EP3191875A1 - Niederschlagssensor, insbesondere hagelsensor, und verfahren zur detektion eines niederschlagsteilchens - Google Patents

Niederschlagssensor, insbesondere hagelsensor, und verfahren zur detektion eines niederschlagsteilchens

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Publication number
EP3191875A1
EP3191875A1 EP15766386.5A EP15766386A EP3191875A1 EP 3191875 A1 EP3191875 A1 EP 3191875A1 EP 15766386 A EP15766386 A EP 15766386A EP 3191875 A1 EP3191875 A1 EP 3191875A1
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EP
European Patent Office
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precipitation
transducer
particle
impact
baffle plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15766386.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin LÖFFLER-MANG
Dominik Schön
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hochschule fuer Technik und Wirtschaft des Saarlandes
Original Assignee
Hochschule fuer Technik und Wirtschaft des Saarlandes
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/14—Rainfall or precipitation gauges

Definitions

  • the invention relates to a precipitation sensor, in particular a hail sensor, which generates a prismatic body, a transducer for registering vibrations which are caused by the impact of at least one particle of Niederschiagsteilchens on the impact body, and a device for evaluation comprises electrical signals generated by the transducer.
  • the invention further relates to a method for the detection of a Niederschiagsteilchens.
  • a precipitation sensor of the type mentioned at the beginning is known from DE 103 30 828 A1 of the applicant.
  • the transducer of this precipitation sensor is coupled via a vibration transmitting to the transducer solid body to the Pralipiatte, wherein the solid body forms a connected to the Pralipiatte at the edge of the base of the Pralipiatte.
  • the invention has for its object to provide a Niederschiagssensor of the aforementioned type, the kinetic energies of the precipitation teiichen can determine in a larger compared to the known precipitation sensors Energyberelch.
  • this object is achieved in that the evaluation device is provided for separately evaluating the signals which the converter generates in successive measurement time intervals after impact.
  • the vibrations can be measured, which are caused by precipitation particles with a relatively low kinetic energy and have an amplitude of such a size in that the converter can therefrom generate signals which correctly characterize the oscillations.
  • the precipitation particle strikes with such a high kinetic energy as to cause a vibration whose amplitude during the first measuring time interval is so great that it lies outside a measuring range which the transducer can correctly evaluate, the signals will be in one on the first Measuring time interval following second measuring time interval, to which the
  • Vibration due to an attenuation have become lower and within the measuring range of the transducer, evaluated.
  • further measuring time intervals may be provided at later times for which the signals are evaluated, provided that no evaluation can take place in the respective preceding measuring time intervals because the vibrations occurring in each case lie outside the measuring range which the converter can correctly evaluate.
  • the measurement time intervals are expediently provided within 200 ms, preferably within 150 ms, after impact.
  • the size of the measuring time intervals and / or the time interval of the measuring time intervals of the impact of the precipitation particle depending on the structure, shape and structure of the baffle body are set.
  • the kinetic energy in a large energy range can be determined by the evaluation in the various measuring time intervals by means of the transducer, even if it only comprises a relatively small measuring range, in which the kinetic energy can be determined directly from the signals generated correctly.
  • At least two, preferably at least three, of the measuring time intervals, which are preferably formed at a time interval from one another, are provided.
  • the time interval is at least 5 ms.
  • the evaluation device is set up to analyze the amplitudes and / or the frequency of the signals.
  • the evaluation device is also possible by means of frequency analysis to determine a density and / or a hardness of the precipitate, in particular the hailstone, because precipitate particles having a relatively high density or a relatively high hardness, Compared to precipitation particles, which have a low density or a low hardness, cause vibrations of higher frequencies.
  • the kinetic energy can be determined even more precisely.
  • the frequency is included for determining the kinetic energy, it can be taken into account that precipitate particles, in particular hailstones, different densities or hardnesses interact with the impact body in various ways.
