DE3911152A1 - Niederschlagsmessgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Niederschlagsmeßgerät mit einem Auf­ fangbehälter und einer Meßeinrichtung für die Menge des mit dem Auffangbehälter angesammelten Niederschlags.

Übliche Niederschlagsmeßgeräte, wie sie in Wetterwarten o. ä. Verwendung finden, bestehen aus einem Auffangbecher mit einer genormten Querschnittsfläche. Der Becher weist eine Skala auf, an der sich die Höhe des Wasserstandes des aufgefangenen Niederschlages ablesen läßt.

Für viele Niederschlagsmessungen, beispielsweise in Wäldern, sind diese Niederschlagsmeßgeräte nicht brauchbar, weil sie eine Ablesung durch eine Bedienperson erfordern. In vielen Fällen reicht nämlich nur eine Meßstelle nicht aus. So sind Niederschläge beispielsweise im Wald durch den Einfluß der Baumkronen sehr heterogen verteilt. Es werden daher relativ große Auffangflächen pro Regensammler oder viele einzelne Regensammler für die Erfassung des Nieder­ schlags unter dem Bestand benötigt.

Für diese Anwendungsfälle ist es bekannt, übliche Regenrinnen als Auffangflächen zu verwenden und den aufgefangenen Niederschlag in Wassertonnen zu sammeln. Die Veränderung des Wasserspiegels in der Tonne kann über einen Schwimmer mechanisch auf einem Schreib­ streifen registriert werden. Hierdurch werden zwar große Auffang­ flächen realisiert, diese bedingen jedoch auch einen hohen Ver­ dunstungsgrad des Niederschlags aus den Rinnen. Darüber hinaus sind die Rinnen und die Schwimmermechanik sehr wartungsintensiv, da sie regelmäßig gereinigt und überprüft werden müssen. Da in der Regel nur Edelstahlrinnen verwendet werden können, stellen sie auch einen erheblichen Kostenfaktor dar.

Es ist ferner bekannt, genormte Auffangbehälter zu verwenden und diese mit einer Wägeeinrichtung zu koppeln, so daß das Gewicht des - ggf. in mehreren Auffangbehälter - eingefangenen Nieder­ schlags festgestellt wird. Die Veränderung des Gewichts wird mechanisch auf Schreibstreifen aufgezeichnet. Bei dieser Anordnung ist die Verfälschung der Meßwerte durch Verdunstungen nicht so groß. Dafür steht auch nur eine geringere Auffangfläche zur Ver­ fügung. Das mechanisch aufwendige Wäge- und Registriergerät ist anfällig, wartungsintensiv und teuer. Von Zeit zu Zeit muß der Auffangbehälter manuell entleert werden.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Nieder­ schlagsmeßgerät der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die Verdunstung bei zunehmender Größe des Auffangsbehälters nicht wesentlich erhöht wird und eine bequeme Fernregistrierung der gemessenen Niederschlagsmenge möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Niederschlagsmeß­ gerät der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß der Auffang­ behälter eine Ablauföffnung aufweist, die mit einer Öffnung eines unter dem Auffangbehälter angeordneten, geschlossenen Sammelraums fluchtet und daß im Boden des Sammelraums ein Druckmeßelement angeordnet ist.

Auf den Sammelraum können Auffangbehälter einer beliebigen, für den akuten Meßfall geeigneten Durchmesser aufgesetzt werden. Da das vom Auffangbehälter aufgefangene Wasser sofort in den Sammel­ raum gelangt, der im wesentlichen geschlossen ist, findet praktisch keine Verdunstung des im Sammelraum angesammelten Wassers statt. Die Messung der aufgefangenen Wassermenge erfolgt durch die Fest­ stellung der Höhe der Wassersäule über den Druck, den die Wasser­ säule auf das im Boden des Sammelbehälters angeordnete Druckmeß­ element ausübt.

Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich besonders variabel ge­ stalten, wenn in den Sammelraum ein auf dem Boden abdichtend angeordnetes Rohr auswechselbar eingesetzt ist. Das Rohr bestimmt das Verhältnis der Höhe der Wassersäule zum Volumen des aufge­ fangenen Niederschlages und damit die jeweilige Meßgenauigkeit. Sind nur kleine Niederschlagsmengen zu erwarten und ist eine hohe Meßgenauigkeit angestrebt, wird ein relativ dünnes Rohr in den Sammelraum eingesetzt werden, während bei einer hohen Niederschlags­ menge ein Rohr mit einem vergleichsweisen großen Durchmesser zur Anwendung gelangt. Das Rohr ist vorzugsweise sowohl an seinem unteren als auch an seinem oberen Ende mit einer stirnseitigen, elastischen Dichtung versehen und kann so zwischen Deckel und Boden des Sammelraums unter elastischer Vorspannung eingesetzt werden, so daß es mit einer oberen elastischen Dichtung auch am Deckel des Sammelraums anliegt.

