Киришүү: Жаан-чачындын так маалыматтарынын маанилүү ролу
Так жаан-чачын маалыматтары заманбап экологиялык башкаруунун жана коомдук коопсуздуктун негизи болуп саналат. Бул маалымат суу ташкыны жөнүндө өз убагында эскертүүлөрдү берүүдөн жана айыл чарба сугат иштерин пландаштыруудан баштап, шаардык дренаж системаларын пландаштырууга жана иштетүүгө чейин кеңири маанилүү колдонмолор үчүн негиз болуп саналат. Бул маалыматтарды чогултуу үчүн колдонулган куралдардын ичинен Tipping Bucket Rain Gauge (TBRG) глобалдык гидрометеорологиялык мониторинг тармактарында эң кеңири колдонулган куралдардын бири катары айырмаланып турат.
Анын популярдуулугу жөнөкөй иштөө принцибинен, санариптик чыгарууну түзүүнүн оңойлугунан жана туруктуу иштешинен, айрыкча жогорку интенсивдүү жамгыр учурунда келип чыгат. Бирок, салттуу конструкциялардын тактыкка байланыштуу көйгөйлөрү бар, алар маалыматтардын сапатына доо кетириши мүмкүн. Бул макалада текшерилүүчү тармактык стандарттарга негизделген жаңы деңгээлдеги тактыкты камсыз кылуу үчүн өнүккөн алгоритмдерди жана практикалык дизайн өзгөчөлүктөрүн колдонуп, бул кыйынчылыктарды жеңген заманбап TBRG илими каралат.
1. Көтөрүлүүчү чаканы түшүнүү: Классикалык механизм
Tipping Bucket жамгыр өлчөгүчүнүн негизги иштөө принциби үзгүлтүксүз физикалык процессти дискреттик, саналуучу окуяларга айландыруунун эң сонун мисалы болуп саналат. Процесс так ырааттуулукта өтөт:
1.Коллекция:Жаан суусу стандарттуу кармоочу тешиги аркылуу кармалат, анын маанилүү өлчөмү маалыматтарды салыштырууну камсыз кылуу үчүн көбүнчө 300 мм деп стандартташтырылган. Андан кийин суу жалбырактарды жана таштандыларды алып салуучу чыпка тору аркылуу воронкага багытталат.
2.Өлчөө:Воронкадан суу тең салмактуу, симметриялуу чака камераларынын бирине агат. Бул өзөктүк компонент аз сүрүлүү огунда айлануу үчүн иштелип чыккан "механикалык бистабилдүү" түзүлүш болуп саналат.
3."Чечек":Камерада алдын ала аныкталган көлөмдөгү суу топтолгондо — бул көлөм, жалпы өнөр жай стандарттарына ылайык, 0,1 мм жаан-чачындын тереңдигине туура келет — натыйжада пайда болгон тартылуу моменти чака механизминин тең салмактуулугун жоготуп, оодарылып кетишине алып келет.
4.Сигналдарды түзүү:Чака оодарылып жатканда, кичинекей магнит камыш өчүргүчтүн жанынан өтүп, анын ички контакттарынын жабылышына жана бир гана электрдик импульстун пайда болушуна алып келет. Бул аракет камераны толугу менен бошотот, ошол эле учурда бош камераны воронканын астына жайгаштырып, кийинки чогултуу циклин баштайт. Өркүндөтүлгөн конструкцияларда магнит чакадан атайын "саноочу термелүү механизмине" бөлүнөт, бул магниттик күчтөрдүн чаканын оодаруу моментине тоскоолдук кылышына жол бербеген акылдуу функция.
Салттуу системада ар бир электрдик импульс жаан-чачындын белгиленген көлөмүн билдирет. Ошондуктан, жалпы жаан-чачын белгилүү бир мезгил ичиндеги импульстардын санын жөн гана эсептөө менен эсептелет.
2. Тактык маселеси: Тубаса каталарды ачыкка чыгаруу
Принцип жөнөкөй болгону менен, бир нече физикалык факторлор реалдуу дүйнөдөгү шарттарда өлчөө каталарын алып келет, бул салттуу өлчөөчү приборлордун заманбап колдонмолор үчүн талап кылынган жогорку тактыкка жетишүүсүнө тоскоол болот.