  • a precipitate of relatively low density or hardness for example, a hailstone with high porosity
  • a collision with the collision occurs, resulting in deformation of the precipitate which has a greater plastic fraction than if a precipitating filament has the same kinetic energy in comparison with greater density or hardness, for example, a hailstone without porosity, strikes the baffle.
  • the evaluation device has a filter, which is preferably set up to suppress low frequencies in order to avoid signal distortions due to ringing. Furthermore, erroneous measurements can be filtered out, which can occur if several of the precipitation particles impinge successively on the impact body in too short time intervals.
  • the transducer is coupled to a side of the baffle body, which faces away from an impact surface of the baffle body, on which the precipitation particles strike.
  • the transducer While it would be conceivable to arrange the transducer directly on the baffle body, it is in a particularly preferred embodiment of the invention via a vibration on the transducer-transmitting solid body, which is fixedly connected to the baffle body, coupled to the baffle body, wherein the solid body preferably acts as a damper for transmitting the vibrations to the transducer.
  • the solid body expediently keeps the transducer at a distance, preferably at least 5 mm, from the impact body.
  • the baffle body is formed by a baffle plate.
  • the transducer is preferably arranged at a vertical projection on the baffle plate in the middle of the baffle plate. In this arrangement, the largest possible independence of the size of the signal results from a location where the precipitate particle occurs on the baffle plate.
  • the converter itself is expediently likewise plate-shaped.
  • it is a piezoelectric transducer, which rests with its flat plate surface against a flat surface of the impact body or the solid body and is preferably glued thereto.
  • the precipitation sensor comprises a holding device which holds the baffle plate inclined to the horizontal.
  • the surface of the baffle plate is expediently as smooth as possible, so that ice particles can slip off it. So it can only come to a slight extent to distortions of the signals to be evaluated by ice or water on the baffle plate.
  • a potential for damage which has or have one or more of the precipitation particles by impact, in particular on a building or other object, for example a vehicle.
  • Fig. 1 a precipitation sensor according to the invention in different
  • a In Flg. 1 comprises an octagonal baffle plate 2 made of polycarbonate, which is screwed to a holder 6, which keeps the baffle plate 2 inclined to the horizontal.
  • a transfer plate 5 also made of polycarbonate, is mounted in the middle of the baffle plate 2 in a vertical projection on the plate 2.
  • a plate-shaped piezoelectric transducer 3 is arranged, which is connected to an evaluation device 4 via connecting leads, not shown here, which can have devices for remote data transmission.
  • the ejection device 4 is intended to perform an amplitude analysis and a frequency analysis by means of the transducer 3 generated signals.
  • the amplitude analysis is provided in such a way that let kinetic energies of precipitation particles, which impinge on the Praliplatte 2, ermittein.
  • the evaluation device 4 is provided for determining a hardness and / or a density of the impacting precipitation particles by the frequency analysis.
  • the piezoelectric transducer 3 If a hailstone with a diameter of 10 mm strikes a drop height of 1 m on the slab plate 2, the piezoelectric transducer 3 generates a measuring signal, which is shown in FIG. 2a, due to the oscillation caused. That in a first, on the Impact following time interval M1 generated measurement signal is in a range of the piezoelectric transducer 3, in which from the measurement signal can be determined correctly kinetic energy of the precipitation particle.
  • Amplitude analysis is determined from the measurement signal from the measurement interval Ml, the kinetic energy of the hailstone.
  • a measurement signal is generated in the time interval M 1 whose intensity is too great for the correct determination of the kinetic energy from the measurement signal.
  • a time interval M2 is used to determine the kinetic energy, which starts at a later time than the time interval M l and at which the vibration has already been significantly attenuated.
  • the time interval M2 expediently commences at least 10 ms after the precipitation particle has impacted, wherein a time interval of at least 5 ms preferably lies between the end of the time interval M1 and the time interval M2.
  • the kinetic energy is determined by frequency analysis of the signal in a later time arranged time interval M3.
  • the time interval M3 preferably ends within 150 ms after the impact of the hailstone.
