поправки. Если в срок наблюдений осадки не наблюдались, то в графе осадки ставится прочерк. В другие сроки, когда осадкине наблюдались запись количества осадков не производятся. Если количество осадков в измерительном стакане минимальна меньше 0,5 деления. То запись имеет вид

Количество твердых осадков измеряется 2 мм способами:после таяния твердых осадков в помещении или методом взвешивания. Если осадки измеряются после таяния, то их переливают в стакан и вычисляют точно также как жидкие с поправкой 0.2. Если наблюдателю срочно необходимо передавать сведения об осадках, то их взвешивают, сначала взвешивают сосуд. Разность в весе составляет массу снега, который по формуле переводится в мм осадков с поправкой для снега 0,1. Если осадки смешанные, то их нужно полностью растопить и вычислить как жидкие осадки с поправкой 0.2.

Плювиограф

Прибор служит для регистрации на ленте количества и интенсивность, только жидких осадков. На зимний период внутреннюю часть прибра убирают в помещение, а внешнюю часть (целиндр) закрывают крышкой. Прибор представляет собой металический целиндр с приемной площадью 500 см 2 . В приемной части цилиндра имеется воронка. В целиндре имеется дверь и полка. На полке располагаются регестрирующая часть прибора и барабан с часовым механизмом и лентой.

В нижней части целиндра располагается контрольный сосуд, в который сливаются жидкие осадки с регистрирующей частью Работа плювиографа происходит следующим образом. При попадении жидких осадков в приемную часть. Они через сливную воронку попадают поплавковую камеру. Над осадками в камере распложен металлический поплавок в виде герметичного цилиндра. При наполнении камеры водой поплавок поднимается вместе с металлическим стержнем стрелкой и пером, т.к. барабан с часовым механизмом и лентой вращается вокруг оси, то перо на ленте пишет кривую линию характеризующую количество и интенсивность осадков за 1 минуту. Количество осадков определяется по той высоте кривой линии относительно делений клеток. Чем круче кривая линия записи, тем больше интенсивность. Прямая линия указывает на отсутствие осадков. При наполнении камеры водой и когда перо поднимается до верхнего края ленты (10 мм) происходит автоматический слив воды через стеклянную трубку в контрольный сосуд. Затем запись начинается с нуля, но при обработке ленты к количеству осадков прибавляется 10 мм. Обработка ленты производится после ее смены через каждые сутки. Обрабатывается каждый час отдельно. Час разбит на шесть десяти — минуток. Для каждой десятиминутки записывается количество осадков в конце этого интервала и вычисляется интенсивность путем вычитания предыдущего количества осадков от последующего и деленного на 10 минут. Интенсивность записывается в скобки, если перерыв в дождях превышает 1 час, то это считается разные дожди.

Участки ленты с отсутствием осадков не обрабатывается. В конце ленты указывается общее количество осадков на обратной стороне ленты записываются названия станции, название прибора № прибора, дота, время наложения и снятия ленты, фамилию наблюдателя, который наложил и снял ленту, который обработал ленту. Количество осадков по ленте, снова количество осадков по контрольному сосуду, количество осадков по осадкомеру Третьякова, поправка на слив.

Поправка на слив вычисляется следующим образом: от количества осадков по ленте отнимается количество осадков по контрольному сосуду и делится на число сливов.

Смену ленты не производят в течение 5-6 дней, если осадки не наблюдались. В этом случае для каждых суток доливают немножко воды, чтобы перо поднялось на несколько мм. В конце каждой линии ставится дата. При смене ленты, когда наблюдаются сильные осадки, ленту пока не снимают, перо переводят на начало ленты. Ленты меняют, когда осадки прекратились или значительно уменьшились. Регулировка точки слива производят с помощью винта на поплавке. Если слив происходит раньше или позже отметки 10 мм, то регулируют винт. После слива перо должно опуститься до нулевого деления. Если оно опустилось ниже, то доливают немножко воды. В конце ленты если перо находилось выше нуля, то производят искусственный слив, чтобы следующая лента началась с нуля.