"Динамикалык жоготуу" көйгөйү
Өлчөө катасынын негизги себеби, айрыкча жогорку интенсивдүү жаан-чачын учурунда, "динамикалык жоготуу" деп аталган кубулуш. Бул кыска убакыттын ичинде - адатта секунданын бир бөлүгүндө - жоголгон жамгыр суусун билдирет - чака механизми кыймылда болуп, бир тараптан экинчи тарапка ооп кетет. Бул өткөөл мезгилде воронкадан агып кирген суу эки камерага тең кармалбайт жана өлчөөдөн жоголот. Бул жоготуу жаан-чачындын интенсивдүүлүгүнө түз пропорционалдуу; жамгыр канчалык көп болсо, чака учтары ошончолук тезирээк түшөт жана учтардын ортосунда суу ошончолук көп жоголот. Бул эффект катуу бороон учурундагы чыныгы жаан-чачынга караганда 5% дан 10% га чейин төмөн өлчөөлөргө алып келиши мүмкүн.
Башка негизги ката булактары
Динамикалык жоготуудан тышкары, өлчөөнүн белгисиздигине бир нече башка факторлор салым кошот:
•Адгезия жана буулануу:Жеңил жамгыр жааганда же окуянын башталышында суу воронкалардын жана чакалардын бетине жабышып калат. Кургак же ысык шарттарда бул нымдуулук өлчөнө электе бууланып кетиши мүмкүн, бул жаан-чачындын изи жөнүндө маалымат аз берилишине алып келет.
•Чачыратуу катасы:Жогорку ылдамдыктагы жамгыр тамчылары коллектордун четине тийип, сыртка чачырап кетиши мүмкүн, ал эми башкалары воронканын ичине тийип, башка чакага кайра чачырап, терс жана оң каталарды жаратышы мүмкүн.
•Механикалык баланс жана сигналды жокко чыгаруу:Эгерде аспап кемчиликсиз тегизделбесе, ар бир чака үчүн оодаруу моменти бирдей эмес болуп, системалуу катага алып келет. Андан тышкары, камыш өчүргүчтүн механикалык тийүүсү бир учтан бир нече жалган сигналдарды пайда кылып, "секирип" кетиши мүмкүн. Натыйжасыз электрондук секирүүнү токтотуу логикасы катуу жамгыр учурунда чыныгы учтарды өткөрүп жибериши же бир учту бир нече жолу санашы мүмкүн.
Тактыкты аныктоо: Тармактык эталондор
Ишенимдүү аспап деп эсептелүү үчүн, жамгыр өлчөгүч катуу иштөө критерийлерине жооп бериши керек. Кытайдагы HJ/T 175—2005 сыяктуу тармактык стандарттар "жогорку тактык" үчүн сандык алкакты камсыз кылат. Динамикалык жоготуудан келип чыккан 5% дан 10% га чейинки катачылык, бул стандарттар алда канча жогорку тактыкты талап кылганда, олуттуу четтөө болуп саналат. Негизги эталондорго төмөнкүлөр кирет:
| Параметр | Техникалык талап |
| Жаан-чачынды көзөмөлдөөнү баштоо | ≤ 0,5 мм |
| Өлчөө катасы (жалпы жаан-чачын ≤ 10 мм үчүн) | ± 0,4 мм |
| Өлчөө катасы (жалпы жаан-чачын 10 ммден жогору болгондо) | ± 4% |
| Минималдуу чечилиш | 0,1 мм |
Бул стандарттарга, айрыкча катуу жамгыр учурунда ±4% чыдамдуулукка жооп берүү, акылдуу коррекциялоо механизми жок салттуу TBRG үчүн мүмкүн эмес.
3. Акылдуу чечим: Өркүндөтүлгөн алгоритмдер менен тактыкка жетүү
Тактык маселесинин заманбап чечими татаал механикалык оңдоодон эмес, учурдагы бекем дизайн менен иштеген акылдуу программалык камсыздоодон табылат. Бул ыкма далилденген механикалык системага санариптик интеллект катмарын кошуу менен тубаса каталарды оңдойт.
"Санап" баштап "Мүнөздөмөлөөгө" чейин: Чаканын күчү
Негизги инновация аспаптын ар бир учту кантип иштетээринде жатат. Жөн гана импульстарды санап отурбай, системанын ички жогорку жыштыктагы сааты ар бир удаалаш учтун ортосундагы убакыт аралыгын так өлчөйт. Бул аралык "чака узактыгы" деп аталат.