  • the amplitude analysis and the frequency analysis are combined to determine the kinetic energy. Based on the information on the density or hardness of the precipitating particle, which can be obtained from the frequency analysis, it is taken into account for the determination of the kinetic energy that by impacting particles of lower density or hardness, a signal is produced which is a smaller one

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Niederschiagssensor, insbesondere Hagelsensor, der einen Prallkörper (2) und einen Wandler (3) zur Registrierung von Schwingungen, die durch Aufschlagen zumindest eines Niederschlagsteilchens auf den Prallkörper (2) hervorgerufen werden, und eine Einrichtung (4) zur Auswertung mittels des Wandlers (3) erzeugter elektrischer Signale umfasst. Erfindungsgemäß ist die Auswerteeinrichtung (4) dazu vorgesehen, die Signale, die der Wandler (3) in aufeinander folgenden Messzeitintervaiien (M1, M2, M3) nach dem Aufschlagen erzeugt, separat auszuwerten, um eine kinetische Energie des Niederschlagsteilchens zu bestimmen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Detektion eines Niederschlagsteilchens.

Description

Bei ifi lb og; Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes, D-661 1 7 Saarbrücken
„Niederschlagssensor, insbesondere Hagelsensor, und Verfahren zur Detektion eines Niederschiagsteilchens" Die Erfindung betrifft einen Niederschlagssensor, insbesondere Hagelsensor, der einen Pralikörper, einen Wandler zur Registrierung von Schwingungen, die durch Aufschlagen zumindest eines Niederschiagsteilchens auf den Prallkörper hervorgerufen werden, und eine Einrichtung zur Auswertung mittels des Wandlers erzeugter elektrischer Signale umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Detektion eines Niederschiagsteilchens.
Ein Niederschlagsensor der eingangs genannten Art geht aus der DE 103 30 828 AI der Anmelderin hervor. Der Wandler dieses Niederschlagssensors ist über einen die Schwingungen auf den Wandler übertragenden festen Körper an die Pralipiatte gekoppelt, wobei der feste Körper einen mit der Pralipiatte an deren Rand verbundenen Unterbau der Pralipiatte bildet.
Aus der EP 0 422 551 Bl ist ein Niederschlagssensor bekannt, auf dessen Pralipiatte über einer Klebeschicht ein piezoelektrischer Wandler befestigt ist. Durch Auswertung der von dem Wandler gelieferten elektrischen Signale kann mittels einer Frequenzanaiyse zwischen auftreffenden Regentropfen, Hagelkörnern und
Schneeflocken unterschieden werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Niederschiagssensor der eingangs genannten Art zu schaffen, der kinetische Energien der Niederschlags- teiichen in einem im Vergleich zu den bekannten Niederschlagssensoren größeren Energieberelch bestimmen kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Auswerteeinrichtung dazu vorgesehen ist, die Signale, die der Wandler in aufeinander folgenden Messzeitintervallen nach dem Aufschlagen erzeugt, separat auszuwerten. In einem ersten, in einem relativ kurzen zeitlichen Abstand von dem Aufschlagen vorgesehenen Messzeitintervall, vorzugsweise in einem zeitlichen Mindestabstand von zumindest 2 ms, lassen sich die Schwingungen messen, die von Niederschlagsteilchen mit einer verhältnismäßig geringen kinetischen Energie hervorgerufen werden und eine Amplitude einer derartigen Größe aufweisen, dass der Wandler daraus Signale erzeugen kann, die die Schwingungen korrekt charakterisieren.
Trifft das Niederschlagsteilchen dagegen mit einer derart großen kinetischen Energie auf, dass eine Schwingung hervorgerufen wird, deren Amplitude während des ersten Messzeitintervalls so groß ist, dass sie außerhalb eines Messbereichs liegt, den der Wandler korrekt auswerten kann, werden die Signale in einem auf das erste Messzeitintervall folgenden zweiten Messzeitintervall, zu welchem die
Schwingungen aufgrund einer Dämpfung geringer geworden sind und innerhalb des Messbereichs des Wandlers liegen, ausgewertet.
