中北大学信息探测与处理山西省重点实验室　李　凯　郑长海



基于STC12C5A60S2单片机的新型雨量测量系统

中北大学信息探测与处理山西省重点实验室李凯郑长海

【摘要】为满足当前雨量监测多样化的需求，本文通过实验的方式研究了孔口出流的压强与流速的关系，建立了数学模型，设计了一种基于孔口出流原理的暴雨测量系统。本设计的特点是不含翻斗式雨量计的翻转机械结构，避免了翻转机械结构造成的测量误差，并且成本低，能够实现对雨量信息的自动测量，为雨况测量提供了新的方法。

【关键词】孔口出流；单片机；雨量测量

0　引言

本文针对翻斗式雨量计的缺陷给出了一种暴雨雨量的新方法[1]，该方法是通过对孔口出流流量建立数学模型，通过液压传感器采集雨量接收器中雨量的液压，送往主控制器单片机STC12C5A60S2做初步的处理后再送往上位机。当液压超过设定值时，在上位机的控制下开启阀门，通过液压与孔口流量的关系，在上位机中统计流量，并计算实时流速和半小时雨况。

1　孔口出流原理介绍

孔口按壁厚分为薄壁孔口和厚壁孔口，按孔径分为大孔口和小孔口，组合之后有四种类型。

本设计中采用的是薄壁小孔口，以下为薄壁小孔口的特性分析介绍[2][3]。

液体从容器内经薄壁小孔口出流的情况如图1所示。

图1　薄壁小孔口出流

取图1中的1-1和c-c断面列伯努利方程，则：

其中：

整理得：

当A1>>Ac，并注意到αc≈1，则得：

式中：流速系数：

通过孔口的流量为：

2　系统硬件设计

本系统框图如图2所示，采用STC12C5A60S2单片机作为主控芯片。该单……