压电式雨量传感器常见问题解答

压电式雨量传感器常见问题解答
传感器由上盖、外壳和下盖组成，壳体内部有压电片和电路板，可以固定在外径50mm立柱上。传感器采用冲击测量原理对单个雨滴重量进行测算，进而计算降雨量。雨滴在降落过程中受到雨滴重量和空气阻力的作用，到达地面时速度为恒定速度，根据P=mv，测量冲击即可求出雨滴重量，进而得到持续降雨量。

功能特点

◆全固态一体化设计，外观精美

◆采用冲击测量原理对单个雨滴重量进行测算，进而计算降雨量

◆无机械配件，无任何外露部件，杜绝了树叶、尘土、虫子

◆测量精度高，量程宽，稳定性能好，低功耗，抗外界干扰能力强

◆受天气变化的影响较小，精确到秒级的降雨时长监测

◆维护要求低，雨滴接触面为弧形设计结构，不存储雨水

◆安装后带有自动水平校准功能，无需现场校准

◆体积小巧，携带、拆卸安装方便

工作、存储条件

工作温度：-40～85°C       工作湿度：0～100%RH

储存温度：-40～125°C      储存湿度：＜80%（无凝结）

技术参数

测量参数

降雨量测量：

雨强范围：0.3～10mm/min

分 辨 率：0.01mm

测量精度：±4%（日累积降雨量）

刷新间隔：5s

累计雨量：自上电工作以来降雨量总量

本场雨量：雨停后数据保持直到下场降雨自动从零开始计量。

本场降雨持续时间：单位是 5s，例如本值是12的时候，意为已经降雨60s

过去1分钟降雨量：过去的1分钟平滑递推值

过去10分钟降雨量：过去的10分钟平滑递推值

本场峰值分钟雨量：本场降雨内的峰值分钟雨量

选配参数

空气温度：-40～85℃   分辨率：0.1℃   测量精度：±0.3℃

相对湿度：0～100%RH   分辨率：0.1%RH   测量精度：±3%RH

大气压力：300～1100hPa   分辨率：0.1hPa   测量精度：±0.4hPa

其他参数

数据传输方式：RS485、LTE CAT-1、4G，可定制LoRa、NB-IoT，支持定位功能

供电范围：市电使用适配器5～24VDC或者内置锂电池+太阳能供电

防护等级：IP67

适用范围

广泛应用于气象环境监测、水文水利综合监测站、交通道路监测、农林、风力发电等有关部门用来遥测降水量、降水强度、降水起止时间。用于防洪、供水调度、电站水库水情管理为目的水文自动测报系统、自动野外测报站等。

两种安装方式

一、在76mm立杆上安装

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配套使用的是横臂半圆适合于2寸半立杆（外径76mm），传感器安装采用2个M3*10十字圆头螺丝，孔距为64mm。

二、在50mm立杆顶部安装

图片4.png

配套使用的是外径50mm（壁厚不大于3mm）立杆，立杆侧面开M6螺纹孔，孔心距离杆顶部8mm，使用M6*15十字圆头螺丝固定传感器。

产品尺寸

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产品问答

1.问：我原来使用485接口的翻斗式雨量传感器，如果换用压电雨量传感器，在采集端需要做哪些改动？

答：二者通讯协议完全兼容，都是Modbus-RTU格式。并且与485翻斗式相同，压电式读出的首个寄存器数据也是累积雨量值。只需改动一点：压电式的雨量数据分辨率远高于翻斗式，为0.01mm，在换算的地方修改一下。清零方法也与翻斗式相同。

2.问：我的采集系统原先是搭配脉冲输出的雨量桶，能否比较简单地换用你们新的压电雨量传感器？

答：没有问题。压电式雨量传感器除了通过485输出数据外，还支持仿真翻斗式的脉冲输出，可以完全无缝替代翻斗雨量计。此功能具有以下先进之处：

a.由于内部是干接点设计，无须担心脉冲接口的电平是否兼容。

b.可以通过命令，灵活设置多少mm雨量对应输出1个脉冲(默认是0.2mm)，这样无论原先是何种规格的翻斗式雨量桶，均可以替代上去。

c.产品默认输出脉冲宽度为150ms，且该脉宽用户可设置。

因此传感器到采集设备的接线、软件程序均无需改动，具体不再赘述。

此外，若要增加这种输出规格，请在订货时备注提出。否则标配是不带的。

3.问：想要使用产品的仿真脉冲输出，需要注意什么？

答：需要注意与翻斗式传感器不同的是，一定不要忘记给传感器供电！若客户已有采集器不方便再提供额外供电，则将传感器直接接入采集器的电源也可以工作，4.5V~24V均可，或者订货提出3.7V供电版本的要求。