In gleicher Weise können zu späteren Zeitpunkten weitere Messzeitintervalle vorgesehen sein, für die die Signale ausgewertet werden, sofern in den jeweils vor- herigen Messzeitintervallen keine Auswertung erfolgen kann, weil die jeweils auftretenden Schwingungen außerhalb des Messbereichs, den der Wandler korrekt auswerten kann, liegen. Zweckmäßigerweise sind die Messzeitintervalle innerhalb von 200 ms, vorzugsweise innerhalb von 150 ms, nach dem Aufschlagen vorgesehen.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Größe der Messzeitintervalle oder/und der zeitliche Abstand der Messzeitintervalle von dem Aufschlagen des Niederschlagsteilchens in Abhängigkeit von Aufbau, Form und Struktur des Prallkörpers festgesetzt.
Vorteilhaft lässt sich durch die Auswertung in den verschiedenen Messzeitintervallen mittels des Wandlers die kinetische Energie in einem großen Energiebereich bestimmen, auch wenn er nur einen verhältnismäßig kleinen Messbereich umfasst, in dem die kinetische Energie unmittelbar aus den erzeugten Signalen korrekt bestimmt werden kann.
Zweckmäßigerweise sind zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei, der Messzeitintervalle, die vorzugsweise in zeitlichem Abstand voneinander gebildet sind, vor- gesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Ist vorgesehen, dass der zeitliche Abstand mindestens 5 ms beträgt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteeinrichtung zur Analyse der Amplituden und/oder der Frequenz der Signale eingerichtet. Neben der Ermittlung der kinetischen Energie des Niederschlagsteiichens anhand der Amplitudenanalyse Iässt sich mittels der Frequenzanaiyse ferner eine Dichte und/oder eine Härte des Niederschlagsteiichens, insbesondere des Hagelkorns, ermitteln, weil Niederschlagsteilchen, die eine verhältnismäßig große Dichte oder eine verhältnis- mäßig große Härte aufweisen, Im Vergleich zu Niederschlagsteilchen, die eine geringe Dichte bzw. eine geringe Härte aufweisen, Schwingungen größerer Frequenzen verursachen.
Werden, wie in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, die Amplitudenanalyse und die Frequenzanalyse miteinander kombiniert, Iässt sich die kinetische Energie noch präziser ermittein. Wird die Frequenz zur Bestimmung der kinetischen Energie miteinbezogen, Iässt sich berücksichtigen, dass Niederschlagsfeilchen, insbesondere Hagelkörner, unterschiedlicher Dichten oder Härten auf verschiedene Weise mit dem Prallkörper wechselwirken. So findet beim Aufschlagen eines Niederschlagsteiichens einer verhältnismäßig geringen Dichte oder Härte, beispielsweise eines Hagelkorns mit großer Porosität, ein Stoß mit dem Prallkörper statt, der zu einer Verformung des Niederschiagteilchens führt, die die einen größeren plastischen Anteil aufweist als wenn mit derselben kinetischen Energie ein Niederschlagsfeilchen mit im Vergleich größerer Dichte oder Härte, beispielsweise ein Hagelkorn ohne Porosität, auf den Prallkörper aufschlägt. Dies hat zur Folge, dass beim Vergleich von Niederschlagsfeilchen gleicher kinetischer Energie, die unterschiedliche Härten oder Dichten aufweisen, beim Aufschlagen des Niederschlagsteiichens der geringeren Dichte oder Härte ein Signal verursacht wird, das eine kleinere Amplitude und eine kleinere Frequenz aufweist als das Signal, das von dem Niederschiagsteiichen der größeren Dichte oder Härte verursacht wird.