Для искусственного слива доливают мерным стаканом воду, чтобы произошел слив. Количество долитой воды записывается на обратной стороне ленты. При уходе за плювиографом проверяется отсутствие повреждений состояния краски, правильность установки. Высота до приемной части должна составлять 2 м и проверяться с помощью ленты или рейки. Вертикальность столба плювиографа проверяется отвесом с двух сторон. Регулируют вертикальность столба за счет растяжек. Горизонтальность приемной части проверяется уровнем в 2-х перпендикулярность направлениях. Кроме этого при уходе за прибором меняют чернила в пере, промывают перо. Необходимо следить за тем, чтобы перо не рвало ленту. Линия записи должна составлять около перерывов и не должна размазываться.

Плювиографы (осадкомеры)

Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский

Источник: Литвинов В.И. Основные конструкции плювиографов. «Осадки в атмосфере и на поверхности земли». 1980 г.

При помощи осадкомеров измеряются суммы осадков за некоторый промежуток времени. Поэтому при отсутствии дополнительных наблюдений не представляется возможным получить данные о закономерностях временного распределения сумм осадков внутри этих промежутков.

Непрерывные во времени измерения сумм осадков производятся с помощью приборов, получивших название «плювиографы». В настоящее время предложено большое количество систем плювиографов. Некоторые из них используются в практике сетевых наблюдений, а другие применяются только для специальных измерений.

Плювиографы состоят из трех основных узлов: системы для сбора осадков, механизма для измерения их сумм и регистраторов сумм осадков во времени (см. рис. 8, 9, 10). Узлы плювиографов для сбора осадков принципиально и конструктивно ничем не отличаются от аналогичных устройств осадкомеров. Поэтому погрешности узлов плювиографов, предназначенных для сбора осадков, аналогичны погрешностям соответствующих систем осадкомеров. Однако ветровой недоучет осадков у плювиографов, как правило, больше, чем у осадкомеров. Связано это с тем, что механизм прибора для регистрации сумм осадков приходится размещать в кожухе, в результате чего нижняя часть прибора имеет диаметр больше, чем верхняя, что вызывает большее искажение воздушного потока. Например, стандартный плювиограф, применяемый в США, регистрирует на 2,5 – 6 % осадков меньше, чем осадкомер. Аналогичные результаты получены при сравнении плювиографа Стевенса с цилиндрическим осадкомером: плювиограф регистрирует на 5,5% осадков меньше, чем осадкомер.

Непосредственные измерения показали, что у применяемого в Советском Союзе плювиографа П-2 ветровой недоучет также почти в 2,5 раза больше, чем у осадкомера.

По механизмам, измеряющим суммы осадков во времени, плювиографы можно подразделить на пять основных типов: поплавковые, весовые, челночные, камерные (клапанные) и резисторные. Кроме того, предложено большое количество конструкций, основанных на использовании различных комбинаций указанных типов.

Наиболее простыми системами плювиографов для измерения распределения осадков во времени являются поплавковые (рис. 8). Они состоят из камеры 4 с поплавком, в которую через воронку 2 поступает вода. Высота подъема поплавка, перемещающегося по направляющим 3, однозначно соответствует количеству воды, попавшей в камеру. По такому принципу устроены плювиограф П-2, применяющийся в Советском Союзе; плювиографы Ришара, Гельмана, Фусса, плювиограф фирмы Стевенса в США и плювиографы других конструкций, не получившие широкого распространения.

При полном заполнении камеры водой и при достижении поплавком верхнего уровня для продолжения работы прибора воду из камеры необходимо удалить. Это достигается либо вручную, при помощи крана 5 (рис. 8а), либо при помощи различных автоматически действующих приспособлений. Наибольшее распространение получили методы слива, основанные на использовании сифона в (рис. 8 б). При заполнении камеры до определенного уровня вода через сифон начинает выливаться. Слив продолжается до тех пор, пока уровень воды не достигнет нижнего края входного отверстия сифона.