Бул өлчөө күчтүү жаңы өзгөрмөнү берет. Чака узактыгы менен жамгырдын интенсивдүүлүгүнүн ортосунда тескери байланыш бар: кыскараак убакыт көп жаан-чачынды билдирет, ал эми узактыгы азыраак жаанды билдирет. Борттогу микропроцессор бул чака узактыгын сызыктуу эмес динамикалык компенсация моделине негизги киргизүү катары колдонот, ал учундагы чыныгы жаан-чачындын көлөмү менен учунун узактыгынын ортосундагы байланышты аныктайт. Бул байланыш түзөтүү функциясы менен көрсөтүлгөн
J = 0, түзмөккө жаан-чачындын так көлөмүн динамикалык түрдө эсептөөгө мүмкүндүк беретар бир жеке кеңешКыска мөөнөттүү (жогорку интенсивдүүлүктөгү) учтар үчүн алгоритм бир аз чоңураак жаан-чачындын маанисин эсептеп, динамикалык жоготуу эффектинен улам жоголуп кетиши мүмкүн болгон сууну кайра кошот.Бул программалык камсыздоого негизделген ыкма "циклдик коррекция, акырындык менен идеалдуу абалга жакындашуу" принцибин камтыйт. Ал салмакка же бурамаларга тажатма механикалык түзөтүүлөрдү киргизүүнүн ордуна, программалык камсыздоонун параметрлерин тууралоо аркылуу аспаптын калибрлөөсүн так жөнгө салууга жана жаңыртууга мүмкүндүк берет. Бул узак мөөнөттүү тейлөөнү кескин түрдө жөнөкөйлөтүп жана туруктуу тактыкты камсыз кылып, натыйжалуулукту чоң жогорулатат.
4. Талаа үчүн иштелип чыккан: практикалык өзгөчөлүктөрү жана колдонулушу
Ички технологиядан тышкары, заманбап жамгыр өлчөгүч татаал талаа шарттарында ишенимдүүлүктү жана колдонууга ыңгайлуулукту камсыз кылуу үчүн практикалык функциялар менен иштелип чыккан.
Узак мөөнөттүү ишенимдүүлүктү камсыз кылуу: уя салууга каршы артыкчылык
1-сүрөт: Жамгыр чогултуучу воронка уя курууга каршы тикенектер менен жабдылган, бул талаада тыгылып калуунун алдын алуу жана маалыматтардын узак мөөнөттүү бүтүндүгүн камсыз кылуу үчүн маанилүү функция.
Коллектордун көрүнүктүү өзгөчөлүгү - анын четинин айланасына жайгаштырылган курч учтардын массиви. Бул канаттуулардын конушуна жана өлчөгүчтүн воронкасынын ичине уя куруусуна жол бербеген жөнөкөй жана абдан натыйжалуу токтотуучу каражат. Канаттуулардын уясы талаадагы бузулуулардын негизги себеби болуп саналат, анткени ал воронканы толугу менен жаап, маалыматтардын толук жоголушуна алып келиши мүмкүн. Бул уя курууга каршы функция мындай бөгөттөрдүн алдын алат, маалыматтардын жеткиликтүүлүгүн түздөн-түз жакшыртат, маалыматтардын бүтүндүгүн камсыздайт жана техникалык тейлөө үчүн кымбат баалуу жерлерге барууну азайтат.
Тактык маанилүү жерде: Негизги колдонуу сценарийлери
Бул өнүккөн өлчөгүчтөр тарабынан берилген жогорку тактыктагы маалыматтар көптөгөн тармактарда абдан маанилүү:
•Метеорология жана гидрология:Суунун айлануусун көзөмөлдөө, аба ырайын болжолдоо жана климаттык өзгөрүүлөрдү илимий изилдөө үчүн так маалыматтарды берет.
•Суу ташкыны жөнүндө эскертүү жана алдын алуу:Эрте эскертүү системалары үчүн маанилүү болгон ишенимдүү, реалдуу убакыттагы жаан-чачындын интенсивдүүлүгү жөнүндө маалыматтарды берип, өмүрдү жана мүлктү коргоого жардам берет.