Zweckmäßigerweise Ist darüber hinaus vorgesehen, dass mitteis der Auswerteeinrichtung eine Zählung der auf den Prailkörper auftreffender Niederschlagsfeilchen durchgeführt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Auswerteeinrichtung einen Filter auf, der vorzugsweise dazu eingerichtet ist, niedrige Frequenzen zu unterdrücken, um Signalverfälschungen durch Nachschwingungen zu vermeiden. Ferner lassen sich Fehlmessungen herausfiltern, die auftreten können, wenn mehrere der Niederschlagsteilchen in zu kurzen zeitlichen Abständen nacheinander auf den Prallkörper auftreffen. Zweckmäßigerweise ist der Wandler an eine Seite des Prallkörpers gekoppelt, die von einer Prallfläche des Prallkörpers, auf welche die Niederschlagsteilchen aufschlagen, abgewandt ist. Während es vorstellbare wäre, den Wandler unmittelbar an dem Prallkörper anzuordnen, ist er in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung über einen die Schwingungen auf den Wandler über- tragenden festen Körper, der fest mit dem Prallkörper verbunden ist, an den Prallkörper gekoppelt, wobei der feste Körper vorzugsweise als Dämpfer für eine Übertragung der Schwingungen auf den Wandler wirkt.
Der feste Körper hält den Wandler zweckmäßigerweise in einem Abstand, vorzugsweise von mindestens 5 mm, von dem Prallkörper.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Prallkörper durch eine Prallplatte gebildet. Der Wandler ist vorzugsweise bei senkrechter Projektion auf die Prallplatte in der Mitte der Prallplatte angeordnet. Bei dieser Anordnung ergibt sich die größtmögliche Unabhängigkeit der Größe des Signals von einem Ort, an dem das Niederschlagsteilchen auf der Prallplatte auftritt.
Der Wandler selbst ist zweckmäßigerweise ebenfalls plattenförmig. Bevorzugt handelt es sich um einen piezoelektrischen Wandler, der mit seiner ebenen Plattenfläche gegen eine ebene Fläche des Prallkörpers oder des festen Körpers anliegt und vorzugsweise damit verklebt ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Niederschlagssensor eine Haltevorrichtung, welche die Prallplatte geneigt zur Horizontalen hält. Aufschlagende Niederschlagsteilchen werden daher zur Seite abgelenkt und Schmelzwasser oder Regenwasser läuft ständig ab. Die Oberfläche der Prallplatte ist zweckmäßigerweise möglichst glatt, so dass Eisteilchen von ihr abrutschen können. So kann es nur im geringen Maße zu Verfälschungen der auszuwertenden Signale durch Eis oder Wasser auf der Prallplatte kommen. Als vorteilhaftes Material zur Herstellung des Prallkörpers sowie des festen Körpers hat sich insbesondere Polycarbonat erwiesen. Der erfindungsgemäße Niederschlagssensor bzw. das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft nutzen, um ein Potential zur Schädigung zu bestimmen, das ein oder mehrere der Niederschlagsteilchen durch Aufschlagen, insbesondere auf ein Gebäude oder einen anderen Gegenstand, beispielsweise ein Fahrzeug, hat bzw. haben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den beiliegenden Zeichnungen, die sich auf dieses Ausführungsbeispiel beziehen, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Niederschlagssensor in verschiedenen
Ansichten, und
Fig. 2 mittels des Niederschlagssensors nach Fig. 1 ermittelte Messergebnisse, Ein In Flg. 1 dargestellter Niederschlagssensor 1 umfasst eine achteckige Prallplatte 2 aus Polycarbonat, die an einer Halterung 6 festgeschraubt ist, welche die Prall- platte 2 zur Horizontalen geneigt hält. Auf einer Unterseite der Prallplatte 2 ist in senkrechter Projektion auf die PraÜpiatte 2 gesehen in der Mitte der Prallplatte 2 eine ebenfalls aus Polycarbonat gebildete Übertragungsplafte 5 befestigt. Auf der der Prallplatte 2 abgewandten Seite der Übertragungsplatte 5 ist ein platten- förmiger Piezowandler 3 angeordnet, der über hier nicht gezeigte Anschiuss- leitungen mit einer Auswerteeinrichtung 4 verbunden ist, welche Einrichtungen zu Datenfernübertragung aufweisen kann.
