[發(fā)明專利]一種基于紅外測距的防凍型雨量計及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811071792.6
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109143414A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 陳仕闊;周航;何華東;王鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14;G01S17/08
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 劉凱

1.一種基于紅外測距的防凍型雨量計，其特征在于，包括外殼（1），外殼（1）內(nèi)上部一側(cè)設有頂部開口的盛水器（2），另一側(cè)下部設有量筒（10）；盛水器（2）頂部開口處設有雨滴傳感器，其底部設有通向量筒（10）的進水管（8），進水管（8）上設有第一電磁閥（7）；量筒（10）內(nèi)部設有泡沫浮板（13），其頂部開口上方設有用于測量與泡沫浮板（13）間距離的紅外測距傳感器（11），其底部設有向外部排水的排水管（16），排水管（16）上設有第二電磁閥（14）；所述盛水器（2）和量筒（10）的底部，以及進水管（8）和排水管（16）上均設有加熱裝置，盛水器（2）和量筒（10）內(nèi)均設有溫度傳感器（4）；還包括控制單元（12），雨滴傳感器、溫度傳感器（4）和紅外測距傳感器（11）將采集到的數(shù)據(jù)傳送給控制單元（12），控制單元（12）控制加熱裝置的啟閉，同時分別通過第一繼電器（9）和第二繼電器（15）控制第一電磁閥（7）和第二電磁閥（14）的啟閉，并將根據(jù)紅外測距傳感器（11）采集的數(shù)據(jù)得到降雨量信息，發(fā)送給監(jiān)測中心（28）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外測距的防凍型雨量計，其特征在于，所述控制單元（12）包括數(shù)據(jù)接收模塊（23）、數(shù)據(jù)處理模塊（24）、數(shù)據(jù)存儲模塊（25）、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊（26）、信號發(fā)射模塊（27）和指令發(fā)送模塊；數(shù)據(jù)接收模塊（23）接收雨滴傳感器采集到的是否降雨的信息、紅外測距傳感器（11）采集的量筒（10）內(nèi)部液面的高度變化信息及溫度傳感器（4）采集的溫度信息，并將其發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊（24）；數(shù)據(jù)處理模塊（24）對監(jiān)測的液面高度進行計算處理得到不同時刻的降雨量大小，并將其發(fā)從給數(shù)據(jù)存儲模塊（25）；指令發(fā)送模塊根據(jù)雨滴傳感器采集的信息，向第一繼電器（9）和第二繼電器（15）發(fā)送通斷指令，根據(jù)溫度傳感器（4）采集的溫度信息或雨滴傳感器采集到的是否降雨的信息，向加熱裝置發(fā)送啟閉指令；數(shù)據(jù)存儲模塊（25）存儲監(jiān)測降雨量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊（26）將存儲的降雨量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號由信號發(fā)射模塊（27）發(fā)送給監(jiān)測中心（28）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外測距的防凍型雨量計，其特征在于，所述盛水器（2）頂部設有濾網(wǎng)（3），所述濾網(wǎng)（3）為網(wǎng)格狀鈦合金材質(zhì)；所述雨滴傳感器固定于濾網(wǎng)（3）上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外測距的防凍型雨量計，其特征在于，所述盛水器（2）和量筒（10）底部的加熱裝置上還設有加熱柱（5）；所述進水管（8）和排水管（16）上的加熱裝置為熱阻絲。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外測距的防凍型雨量計，其特征在于，所述外殼（1）底部設有支撐板（21），支撐板（21）上設有用于固定雨量計的地腳螺栓（22）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外測距的防凍型雨量計，其特征在于，所述進水管（8）插入到量筒（10）底部。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外測距的防凍型雨量計，其特征在于，所述盛水器（2）、進水管（8）、量筒（10）和排水管（16）內(nèi)表面均設置疏水涂層。

8.一種如權(quán)利要求1所述的基于紅外測距的防凍型雨量計的控制方法，其特征在于，包括：

a）控制雨滴傳感器處于常開狀態(tài)，當監(jiān)測到降雨時，打開第一電磁閥（9），關閉第二電磁閥（15），使雨水由盛水器（2），經(jīng)進水管（8）進入量筒（10）；

b)監(jiān)測到降雨時，同時打開控制溫度傳感器（4），當監(jiān)測到環(huán)境溫度低于0℃時，打開加熱裝置對盛水器（2）、量筒（10）、進水管（8）和排水管（16）加熱，使溫度保持在0-4℃；

c)通過紅外測距傳感器（11）監(jiān)測液面上泡沫浮板（13）的高度變化，并將采集到的數(shù)據(jù)處理后得到不同時刻的降雨量大小，并發(fā)送給監(jiān)測中心（28）；

d)當量筒（10）內(nèi)液面上升到預定高度或液面停止上升時，關閉第一電磁閥（9），打開第二電磁閥（15），將量筒（10）中的雨水由排水管（16）排出，并記錄一次排水計數(shù)并將其傳遞給監(jiān)測中心（28）；

e)當監(jiān)測到降雨停止時或環(huán)境溫度高于4℃時，關閉加熱裝置。