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 см² (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 см³ 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.