Die Auswerfeeinrichtung 4 ist dazu vorgesehen, eine Amplitudenanalyse sowie eine Frequenzanalyse mittels des Wandlers 3 erzeugter Signale durchzuführen. Die Amplitudenanalyse ist derart vorgesehen, dass sich kinetische Energien von Niederschlagsteilchen, die auf die Praliplatte 2 auftreffen, ermittein lassen. Ferner ist die Auswerteeinrichtung 4 zur Bestimmung einer Härte und/oder einer Dichte der auftreffenden Niederschlagsteilchen durch die Frequenzanalyse vorgesehen.
Beim Auftreffen der Niederschlagsfeiichen auf die Prallplatte 2 breiten sich jeweils vom Ort des Aufschiagens im Material der Praliplatte 2 Wellenberge bzw. Weiien- pakete aus, die sich in die Übertragungsplafte 5 und damit hin zu dem Piezowandler 3 fortsetzen.
Trifft ein Hagelkorn eines Durchmessers von 10 mm aus einer Fallhöhe von 1 m auf die Praliplatte 2, erzeugt der Piezowandler 3 aufgrund der hervorgerufenen Schwingung ein Messsignai, das in Fig. 2a gezeigt ist. Das in einem ersten, auf das Aufprallen folgenden Zeitintervall Ml erzeugte Messsignal liegt in einem Messbereich des Piezowandlers 3, in dem aus dem Messsignal korrekt eine kinetische Energie des Niederschlagsteilchens bestimmt werden kann. Mittels der
Amplitudenanalyse wird aus dem Messsignal aus dem Messintervall Ml die kinetische Energie des Hagelkorns ermittelt.
Trifft dagegen ein Hagelkorn eines Hagelkorndurchmessers von 45 mm aus derselben Fallhöhe wie oben genannt auf die Prallplatte 2, wird im Zeitintervall M l ein Messsignal erzeugt, dessen Intensität zur korrekten Ermittlung der kinetischen Energie aus dem Messsignal zu groß ist. In diesem Fall wird zur Ermittlung der kinetischen Energie ein Zeitintervall M2 herangezogen, das zu einem späteren Zeitpunkt beginnt als das Zeitintervall M l und zu dem die Schwingung bereits deutlich abgedämpft worden ist. Das Zeitintervall M2 beginnt zweckmäßiger Weise zumindest 10 ms nach dem Aufschlagen des Niederschlagsteilchens, wobei vorzugsweise zwischen dem Ende des Zeitintervalls Ml und dem Zeitintervall M2 ein zeitlicher Abstand von zumindest 5 ms liegt.
Trifft ein Hagelkorn auf die Prallplatte 2, das eine derart starke Schwingung verursacht, dass auch zu dem Zeitintervall M2 die Intensität der Schwingung zur korrekten Bestimmung der kinetischen Energie zu groß ist, wie hier anhand eines Hagelkorns mit einem Durchmesser von 80 mm bei gleicher Fallhöhe gezeigt, wird die kinetische Energie durch Frequenzanalyse des Signals in einem zeitlich nochmals später angeordneten Zeitintervall M3 ermittelt. Das Zeitintervall M3 endet vorzugsweise innerhalb von 150 ms nach dem Auftreffen des Hagelkorns.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Amplitudenanalyse und die Frequenzanalyse zur Ermittlung der kinetischen Energie kombiniert. Anhand der Informationen über die Dichte oder die Härte des Niederschlagsteilchens, die sich aus der Frequenzanalyse erhalten lassen, wird zur Bestimmung der kinetischen Energie berücksichtigt, dass durch Aufschlagen von Niederschlagsteilchen geringerer Dichte oder Härte ein Signal verursacht wird, das eine kleinere
Amplitude und eine kleinere Frequenz aufweist als ein von Niederschlagsteilchen größerer Dichte oder Härte verursachtes Signal. Dadurch kann die durch die Amplitudenanalyse gewonnene Information über die kinetische Energie weiter präzisiert werden.