Das erfindungsgemäße Niederschlagsmeßgerät läßt sich besonders vorteilhaft verwenden, wenn in den Sammelraum ein bis kurz über den Boden ragendes Absaugrohr eingesetzt ist, an das eine Absaug­ vorrichtung anschließbar ist. Auf diese Weise kann der Sammelraum automatisch, beispielsweise in vorgegebenen Zeitintervallen mittels einer Zeitschalteinrichtung, ggf. aber auch in Abhängigkeit von den festgestellten Meßwerten, automatisch entleert werden, so daß die Meßwertgewinnung über lange Zeit ohne ein Eingreifen einer Bedienperson möglich ist. Zweckmäßigerweise findet beim Absaugen keine vollständige Entleerung des Sammelraums statt sondern es verbleibt eine Anfangs-Wassersäule, die von der Auswertungsein­ richtung als Ausgangslage erkannt und einem Nullpunkt zugeordnet wird.

Zweckmäßigerweise weist der Boden des Auffangbehälters konisch zueinander geneigte Flächen auf, an deren tiefster Stelle die Ablauföffnung angeordnet ist. Diese ist wiederum sinnvoll durch ein in den Sammelraum ragendes Rohr mit einem geringen Durchmesser gebildet.

Auch der Boden des Sammelraums weist vorzugsweise konisch geneigte, symmetrisch zur Mitte angeordnete Flächen auf, unter deren tiefsten Punkten das Druckmeßelement angeordnet ist. Das Druckmeßelement ist vorzugsweise auswechselbar an dem Sammelraum befestigt, so daß ggf. für verschiedene Anwendungsfälle verschiedene Druckmeß­ elemente, die verschiedene Meßempfindlichkeiten repräsentieren, eingesetzt werden können.

Uber dem Druckmeßelement ist zweckmäßigerweise ein zylindrischer Teilraum des Sammelraum angeordnet, der durch einen nach unten ragenden, offenen Rohransatz gebildet sein kann, auf den eine Kappe aufsetzbar ist, die den Rohransatz verschließt und durch deren Boden das Druckmeßelement ragt.

Das Druckmeßelement befindet sich dabei in einem Gehäuse, in dem vorzugsweise auch eine kleine Signalverarbeitungsplatine unter­ gebracht ist, so daß die elektrischen Meßsignale eine erste Vor­ verstärkung erfahren können, bevor sie über eine aus dem Gerät herausgeführte Datenleitung zu einer Registriereinrichtung über­ tragen werden. Die Kappe ist zweckmäßigerweise auf den Rohransatz aufgeschraubt, so daß dadurch die lösbare Verbindung des Druck­ meßelements mit dem Boden des Sammelraums realisiert ist.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die Zeichnung läßt einen zylindrischen Auffangbehälter 1 erkennen, der auf eine entsprechende zylindrische Aufnahmeplatte 2 mit den unteren Enden seiner zylindrischen Seitenwände aufgesetzt ist. Der Auffangbehälter weist einen hochgesetzten Boden 3 auf, der von außen zur Mitte hin schräg nach unten verläuft und in eine Ablauföffnung 4 mündet, die sich als Rohr 5 durch eine zentrale Öffnung 6 der Aufnahmeplatte 2 hindurch in einen darunter befind­ lichen Sammelraum 7 erstreckt. Der Sammelraum 7 ist durch zylin­ drische Außenwandungen 8 und einen Boden 9 begrenzt. In den Sam­ melraum ist ein Rohr 10 eingesetzt, das mit einer unteren elasti­ schen stirnseitigen Dichtung 11 auf dem Boden 9 und mit einer oberen stirnseitigen elastischen Dichtung an der den Deckel des Sammelraums 7 bildenden Aufnahmeplatte 2 unter einer elastischen Vorspannung anliegt.

Der Boden des Sammelraums 7 ist ebenfalls konisch nach unten zur Mitte hin geneigt und mündet in einen zylindrischen Teilraum 13, der durch einen nach unten ragenden Rohrstutzen 14 mit einem Außengewinde gebildet ist. Auf das Rohrstück 14 ist eine Kappe 15 mit einem Innengewinde aufgeschraubt, so daß der Teilraum 13 durch den Boden der Kappe 15 nach unten abgeschlossen wird. Durch den Boden der Kappe 15 ragt ein Druckmeßelement 16 in den Teilraum 13 hinein. An die Kappe 15 ist ein zylindrisches Gehäuse 17 ange­ schlossen, das das Druckelement 16 sowie eine parallel dazu ange­ ordnete Signalverarbeitungsplatine 18 beherbergt. Durch eine Öffnung der stirnseitigen Abschlußwand 19 des Gehäuses 17 ist ein Signal­ kabel 20 mit einer Kabeldurchführung 21 aus dem Gehäuse 17 heraus­ geführt.