•Айыл чарбасын башкаруу:Чыныгы жаан-чачынга негизделген сугаруунун так графигин түзүүгө мүмкүндүк берет, бул суу ресурстарын үнөмдөөгө жана түшүмдүүлүктү жогорулатууга жардам берет.
•Шаардык суу ресурстарын башкаруу:Шаардык суу ташкынынын алдын алуу үчүн шаардык дренаждык тармактарды жана нөшөрлүү сууларды башкаруу системаларын натыйжалуу долбоорлоону жана реалдуу убакыт режиминде башкарууну колдойт.
Салыштырмалуу контекст: Тең салмактуу чечим
Заманбап, алгоритм менен оңдолгон TBRG жаан-чачынды өлчөө технологияларынын арасында уникалдуу жана баалуу орунду ээлейт. Башка аспаптар бар болсо да, алардын ар бири олуттуу компромисстерге ээ:
•Таразалоочу приборлор:Эң жогорку чийки тактыкты сунуштайт жана кар сыяктуу катуу жаан-чачынды өлчөй алат. Бирок, алар механикалык жактан татаал, шамалдын термелүүсүнө өтө сезгич жана өтө кымбат, бул аларды кеңири масштабдуу тармакты жайылтуу үчүн практикалык эмес кылат.
•Сифон өлчөгүчтөрү:Жаан-чачындын үзгүлтүксүз эсебин камсыз кылат, бирок механикалык бузулууларга жакын, тез-тез техникалык тейлөөнү талап кылат жана тез сифондоо процессинде "сокур чекитке" ээ.
•Оптикалык өлчөгүчтөр:Кыймылдуу бөлүктөрү жок жана тез жооп берүү убактысын сунушташат, бирок алардын тактыгы жарыктын чачырашын жаан-чачындын ылдамдыгына айландыруу үчүн статистикалык моделдерге көз каранды жана туман же линзанын булганышы менен бузулушу мүмкүн.
Акылдуу TBRG, айрыкча суюк жаан-чачын үчүн, кымбат салмак өлчөгүчтөр менен тактык айырмасын натыйжалуу жабат, ошол эле учурда баштапкы дизайнды ушунчалык кеңири таралган кылган бекемдигин, аз энергия сарптоосун жана үнөмдүүлүгүн сактап калат.
5. Корутунду: Эки дүйнөнүн тең эң жакшысы
Заманбап жогорку тактыктагы оодаруучу чака жамгыр өлчөгүч салттуу механикалык конструкциянын далилденген бышыктыгын жана жөнөкөйлүгүн акылдуу, программалык камсыздоо менен башкарылуучу коррекциялоо системасынын жогорку тактыгы менен ийгиликтүү айкалыштырат. Ар бир учту жөн гана санап отурбай, анын узактыгына жараша мүнөздөө менен, ал эски моделдерге таасир этүүчү динамикалык жоготууну жеңип, жаан-чачындын интенсивдүүлүгүнүн толук спектри боюнча катуу тармактык тактык стандарттарына жооп берүүгө мүмкүндүк берет.
Ал тактык менен практикалыктын ортосундагы оптималдуу тең салмактуулукту сактайт. Таразалоочу өлчөгүчтөр башкарылуучу чөйрөдө жогорку тактыкты камсыз кылышы мүмкүн болсо, алгоритм менен оңдолгон TBRG ири масштабдуу тармактар үчүн алда канча жогорку туруктуулук жана чыгымдардын натыйжалуулугу менен дээрлик салыштырмалуу иштөөнү камсыз кылат. Узак мөөнөттүү талаада жайылтуу үчүн иштелип чыккан практикалык функциялар менен айкалышып, ал ишенимдүү, жогорку сапаттагы жаан-чачын маалыматтарына муктаж болгон ар кандай адис үчүн бекем, так жана аз тейлөөнү талап кылган чечим болуп саналат.
Серверлердин жана программалык камсыздоонун зымсыз модулунун толук топтому, RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN колдойт
Көбүрөөк жаан-чачын өлчөгүч үчүн маалымат,
сураныч, Honde Technology Co., LTD компаниясына кайрылыңыз.
Email: info@hondetech.com
Компаниянын веб-сайты:www.hondetechco.com
Тел: +86-15210548582
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 31-декабры