Claims

! > Niederschlagssensor, insbesondere Hagelsensor, der einen Prallkörper (2) und einen Wandler (3) zur Registrierung von Schwingungen, die durch Aufschlagen zumindest eines Niederschlagsteilchens auf den Prallkörper (2) hervorgerufen werden, und eine Einrichtung (4) zur Auswertung mittels des Wandlers (3) erzeugter elektrischer Signale umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteeinrichtung (4) dazu vorgesehen ist, die Signale, die der Wandler (3) in aufeinander folgenden Messzeitintervallen (M l , M2, M3) nach dem Aufschlagen erzeugt, separat auszuwerten, um eine kinetische Energie des Niederschiagsteilchens zu bestimmen.
2. Niederschlagssensor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messzeitintervaile (M l , M2, M3) in zeitlichem Abstand voneinander vorgesehen sind.
3. Niederschlagssensor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, der Messzeitintervaile (M l , M2, M3) vorgesehen sind.
4. Niederschlagssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Messzeitintervall ( l ) zur Bestimmung der kinetischen Energie in einem ersten Energieintervali und ein darauf folgendes Folgemesszeitintervall (M2, M3) zur Bestimmung der kinetischen Energie in einem Folgeenergie- intervali, das im Verhältnis zu dem ersten Energieintervall größere kinetische Energien umfasst, vorgesehen ist,
5. Niederschlagssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteinrichtung (4) zur Analyse der Amplituden und/oder der Frequenz der Signale eingerichtet ist. ό. Niederschlagssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinrichtung (4) zur Ermittlung einer Härte und/oder einer Dichte des Niederschlagteilchens vorgesehen ist.
7. Niederschlagssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Prallkörper durch eine Prallplatte (2) gebildet ist und der Wandler (3) vorzugsweise in senkrechter Projektion auf die Prallplatte (2) in der Mitte der Prallp!atte (2) oder in der Nähe der Mitte angeordnet ist. 8. Niederschlagssensor nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wandler (3) im Abstand von der Prallplatte (2) angeordnet und über einen die Schwingungen auf den Wandler (3) übertragenden festen Körper (5), der fest mit der Prallplatte (2) verbunden ist, an die Prallplatte (2) gekoppelt ist, wobei der feste Körper (5) den Wandler (3) vorzugsweise in einem Abstand von der Prallplatte ( 1 ) hält.
9. Verwendung des Niederschlagssensors nach den Ansprüchen 1 bis 8 zur Bestimmung eines Potentials zur Schädigung, die das Niederschlagsteilchen durch Aufschlagen hat.
10. Verfahren zur Detektion eines Niederschlagsteilchens, bei dem mittels eines Wandlers (3) eines Niederschlagssensors ( 1 ) Schwingungen registriert werden, die durch ein Aufschlagen des Niederschlagsteilchens auf einen Prallkörper (2) des Niederschlagssensors ( 1 ) hervorgerufen werden, und bei dem mittels des
Wandiers (3) erzeugte elektrische Signale ausgewertet werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Signale, die der Wandler (3) in aufeinander folgenden Messzeitintervallen (M 1 ,M2,M3) nach dem Aufschlagen erzeugt, zur Bestimmung einer kinetischen Energie des Niederschlagsteilchens separat ausgewertet werden.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messzeitintervalle (M l ,M2,M3), für welche die Signale ausgewertet werden, zeitlich im Abstand voneinander gebildet sind.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Signale ein Potential zur Schädigung bestimmt wird, die das Niederschlagsteilchen durch Aufschlagen hat.