Для увеличения надежности работы сифонов в некоторых конструкциях применяются устройства, обеспечивающие резкое изменение уровня воды в камере за счет принудительного опускания поплавка или сифона. Управление этими механизмами осуществляется самим поплавком при достижении им верхнего положения. В некоторых конструкциях слив осуществляется через специальный кран, открывающийся при помощи электромагнита.

Для расширения динамического диапазона поплавковых приборов предложено устройство, которое при превышении заданного значения интенсивности осадков направляет часть воды в другую камеру, также представляющую собой плювиограф аналогичной конструкции. Для нормального функционирования приборов в поплавковой камере всегда должно находиться некоторое количество воды, достаточное для поддержания поплавка на плаву. Во время искусственного или автоматического слива осадки не регистрируются. Часть воды, попадающей в это время в прибор, также сливается, что при интенсивных осадках приводит к значительным (до 100%) ошибкам в измерении интенсивности.

Весовой плювиограф основан на измерении массы (веса) выпавших осадков. В большинстве конструкций применяются рычажные (или пружинные) весы. Слив воды из камер весовых приборов производится так же, как и в поплавковых системах. В научной литературе появилось описание ряда конструкций плювиографов, в которых непосредственно измеряется не вес собранной воды, а ее давление на дно осадкособирающего сосуда.

В последнее время широкое применение нашли челночные плювиографы. Принцип действия челночного плювиографа приведен на рис. 9. Собранная приемником осадков вода через воронку 4 попадает в челнок, имеющий секции 3 и 5. Челнок свободно вращается на оси 4 и может принимать два устойчивых положения, опираясь на ограничители 2 и 6. На рисунке приведено то положение челнока, когда секция 5 находится под воронкой 4. При попадании в секцию 5 некоторого определенного количества осадков челнок перекидывается и опирается на ограничитель 6, а находящаяся в нем вода сливается. При заполнении водой секции 3 челнок снова перекидывается. Так как перекидывание челнока происходит при определенном количестве воды, то число отдельных перекидываний может служить мерой количества выпавших осадков.

Некоторой разновидностью челночной системы являются устройства, состоящие как бы из одной половинки челнока, а другая является противовесом. В этих системах при заполнении челнока до определенного уровня происходит его быстрое опрокидывание, слив воды и возвращение челнока в исходное состояние. Для ускорения процесса слива в системе перекидывание челнока производится при помощи электромагнита.

К приборам, основанным на челночном принципе, относятся плювиографы, применяемые в автоматических метеостанциях СССР, плювиографы, применяемые в Польше, национальных метеослужбах Франции, Канады, Швеции, Австрии, Англии, Италии, США и Японии.

К достоинствам приборов, основанных на челночном принципе, относится их высокая надежность, так как любые примеси в осадках вымываются из прибора и, кроме того, имеется возможность простой передачи данных на расстояние (по проводам, радио). К недостаткам следует отнести ряд ошибок, обусловленных процессом измерения. При частичном наполнении челнока по окончании осадков он не опрокидывается, что приводит к занижению количества выпавших осадков. При интенсивных осадках во время перекидывания челнока часы, воды успевает перелиться в уже начавшую опорожняться половину челнока. Например, если челнок опрокидывается при слое выпавших осадков, равном 0,2 мм, и если каждое опрокидывание длится 0,2 с, то при интенсивности осадков 25 мм/ч и их длительности 5 мин, будет потеряно 8 % общей суммы слоя осадков. Однако с усовершенствованием систем эти ошибки можно существенно снизить. В модели челночного плювиографа, которым планируется оснастить метеорологическую сеть во Франции, при интенсивности осадков 15 – 60 мм/ч погрешность не превышает 4%, а при интенсивности 250 мм/ч возрастает до 10%.