Nahe der Mitte des Sammelraums 7 ragt in diesen bis nahe über den Boden ein Absaugrohr 22, das durch die Aufnahmeplatte 2 hindurch­ geführt und oberhalb sofort abgewinkelt ist und einen Schlauchauf­ nahmestutzen 23 bildet. Ein auf den Schlauchaufnahmestutzen 23 geschobener Schlauch 24 ist mit einer Absaugvorrichtung verbindbar. Diese ermöglicht eine automatische Absaugung des im Sammelraum 7 innerhalb des Rohres 10 angesammelten Wassers bis auf einen Aus­ gangs-Wasserpegel 25, der in der Zeichnung gestrichelt dargestellt ist. Diesem Wasserpegel 25 wird der Nullpunkt der Druckmeßvorrich­ tung 16 zugeordnet.

Zur Anpassung der Meßbereiche und Meßgenauigkeiten kann das Rohr 10 mit einfachen Handgriffen ausgewechselt werden und in seinem Durchmesser der erwarteten Niederschlagsmenge angepaßt werden. Hierzu ist die Aufnahmeplatte 2 nur in einem Stecksystem mit der zylindrischen Wandung 8 des Sammelraums 7 verbunden. Hierzu ist auf die zylindrische Wandung 8 ein Ring 26 aufgesetzt, der mit einem ringförmigen Zentriersteg 27 an der Außenseite der zylin­ drischen Wandung 8 anliegt. Die Aufnahmeplatte 2 umgreift den Ring 26 radial außen mit einem weiteren ringförmigen Steg 28, der in eine Auflagefläche 29 für den Behälter 1 übergeht.

Unterhalb des Bodens 9 des Sammelraums 7 bilden zylindrische Wän­ de 30 eine Aufnahmekammer 31 für das Gehäuse 17 des Druckmeßele­ ments 16. Die Kammer ist an ihrem unteren Ende durch eine abnehmbare Platte 32 abgeschlossen, so daß ein schneller Zugriff zu dem Ge­ häuse 17 des Druckmeßelements 16 möglich ist. Durch Abschrauben der Kappe 15 kann das Druckelement 16 mitsamt seinem Gehäuse 17 schnell ausgewechselt und, falls gewünscht, durch ein Druckmeßele­ ment mit einer anderen Empfindlichkeit ersetzt werden.

Das erfindungsgemäße Niederschlagsmeßgerät ist somit sehr flexibel einsetzbar, kann die gewünschten Auffangflächen ohne wesentliche Zunahme der Verdunstungsgefahr bereitstellen und auf unterschied­ lichste Niederschlagsmengen durch Variation der Rohre 10 bzw. der Druckmeßelemente 16 eingestellt werden.

Claims (13)

1. Niederschlagsmeßgerät mit einem Auffangbehälter (1) und einer Meßeinrichtung für die Menge des mit dem Auffangbehäl­ ter angesammelten Niederschlags, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter (1) eine Ablauföffnung (4) aufweist, die mit einer Öffnung eines unter dem Auffangbehälter (1) ange­ ordneten, geschlossenen Sammelraums (7) fluchtet und daß im Boden (9) des Sammelraums (7) ein Druckmeßelement (16) angeordnet ist.

2. Niederschlagsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß in den Sammelraum (7) ein auf dem Boden (9) bedich­ tend angeordnetes Rohr (10) auswechselbar eingesetzt ist.

3. Niederschlagsmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rohr (10) mit einer oberen elastischen Dichtung (12) auch am Deckel (2) des Sammelraums (7) anliegt.

4. Niederschlagsmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sammelraum (7) ein bis kurz über den Boden (9) ragendes Absaugrohr (22) eingesetzt ist, an das eine Absaugvorrichtung anschließbar ist.

5. Niederschlagsmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Absaugvorrichtung durch eine Zeitschaltein­ richtung ein- und ausschaltbar ist.

6. Niederschlagsmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (3) des Auffangbehäl­ ters konisch zueinander geneigte Flächen aufweist, an deren tiefster Stelle die Ablauföffnung (4) angeordnet ist.

7. Niederschlagsmeßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ablauföffnung (4) durch ein in den Sammel­ raum (7) ragendes Rohr (5) gebildet ist.

8. Niederschlagsmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (9) des Sammel­ raums (7) konisch geneigte, symmetrisch zur Mitte ange­ ordnete Flächen aufweist, unter deren tiefsten Punkten das Druckmeßelement (16) angeordnet ist.

9. Niederschlagsmeßgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Druckmeßelement (16) auswechselbar an dem Sammelraum (7) befestigt ist.

10. Niederschlagsmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Druckmeßelement (16) ein zylindrischer Teilraum (13) des Sammelraums (7) angeordnet ist.

11. Niederschlagsmeßgerät nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zylindrische Teilraum (13) durch einen nach unten ragenden, offenen Rohransatz (14) gebildet ist, der durch eine auf den Rohransatz (14) aufgesetzte Kappe (15) verschließbar ist, durch deren Boden das Druckmeß­ element (16) ragt.

12. Niederschlagsmeßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß sich das Druckmeßelement (16) in einem den Außenrand der Kappe (15) fortsetzenden Gehäuse (17) befindet, in dem eine kleine Signalverarbeitungplatine (18) untergebracht ist.

13. Niederschlagsmeßgerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz (14) ein Außengewinde trägt, auf das die Kappe (15) mit einem Innengewinde auf­ schraubbar ist.