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WO (1) WO2016037605A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11408858B2 (en) 2017-02-24 2022-08-09 Brigham Young University Contact elements for acoustic excitation attached via a compliant matertal
US20190064346A1 (en) * 2017-08-30 2019-02-28 Weather Analytics Llc Radar Artifact Reduction System for the Detection of Hydrometeors
IT201800008145A1 (it) * 2018-08-21 2020-02-21 Waterview Srl Mappatura di precipitazioni atmosferiche, in particolare precipitazioni grandinigene
US11100918B2 (en) 2018-08-27 2021-08-24 American Family Mutual Insurance Company, S.I. Event sensing system
US11353623B2 (en) * 2018-09-07 2022-06-07 Hailios Inc. Weather detection and intensity evaluation
DE102022127608A1 (de) 2022-10-19 2024-04-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Überwachung eines Kraftfahrzeugs

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1639390A1 (de) * 2003-07-01 2006-03-29 Vaisala Oyj Verfahren und einrichtung zur hydrometeor-detektion

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3141330A (en) * 1960-12-19 1964-07-21 Thompson Ramo Wooldridge Inc Precipitation sensing system
US3428890A (en) * 1966-05-23 1969-02-18 Commerce Usa System for determining the type of atmospheric precipitation by detecting meteorological parameters
SE312601B (de) * 1968-03-18 1969-07-21 Nitro Nobel Ab
US4750117A (en) * 1984-12-13 1988-06-07 Surface Systems, Inc. Ultrasonic depth measurement apparatus and methods
US4679160A (en) * 1984-12-13 1987-07-07 Surface Systems, Inc. Ultrasonic depth measurement apparatus and methods
LU87603A1 (de) * 1989-10-09 1991-05-07 Europ Communities Niederschlagsmesser
FR2652952B1 (fr) 1989-10-10 1992-01-24 Alcatel Espace Antenne a balayage electronique en emission.
DE4033975A1 (de) * 1989-10-26 1991-05-08 Aisin Seiki Regentropfensensor
US5528224A (en) * 1994-05-03 1996-06-18 Scientific Technology, Inc. Optical and acoustic weather identification system
DE4434432C2 (de) * 1994-09-27 2001-02-15 Bundesrep Deutschland Regenmeßgerät
US6044699A (en) * 1997-12-17 2000-04-04 Belfort Instrument Company Gauge for accurately measuring precipitation
US7050949B2 (en) * 1999-12-28 2006-05-23 Niles Co., Ltd. Signal processing method and device
US6295868B1 (en) * 2000-05-05 2001-10-02 Christopher Cooper Real-time snow load measuring system
FI116322B (fi) * 2001-09-24 2005-10-31 Vaisala Oyj Sade- ja raeanturi sekä menetelmä sateen mittaamiseksi
DE10305139B4 (de) * 2003-02-07 2006-02-16 Metek Metereologische Meßtechnik GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Niederschlagsarten in der Atmosphäre
DE10330128B4 (de) * 2003-07-04 2005-05-25 Hochschule Für Technik Und Wirtschaft Des Saarlandes Niederschlagssensor, insbesondere Hagelsensor
DE10330828B4 (de) 2003-07-08 2006-09-21 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Fräsen von Freiformflächen
EP1820049B1 (de) * 2004-12-06 2008-06-18 Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Niederschlagssensor, insbesondere hagelsensor
US8033156B2 (en) * 2008-06-25 2011-10-11 The Boeing Company Sensor apparatus and method for detecting impacts
FI123974B (fi) * 2009-04-22 2014-01-15 Vaisala Oyj Menetelmä hydrometeoreja havaitsevan mittalaitteen yhteydessä sekä tähän liittyvä mittalaite
US8635024B2 (en) * 2010-08-02 2014-01-21 International Business Machines Corporation Sensing device for determining weather event attributes
US9121779B2 (en) * 2012-01-27 2015-09-01 Hail Signature Technologies, L.L.C. System for recording information associated with hail storm event and determining structure damage based on same
NL2008563C2 (en) * 2012-03-29 2013-10-01 Univ Delft Tech Precipitation measurement system and method for measuring precipitation.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1639390A1 (de) * 2003-07-01 2006-03-29 Vaisala Oyj Verfahren und einrichtung zur hydrometeor-detektion

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2016037605A1 *

Also Published As

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