Для исключения ошибок такого рода в некоторых конструкциях при перекидывании челнока сливной патрубок воронки (рис. 9) закрывается специальным затвором. Применение затворов несколько ухудшает эксплуатационные характеристики прибора, так как не исключено их частичное или полное засорение. Для уменьшения времени перекидывания челнока может быть использована кинетическая энергия струн воды. Нужно отметить, что челночные системы, в отличие от поплавковых, чувствительны к ориентации прибора. При различной высоте ограничителей 5 и 6, вызванной наклоном вертикальной оси прибора, перекидывание происходит при различных количествах собранных осадков. Для исключения ошибок такого рода в конструкции советской автоматической метеостанции весь механизм челнока помещен на карданном подносе. Благодаря противовесу вся система всегда ориентируется строго вертикально.

Камерные плювиографы работают по тому же принципу, что и челночные, т. е. уловленная влага разделяется на отдельные порции определенного объема. Принцип действия приборов этого типа хорошо прослеживается на приборе (рис. 10). Вода из приемника 4 поступает в камеру 5, закрытую снизу клапаном 6. При выпадении осадков вода достигает некоторого уровня, что регистрируется электрическим контактом. В момент достижения этого уровня под действием электромагнита 3 поршень 2 и клапан 6 опускаются вниз. Поршень 2 перекрывает входное отверстие и открывает сливное, в результате прекращается поступление воды из приемника 4, а вода, находящаяся в камере 5, сливается. После слива воды и возвращения поршня и клапана в исходное положение цикл повторяется. Регистрация количества циклов производится так же, как и в челночных системах. Количество сливов является мерой выпавших осадков.

Рис. 10. Схема клапанного плювиографа.

1 -регистратор уровня, 2- поршень, 3 — электромагниты, 4 — приемная воронка, 5 — камеры для воды, 6 — клапан.

У некоторых камерных плювиографов удаление воды из камеры производится при помощи насоса. В этом случае за меру осадков берется количество оборотов насоса.

Точность камерных приборов в несколько раз выше, чем челночных. Например, ошибка определения количества осадков челночными приборами автоматической метеостанции УАТГМС-4 составляет ± (0,5 + 0,05 Q ) мм, где Q – количество измеренных осадков (мм), в то время как у камерных систем ошибка равна ± (0,1+0,02 Q ) мм. Камерный прибор имеет еще большую точность (его ошибки не превышают ±0,001 Q ).

В последнее время появились резисторные плювиографы, принцип действия которых основан на измерении электрического сопротивления между помещенными в некоторый сосуд электродами при заполнении его выпадающими осадками. Так как электрическое сопротивление электродов берется много больше, чем сопротивление воды осадков, то изменения в сопротивлении самой воды осадков незначительно сказываются на показаниях.

Именно по такому принципу построены приборы, предложенные в работах.

Приборы этого типа достаточно сложны и энергоемки. По-видимому, этим объясняется то, что они не получили распространения.

Все способы регистрации количества выпавших осадков при помощи описанных выше систем можно разбить на три вида: 1) запись количества выпавших осадков в каждый момент времени; 2) запись интервалов времени, в течение которых выпадает заданное количество осадков; 3) запись сумм осадков, выпавших за заданный короткий интервал времени. Специальных определений для этих видов записи не установлено, поэтому в дальнейшем, как предлагается, будем их различать по номерам (рис. 11). В поплавковых плювиографах в основном применяется запись вида 1. Уровень воды в поплавковой камере непрерывно регистрируется на диаграммной ленте, равномерно передвигающейся при помощи часового механизма или электромотора. Для передачи показаний приборов по проводам поплавки соединяются с ползунком потенциометра.

