壓電式雨量傳感器常見問題解答
傳感器由上蓋、外殼和下蓋組成，殼體內(nèi)部有壓電片和電路板，可以固定在外徑50mm立柱上。傳感器采用沖擊測量原理對單個(gè)雨滴重量進(jìn)行測算，進(jìn)而計(jì)算降雨量。雨滴在降落過程中受到雨滴重量和空氣阻力的作用，到達(dá)地面時(shí)速度為恒定速度，根據(jù)P=mv，測量沖擊即可求出雨滴重量，進(jìn)而得到持續(xù)降雨量。

功能特點(diǎn)

◆全固態(tài)一體化設(shè)計(jì)，外觀精美

◆采用沖擊測量原理對單個(gè)雨滴重量進(jìn)行測算，進(jìn)而計(jì)算降雨量

◆無機(jī)械配件，無任何外露部件，杜絕了樹葉、塵土、蟲子

◆測量精度高，量程寬，穩(wěn)定性能好，低功耗，抗外界干擾能力強(qiáng)

◆受天氣變化的影響較小，精確到秒級的降雨時(shí)長監(jiān)測

◆維護(hù)要求低，雨滴接觸面為弧形設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，不存儲雨水

◆安裝后帶有自動水平校準(zhǔn)功能，無需現(xiàn)場校準(zhǔn)

◆體積小巧，攜帶、拆卸安裝方便

工作、存儲條件

工作溫度：-40～85°C 工作濕度：0～100%RH

儲存溫度：-40～125°C 儲存濕度：＜80%（無凝結(jié)）

技術(shù)參數(shù)

測量參數(shù)

降雨量測量：

雨強(qiáng)范圍：0.3～10mm/min

分 辨 率：0.01mm

測量精度：±4%（日累積降雨量）

刷新間隔：5s

累計(jì)雨量：自上電工作以來降雨量總量

本場雨量：雨停后數(shù)據(jù)保持直到下場降雨自動從零開始計(jì)量。

本場降雨持續(xù)時(shí)間：單位是 5s，例如本值是12的時(shí)候，意為已經(jīng)降雨60s

過去1分鐘降雨量：過去的1分鐘平滑遞推值

過去10分鐘降雨量：過去的10分鐘平滑遞推值

本場峰值分鐘雨量：本場降雨內(nèi)的峰值分鐘雨量

選配參數(shù)

空氣溫度：-40～85℃ 分辨率：0.1℃ 測量精度：±0.3℃

相對濕度：0～100%RH 分辨率：0.1%RH 測量精度：±3%RH

大氣壓力：300～1100hPa 分辨率：0.1hPa 測量精度：±0.4hPa

其他參數(shù)

數(shù)據(jù)傳輸方式：RS485、LTE CAT-1、4G，可定制LoRa、NB-IoT，支持定位功能

供電范圍：市電使用適配器5～24VDC或者內(nèi)置鋰電池+太陽能供電

防護(hù)等級：IP67

適用范圍

廣泛應(yīng)用于氣象環(huán)境監(jiān)測、水文水利綜合監(jiān)測站、交通道路監(jiān)測、農(nóng)林、風(fēng)力發(fā)電等有關(guān)部門用來遙測降水量、降水強(qiáng)度、降水起止時(shí)間。用于防洪、供水調(diào)度、電站水庫水情管理為目的水文自動測報(bào)系統(tǒng)、自動野外測報(bào)站等。

兩種安裝方式

一、在76mm立桿上安裝

圖片1.png

配套使用的是橫臂半圓適合于2寸半立桿（外徑76mm），傳感器安裝采用2個(gè)M3*10十字圓頭螺絲，孔距為64mm。

二、在50mm立桿頂部安裝

圖片4.png

配套使用的是外徑50mm（壁厚不大于3mm）立桿，立桿側(cè)面開M6螺紋孔，孔心距離桿頂部8mm，使用M6*15十字圓頭螺絲固定傳感器。

產(chǎn)品尺寸

圖片7.png2021419

產(chǎn)品問答

1.問：我原來使用485接口的翻斗式雨量傳感器，如果換用壓電雨量傳感器，在采集端需要做哪些改動？

答：二者通訊協(xié)議完全兼容，都是Modbus-RTU格式。并且與485翻斗式相同，壓電式讀出的首個(gè)寄存器數(shù)據(jù)也是累積雨量值。只需改動一點(diǎn)：壓電式的雨量數(shù)據(jù)分辨率遠(yuǎn)高于翻斗式，為0.01mm，在換算的地方修改一下。清零方法也與翻斗式相同。

2.問：我的采集系統(tǒng)原先是搭配脈沖輸出的雨量桶，能否比較簡單地?fù)Q用你們新的壓電雨量傳感器？

答：沒有問題。壓電式雨量傳感器除了通過485輸出數(shù)據(jù)外，還支持仿真翻斗式的脈沖輸出，可以完全無縫替代翻斗雨量計(jì)。此功能具有以下先進(jìn)之處：

a.由于內(nèi)部是干接點(diǎn)設(shè)計(jì)，無須擔(dān)心脈沖接口的電平是否兼容。

b.可以通過命令，靈活設(shè)置多少mm雨量對應(yīng)輸出1個(gè)脈沖(默認(rèn)是0.2mm)，這樣無論原先是何種規(guī)格的翻斗式雨量桶，均可以替代上去。

c.產(chǎn)品默認(rèn)輸出脈沖寬度為150ms，且該脈寬用戶可設(shè)置。

因此傳感器到采集設(shè)備的接線、軟件程序均無需改動，具體不再贅述。

此外，若要增加這種輸出規(guī)格，請?jiān)谟嗀洉r(shí)備注提出。否則標(biāo)配是不帶的。

3.問：想要使用產(chǎn)品的仿真脈沖輸出，需要注意什么？

答：需要注意與翻斗式傳感器不同的是，一定不要忘記給傳感器供電！若客戶已有采集器不方便再提供額外供電，則將傳感器直接接入采集器的電源也可以工作，4.5V~24V均可，或者訂貨提出3.7V供電版本的要求。

