降雨とは、さまざまな水の凝縮物がさまざまな方法で空から地上に降る過程をいう。 まず大気中では、地形と空気の熱作用によって雲が形成され、膨張と冷却の後、水分子が浮遊粒子と出会って凝縮し、落下する。 降雨は大気中の水循環の重要な一部であり、降雨に関する情報は大気物理過程や降雨研究の主要な対象であるとともに、環境モニタリングや農業気象安全の分野でも重要な指標となっている。 生産や生活の場では、人々はさまざまな雨量計を使用して降雨量を測定・研究している。
伝統的な雨量計には、主に計量式、サイフォン式、転倒バケツ式があります。
秤量式雨量計は降雨の重量を秤量し、降雨量に変換し、降雨の重量の変化に基づいて降雨の大きさを推測し、秤量過程は蒸発の影響を受ける。
サイフォン式雨量計は、水容器、フロート室、ケーシング、自記時計で構成され、雨水は雨水受け入れ口から雨量計に入り、漏斗を通ってフロート室に入り、雨水の増加とともにフロートを駆動し、フロートには記録ペンが搭載され、雨量の増加を用紙に記録する。 雨量がサイフォン口まで増加すると、サイフォンはフロート室を空にし始め、これを繰り返して降雨の過程を記録する。 サイフォン式雨量計のサイフォンの性能は、サイフォン式雨量計の測定精度に直接影響します。
転倒バケツ雨量計は、機械的な双安定計量構造で、作業過程では、雨量計は、最上部のベアリング雨口の雨量計で降水を受け、左右2つの転倒バケツ室は漏斗の下に位置し、交互に雨を受ける。 雨量が測定値より多くなると、バケツはひっくり返され、漏斗は別のバケツ室の下に位置して雨水を受け、雨量の測定を繰り返す。 バケツ型雨量計の動作は、バケツ型フリップ時に上部のバケツが給水停止し、素早く水を空にして、下部のバケツが素早く上部のバケツに変換して雨を受ける。 しかし、実際のフリップ時には、漏斗はまだ水を供給し、フリップ時の測定誤差の原因となります。
この3つは機械式雨量計で、測定過程で内部部品の影響を受けやすく、測定誤差が発生しやすく、設置も不便です。 光学技術の発展と進歩に伴い、人々は雨の測定に光学を応用しようとし、光学式雨センサーを開発することに成功した。