В челночных и камерных приборах регистрация в основном производится по схеме 2, т. е. на диаграммной ленте фиксируется каждое опрокидывание челнока. Передача показаний прибором по проводам производится в виде импульсов, соответствующих каждому отдельному опрокидыванию челнока или срабатыванию клапана камеры. В некоторых системах дополнительно ведется регистрация общего числа импульсов.

В приборах, предназначенных для дистанционных массовых измерений, наиболее удобен вид записи 3, который позволяет легко кодировать и передавать по проводам или радио данные о количестве осадков за равные, заранее определенные и синхронные интервалы времени. Такой принцип записи реализован в системах.

Приборы для сетевых наблюдений рассчитаны на непрерывную запись в течение 24 ч или недели. При специальных наблюдениях в целях увеличения разрешающих способностей систем скорость записи увеличивается, так что общее время непрерывной записи составляет 6 ч. Разработана система и для непрерывной записи в течение 6 – 12 месяцев. В этой системе отсчет времени суток производится с помощью фотоэлемента по смене дневной и ночной освещенности прибора.

Большое количество разработанных систем плювиографов не позволяет выбрать из них «наилучшую», пригодную для измерения во всех возможных ситуациях. По-видимому, из-за многообразия выпадающих осадков создание универсального прибора, пригодного для всех ситуаций, вряд ли возможно. Выбор принципа измерения и регистрации осадков, а также конструкции прибора должен основываться на анализе условий выпадения осадков. Только в этом случае можно достаточно обоснованно судить о преимуществе различных систем или конструкций. Например, в районах, где преобладают кратковременные ливни, неискаженные результаты могут быть получены при помощи камерных систем плювиографов. В районах с продолжительными осадками небольшой интенсивности более точные результаты можно получить при использовании поплавковых систем. В районах, где жидкие осадки в основном перемежаются с твердыми, предпочтение следует отдать системам, основанным на измерении массы выпавших осадков.

Из всех перечисленных выше систем только весовые плювиографы, в которых осадки попадают непосредственно в сосуд для взвешивания, пригодны для измерения не только жидких, но и твердых осадков. Однако весовые системы при измерении твердых осадков обладают одним существенным недостатком: после полного заполнения приемного сосуда снегом системы перестают работать. Борьба с этим явлением путем увеличения объема собирающего сосуда приводит к увеличению габаритов прибора и уменьшению чувствительности системы. Для освобождения приемных сосудов от выпавших твердых осадков их вначале расплавляют, а затем сливают. В этом приборе после попадания в приемный сосуд некоторого определенного количества осадков включается мощный нагреватель, который расплавляет собранные осадки и вода сливается. После слива воды обогреватель выключается. К недостаткам приборов этого типа следует отнести наличие больших ошибок, связанных с недоучетом осадков, выпадающих во время работы нагревателя и слива собранной воды. Для того чтобы измерять как летние (жидкие) осадки, так и зимние (твердые), причем одним и тем же прибором, многие исследователи пошли по пути, основанному на приспособлении имеющихся плювиографов для измерения жидких осадков к измерению и твердых осадков. Это достигается путем нагрева всего плювиографа, т. е. как приемника осадков, гак и измерительной системы до температуры, обеспечивающей полное плавление попавших в прибор снежинок и крупы. Плавление осуществляется сразу же после попадания твердых осадков в прибор. Для нормальной работы подогреваемого плювиографа скорость плавления должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить полное и достаточно быстрое расплавление твердых осадков. В существующих конструкциях приборов обогрев осуществляется либо непосредственно, либо предварительно нагретой водой или маслом. Источником тепла служат или электроплитки, либо газовые или керосиновые горелки.

Тщательный анализ показал, что при использовании подогреваемых приборов допускаются большие ошибки в определении сумм осадков, обусловленные испарением частиц, попавших в прибор. Количество подводимого к воронке тепла, требующегося для испарения попавших твердых частиц, определяется температурой окружающего воздуха и интенсивностью выпадающих осадков. Если тепла недостаточно, то в приемнике образуется слой нерастаявшего снега, медленное таяние которого приводит к поступлению воды в измерительную систему уже после окончания снегопада. Если же система перегревается, то отдельные снежинки при соприкосновении с нагретой поверхностью приемника образуют изолированные мокрые пятна, которые не сливаются, а испаряются.