4.問：為了驗(yàn)證精度，我在辦公室盛了一杯高度為60mm的水，慢慢傾倒在傳感器頂蓋上，為什么傳感器輸出的雨量數(shù)據(jù)只有0點(diǎn)幾mm？

答：壓電式雨量傳感器基于雨滴沖擊原理檢測，分辨能力可以精確到一滴雨。但若將一杯水直接倒在傳感器的感應(yīng)面上，此動作并不能形成與相同水量的自然降雨所等效的沖擊能量，因此這樣的測試不具備任何意義。

正確且簡便可行的驗(yàn)證性測試方法，只能是使用一只上下等徑的水桶，與壓電傳感器放在同處，待自然降雨過后，用鋼尺測量水桶所承水的高度，或者將水精確稱重后除以桶口截面積，作為參考值(因?yàn)R水等因素，水桶值還可能會比真實(shí)值偏低)，二者對比數(shù)據(jù)。

5.問：一場雨已經(jīng)停了，為什么從485傳感器讀出的“本場降雨”和“降雨時(shí)長”數(shù)據(jù)還在？

答：本場雨量(0001)和降雨時(shí)長(0002)會在該場降雨結(jié)束后一直保留，值不再變化，直到識別到下一場降雨時(shí)自動重新歸零并計(jì)量，也就是各場之間的數(shù)據(jù)不累積。若一定要將該值及時(shí)清零，可參考對累積雨量(0000)清零的方法來操作。

6.問：壓電雨量產(chǎn)品輸出的“雨強(qiáng)”數(shù)據(jù)具體是什么意義，范圍是多少？

答：“雨強(qiáng)”(0003)就是一場降雨開始之后，傳感器依據(jù)本場已檢測到的雨量和已經(jīng)歷的降雨時(shí)間，實(shí)時(shí)更新的降雨速率，單位是mm/min。本值是瞬時(shí)值，會隨著雨停而歸零。目前產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)范圍是0.3~10mm/min，我們正在不斷地對傳感器的信號處理和算法做優(yōu)化，因此這個(gè)雨強(qiáng)的范圍將來會逐漸向兩端擴(kuò)寬。

7.問：如果想要知道上一分鐘的分鐘雨速數(shù)據(jù)，是否應(yīng)該使用“雨強(qiáng)”？

答：不是。根據(jù)上一問所講，雨強(qiáng)(0003)是本場降雨以來不斷疊加處理的數(shù)據(jù)，若要得到上一分鐘的分鐘降雨速率，應(yīng)使用“前一分鐘雨量”(0004)，因?yàn)槭?分鐘的數(shù)據(jù)，所以其數(shù)值等效于分鐘降雨速率，且該值為時(shí)間平滑處理。除此之外傳感器還支持輸出“前10分鐘雨量”(0005)和“本場以來峰值分鐘雨量”(0006)。

8.問：壓電雨量傳感器的數(shù)據(jù)更新時(shí)間是多少？

答：降雨開始后，每5s更新一次雨量測量數(shù)據(jù)及前述的降雨相關(guān)其他數(shù)據(jù)。

9.問：壓電式能否也做成待機(jī)5年，免換電池的那種雨量記錄儀？

答：因?yàn)閴弘娪炅總鞲衅鞯?a href="http://www.makelele.cn/v/tag/773/" target="_blank">工作原理，使得傳感器的持續(xù)待機(jī)功耗相對較高，所以這個(gè)需求無法實(shí)現(xiàn)。但客戶可以考慮選擇我們壓電式雨量監(jiān)測站，自帶太陽能供電，機(jī)身集成可充電池，陰天持續(xù)待機(jī)60天以上。并且可以選配無線自動上報(bào)功能，在云平臺實(shí)時(shí)觀察到數(shù)據(jù)。

10.問：在晴天的時(shí)候，已安裝的傳感器，會不會因?yàn)樽匀桓蓴_，加上本身工作原理的原因，而出現(xiàn)錯(cuò)誤的雨量數(shù)據(jù)？

答：傳感器目前具備一定的能力，智能識別來自例如但不限于風(fēng)吹、樹枝掉落、鳥類拍打翅膀、雷聲、航空器起降、吶喊、人為搖晃安裝支架、殼體熱脹冷縮等因素所引入的相似沖擊信號，并加以過濾。此功能不僅在晴天時(shí)，在降雨的過程中也都有介入！

不過另一方面，正如提問所述，因工作原理所致，現(xiàn)階段還不可能100%徹底地屏蔽所有來自外界的偶發(fā)干擾。這個(gè)環(huán)節(jié)我們還在積極探索完善之中，以做到更加準(zhǔn)確的干擾過濾。

11.問：產(chǎn)品還有哪些特色功能？

答：傳感器標(biāo)配空氣溫濕度的測量，其作用是智能識別當(dāng)前是否為陰雨天氣或者即將迎來一場降雨，決策需要對壓電單元進(jìn)行采集與否，以此來降低一部分功耗；傳感器還搭配傾角檢測裝置，實(shí)現(xiàn)安裝后的自動水平修正補(bǔ)償，無需像翻斗式雨量筒，安裝時(shí)必須調(diào)節(jié)底部螺絲來保證水平。另外，傾角檢測還可搭配平臺報(bào)警，實(shí)現(xiàn)防盜功能。

審核編輯 黃昊宇