4.问：为了验证精度，我在办公室盛了一杯高度为60mm的水，慢慢倾倒在传感器顶盖上，为什么传感器输出的雨量数据只有0点几mm？

答：压电式雨量传感器基于雨滴冲击原理检测，分辨能力可以精确到一滴雨。但若将一杯水直接倒在传感器的感应面上，此动作并不能形成与相同水量的自然降雨所等效的冲击能量，因此这样的测试不具备任何意义。

正确且简便可行的验证性测试方法，只能是使用一只上下等径的水桶，与压电传感器放在同处，待自然降雨过后，用钢尺测量水桶所承水的高度，或者将水精确称重后除以桶口截面积，作为参考值(因溅水等因素，水桶值还可能会比真实值偏低)，二者对比数据。

5.问：一场雨已经停了，为什么从485传感器读出的“本场降雨”和“降雨时长”数据还在？

答：本场雨量(0001)和降雨时长(0002)会在该场降雨结束后一直保留，值不再变化，直到识别到下一场降雨时自动重新归零并计量，也就是各场之间的数据不累积。若一定要将该值及时清零，可参考对累积雨量(0000)清零的方法来操作。

6.问：压电雨量产品输出的“雨强”数据具体是什么意义，范围是多少？

答：“雨强”(0003)就是一场降雨开始之后，传感器依据本场已检测到的雨量和已经历的降雨时间，实时更新的降雨速率，单位是mm/min。本值是瞬时值，会随着雨停而归零。目前产品的实现范围是0.3~10mm/min，我们正在不断地对传感器的信号处理和算法做优化，因此这个雨强的范围将来会逐渐向两端扩宽。

7.问：如果想要知道上一分钟的分钟雨速数据，是否应该使用“雨强”？

答：不是。根据上一问所讲，雨强(0003)是本场降雨以来不断叠加处理的数据，若要得到上一分钟的分钟降雨速率，应使用“前一分钟雨量”(0004)，因为是1分钟的数据，所以其数值等效于分钟降雨速率，且该值为时间平滑处理。除此之外传感器还支持输出“前10分钟雨量”(0005)和“本场以来峰值分钟雨量”(0006)。

8.问：压电雨量传感器的数据更新时间是多少？

答：降雨开始后，每5s更新一次雨量测量数据及前述的降雨相关其他数据。

9.问：压电式能否也做成待机5年，免换电池的那种雨量记录仪？

答：因为压电雨量传感器的工作原理，使得传感器的持续待机功耗相对较高，所以这个需求无法实现。但客户可以考虑选择我们压电式雨量监测站，自带太阳能供电，机身集成可充电池，阴天持续待机60天以上。并且可以选配无线自动上报功能，在云平台实时观察到数据。

10.问：在晴天的时候，已安装的传感器，会不会因为自然干扰，加上本身工作原理的原因，而出现错误的雨量数据？

答：传感器目前具备一定的能力，智能识别来自例如但不限于风吹、树枝掉落、鸟类拍打翅膀、雷声、航空器起降、呐喊、人为摇晃安装支架、壳体热胀冷缩等因素所引入的相似冲击信号，并加以过滤。此功能不仅在晴天时，在降雨的过程中也都有介入！

不过另一方面，正如提问所述，因工作原理所致，现阶段还不可能100%彻底地屏蔽所有来自外界的偶发干扰。这个环节我们还在积极探索完善之中，以做到更加准确的干扰过滤。

11.问：产品还有哪些特色功能？

答：传感器标配空气温湿度的测量，其作用是智能识别当前是否为阴雨天气或者即将迎来一场降雨，决策需要对压电单元进行采集与否，以此来降低一部分功耗；传感器还搭配倾角检测装置，实现安装后的自动水平修正补偿，无需像翻斗式雨量筒，安装时必须调节底部螺丝来保证水平。另外，倾角检测还可搭配平台报警，实现防盗功能。

审核编辑 黄昊宇