Однако если даже путем специального терморегулирования поддерживать температуру в системе постоянной (вне зависимости от скорости поступления воды), то и в этом случае возникают большие ошибки, обусловленные испарением влаги из приемной воронки, из поплавковых камер или челноков. Более того, когда испарение велико, что имеет место при больших дефицитах влажности, в поплавковых плювиографах будет отмечаться уменьшение суммы собранных осадков во времени. Согласно измерениям, у приборов, имеющих подогреваемые приемники, недоучет твердых осадков может достигать 40 %. Эта величина не остается постоянной и зависит также от количества и интенсивности выпадающих осадков.

Одним из способов уменьшения ошибок, вызванных испарением воды при плавлении частиц твердых осадков, является улавливание их слоем подогретого масла, а не подогретыми стенками приемных воронок. Однако мелкие снежные кристаллы могут оставаться долгое время на поверхности масла даже после плавления. Чтобы обеспечить быстрое обволакивание частиц осадков масляной пленкой, делаются специальные приспособления.

В приборе твердые осадки улавливаются цилиндром с горизонтальной осью, вращающимся с небольшой скоростью в масле. Прилипшие в верхней части цилиндра частицы переносятся в нижние слои подогретого масла, где тают и опускаются на дно приемника. Однако такая система сложна и громоздка. Кроме того, показании прибора запаздывают из-за медленного опускания в слое масла капель воды, образованных в результате расплавления снежинок. Это запаздывание зависит от микроструктуры снегопада: чем меньше эквивалентный диаметр выпадающих частиц, тем запаздывание больше. В существующих системах оно может достигать нескольких минут.

Есть несколько другой принцип измерения. Твердые осадки попадают в приемник, наполненный незамерзающим водным солевым раствором. Жидкость перемешивается мешалкой. При выпадении и плавлении частиц твердых осадков избыток раствора сливается в приемник, построенный по принципу поплавкового плювиографа.

В последнее время для измерения твердых осадков предложены системы плювиографов, основанные на несколько преобразованном весовом методе. На подстилающую поверхность укладывается плоский баллон диаметром от 1,5 до 3,7 м, в котором содержится смесь воды и метилового спирта. При выпадении на него снега в баллоне увеличивается давление, находящейся в нем смеси, которое регистрируется при помощи манометра и является мерой выпавших осадков.

Эти системы пригодны для измерения только твердых осадков, причем уже после образования устойчивого снежного покрова. В противном случае жидкие осадки скатываются с поверхности баллона, а твердые сдуваются даже незначительным ветром. После оттепелей с последующим похолоданием резко увеличивается инерция прибора, так как ледяная корка, образовавшаяся на баллоне, медленно реагирует на изменение массы снега, расположенного выше.

По аналогичному принципу построены другие приборы. На уровне поверхности земли устанавливается платформа диаметром 4 м, которая закрепляется на упругой горизонтальной штанге. Суммы выпавших осадков определяются по величине прогиба штанги под действием массы выпавшего снега. Эта конструкция так же, как и предыдущая, работает только после образования устойчивого снежного покрова и обладает темп же недостатками.

Для непосредственной записи распределения сумм града во времени П.И. Махарашвили предложил использовать обычный поплавковый плювиограф П-2, на заборник которого надевается насадок, разделяющий градины и капли воды па два потока. Вода свободно вытекает из системы, а градины попадают в сосуд, стоящий внутри приемной воронки плювиографа П-2 и наполненный до краев водой. Попадающие в сосуд градины вытесняют массу воды пропорционально их объему. Вытесненная вода затем попадает в измерительную систему плювиографа и регистрируется обычным методом.

Плювиограф

При помощи этого прибора может быть измерено как общее количество осадков, выпавших за определенный промежуток времени, так и их интенсивность.

Интенсивность принято вычислять для интервала 10 мин. Это требует детальной регистрации хода выпадения осадков в достаточно большом масштабе. В связи с этим, а также потому, что за сутки (чаще менять ленту нецелесообразно) может выпасть значительное количество осадков, а чрезмерное увеличение размеров диаграммной ленты, на которой производится регистрация, недопустимо, в плювиографе специальным устройством обеспечивается непрерывная регистрация выпадающих осадков последовательно для порций по 10 мм, укладывающихся в принятом масштабе записи на ленте. Запись начинается от нижней границы ленты (от нуля); после выпадения 10 мм осадков перо достигает верхней границы, затем запись снова начинается от нуля.

Плювиограф смонтирован в металлическом кожухе 3 цилиндрической формы (рис. 5.9). Приемником осадков в приборе служит цилиндрический сосуд 2 с приемной площадью 500 см 2 (при хранении и транспортировке он закрывается крышкой 1). Нижняя часть сосуда переходит в конус с несколькими отверстиями для стока воды. Ко дну сосуда припаяна сливная трубка, вставленная в воронку трубки 4, идущей от поплавковой камеры 8, которая при помощи винта укрепляется на плате 10. Внутри камеры 8 находится полый металлический поплавок с вертикальным стержнем 5, на котором закреплен кронштейн со стрелкой 7, оканчивающейся пером. Поперечное сечение камеры 8 в 9,7 раза меньше сечения приемного цилиндрического сосуда 2. Сбоку камеры 8 имеется трубка, в которую при помощи медной гильзы вставляется стеклянный сифон 11.

На крышке поплавковой камеры 8 смонтирован механизм принудительного слива осадков из поплавковой камеры 8 через сифон 11. Он обеспечивает начало слива строго при определенном уровне заполнения камеры (определенном количестве осадков в камере) независимо от интенсивности выпадения осадков.

На плате 10 укреплена стойка 9 с осью для часового механизма с барабаном 6 для ленты. На дне кожуха стоит ведро 12, куда через сифон сливаются осадки из камеры 8.

При выпадении дождя вода стекает по сливной трубке цилиндрического сосуда и попадает в камеру 8. Поплавок, находящийся в камере 8, поднимается, и перо, связанное с его осью, чертит на бумаге кривую, причем угол наклона этой кривой тем больше, чем интенсивнее выпадают осадки. Когда вода в поплавковой камере достигает уровня, на котором находится колено (изгиб) сифона, она начинает сливаться из камеры и камера должна быстро опоражниваться. Во избежание длительного слива применяется механизм принудительного слива. В момент достижения заданного уровня в камере (500 см 3 воды) механизм автоматически приводится в действие и, ударом погружая поплавок, искусственно резко повышает уровень воды в камере, обеспечивая надежное заполнение сифона и быстрый слив воды из камеры.

Механизм принудительного слива показан на рисунке 5.10. Храповое колесо (улитка) 9 с барабаном могут вращаться вокруг оси, прикрепленной к кронштейну 7, который установлен на крышке поплавковой камеры 13. Нить 5, которая перекинута через ролик 6 и блок 3, одним концом прикреплена к барабану, а другим – к кронштейну 7. К блоку 3 подвешен груз 2. Если вращать храповое колесо 9 по часовой стрелке, наматывая тем самым нить на барабан, то блок 3 с грузом 2 поднимется вверх. После этого груз 2, натягивая нить, стремится повернуть храповое колесо 9 по часовой стрелке. Этому вращению мешает собачка 8, ось которой также прикреплена к кронштейну 7. Собачка соединена с помощью жесткой тяги 4 с рычагом 1, на другом конце которого имеется упорный винт 12. Конец винта 12 находится в поплавковой камере, куда он свободно проходит через отверстие в крышке камеры 13. При заполнении камеры до заданного уровня поплавок 14 всплывет вверх и вытолкнет винт 12, который переместившись вверх, через рычаг 1 и тягу 4 освободит храповое колесо 9 от собачки 8. Под воздействием опускающегося груза 2 храповое колесо 9 начнет поворачиваться против часовой стрелки и, нажав кулачком 10 на упорный палец стержня толкнет поплавок, частично погрузив его в воду. При погружении поплавка в воду уровень воды в камере резко повысится и она попадет в сифонную трубку, заполнит ее и вода начнем выливаться из камеры (до полного слива). При наличии слива воды поплавок опустится и освободит винт 12, в результате чего освободится собачка 8; последняя упрется в следующий зуб храпового колеса 9 (колесо успело сделать только пол-оборота). Опускание поплавка повлечет за собой опускание пера вдоль образующей барабана.

Осадки, сливающиеся из поплавковой камеры через сифонную трубку попадают в сборный сосуд. Количество их может быть измерено мерным стаканом; оно служит для контроля суммы осадков, зарегистрированных плювиографом.

Плювиограф устанавливается на метеорологической площадке на деревянном столбе и укрепляется с помощью тросовых оттяжек к кольям, забитым на расстоянии около 75 см от основного столба. Верхний край плювиографа должен находится на высоте 2 м от поверхности земли и быть в строго горизонтальном положении. В зимний период плювиограф снимается и хранится на складе.

Установка и смена лент на барабане часового механизма производятся таким же образом, как и других самописцев.

Диаграммная лента плювиографа (рис. 5.11) разграфлена вертикальными и горизонтальными линиями. Вертикальные линии составляют шкалу времени, расстояние между соседними линиями соответствует 10 мин. Горизонтальные линии составляют шкалу количества осадков, расстояние между двумя соседними делениями соответствует 0,2 мм осадков. Наклонные линии (под углом 45º) служат для первичной оценки интенсивности выпавших осадков, их наклон соответствует интенсивности выпадения осадков 0,04 мм/мин. Обычно запись с наклоном менее 45º (к горизонтальным линиям) по интенсивности не обрабатывается. Обработку записей плювиографа начинают с определения характерных точек на кривой. Характерными считаются переломные точки, после которых заметно меняется ее наклон. Они соответствуют началу и концу дождя, изменению интенсивности и началу слива. Характерные точки, соответствующие изменению интенсивности осадков, выделяются только на тех участках кривой, где ее наклон более 45º. После выделения характерных точек производят подсчет количества осадков, выпавших с начала дождя до каждой характерной точки. Результаты вычислений записываются на ленте (над или под кривой) в виде дроби, в числителе которой указывается количество осадков с точностью до 0,1 мм, а в знаменателе – время (по ленте) наступления данной характерной точки с точностью до одной минуты. Количество осадков вычисляется от начала дождя, причем прекращение дождя менее чем на один час не считается его концом. Затем вычисляют интенсивность выпадения осадков (более 0,04 мм/мин). Для этого определяют количество осадков, выпавших в интервал времени между двумя соседними характерными точками, и интервал времени между появлением данных характерных точек, количество осадков делят на длительность интервала в минутах. Вычисления производятся с точностью до 0,01 мм/мин. Результаты вычислений записываются на ленте.

В сроки измерения осадков по дождемеру на ленте плювиографа наносятся метки, а также измеряется количество осадков в контрольном сосуде плювиографа. Если количество осадков, вычисленное по записи, оказывается меньше количества осадков, слившихся в сосуд, то при обработке лент следует вводить соответствующую поправку.

Статья написана по материалам сайтов: studfiles.net, www.geolmarshrut.ru, studopedia.info.

»

Это интересно:  Могут ли уволить после испытательного срока
Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий

Adblock detector