[發(fā)明專利]卡爾曼濾波降雨量與壓電式蒸發(fā)量一體化檢測(cè)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111102960.5
• 申請(qǐng)日: 2021-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113820759A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙志浩;楊啟良;周平;張健;苗為偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01W1/14
• 分類號(hào): G01W1/14;G01L9/08;G01F23/14
• 代理公司: 昆明同聚專利代理有限公司 53214
• 代理人: 蘇蕓蕓

1.一種卡爾曼濾波降雨量與壓電式蒸發(fā)量一體化檢測(cè)裝置，其特征在于：包括機(jī)架機(jī)構(gòu)、蒸發(fā)計(jì)(2)、雨量計(jì)(6)、3個(gè)以上的雨水傳感器(1)；

所述機(jī)架機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)(3)、機(jī)殼(5)、斜拉索牽引線(14)、支撐板Ⅰ(15)、支撐板Ⅱ(22)、機(jī)架擋板(23)、滑桿(27)，4根滑桿(27)一端通過(guò)臥式支撐座(13)固定在機(jī)殼(5)內(nèi)中部，另一端通過(guò)臥式支撐座固定在機(jī)架擋板(23)上，機(jī)殼(5)下部?jī)?nèi)腔設(shè)置為儲(chǔ)水槽(12)；支撐板Ⅰ(15)一端固定在機(jī)架擋板(23)一側(cè)上，另一端通過(guò)斜拉索牽引線(14)與機(jī)架擋板(23)固連，蒸發(fā)計(jì)(2)放置于支撐板Ⅰ(15)上；支撐板Ⅱ(22)一端固定在機(jī)架擋板(23)另一側(cè)上，另一端通過(guò)斜拉索牽引線與機(jī)架擋板(23)固連，雨量計(jì)(6)放置于支撐板Ⅱ(22)上；步進(jìn)電機(jī)(3)固定在機(jī)殼(5)上，步進(jìn)電機(jī)(3)的輸出軸通過(guò)緊固套筒(19)與傳動(dòng)絲桿(4)一端連接，傳動(dòng)絲桿(4)另一端固定在機(jī)架擋板(23)上；機(jī)殼(5)中部左右兩側(cè)開(kāi)口，當(dāng)支撐板Ⅰ(15)在機(jī)殼(5)內(nèi)時(shí)，支撐板Ⅱ(22)位于機(jī)殼(5)外；機(jī)殼(5)頂部一側(cè)固定有雨水防濺柵(7)且位于雨量計(jì)(6)上方一側(cè)，雨水傳感器(1)設(shè)置在機(jī)殼(5)頂部，雨水傳感器(1)包括底座、螺旋圓錐導(dǎo)線Ⅰ(31)、螺旋圓錐導(dǎo)線Ⅱ(32)，螺旋圓錐導(dǎo)線Ⅰ(31)和螺旋圓錐導(dǎo)線Ⅱ(32)交替纏繞在底座上；蒸發(fā)計(jì)(2)底部通過(guò)軟管Ⅰ(16)與潛水泵(18)連通，潛水泵(18)設(shè)置在儲(chǔ)水槽(12)內(nèi)，軟管Ⅰ(16)上設(shè)置有電磁閥Ⅰ(17)，雨量計(jì)(6)底部出口通過(guò)軟管Ⅱ(21)與電磁閥Ⅱ(20)連通，壓力傳感器Ⅰ(26)設(shè)置在蒸發(fā)計(jì)底部，壓力傳感器Ⅱ(29)設(shè)置在雨量計(jì)底部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡爾曼濾波降雨量與壓電式蒸發(fā)量一體化檢測(cè)裝置，其特征在于：機(jī)殼(5)上設(shè)置有透明觀察門(8)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡爾曼濾波降雨量與壓電式蒸發(fā)量一體化檢測(cè)裝置，其特征在于：機(jī)殼(5)底部設(shè)置有固定底座(11)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡爾曼濾波降雨量與壓電式蒸發(fā)量一體化檢測(cè)裝置，其特征在于：本裝置還包括單片機(jī)，單片機(jī)分別與步進(jìn)電機(jī)(3)、雨水傳感器(1)、壓力傳感器Ⅰ(26)、壓力傳感器Ⅱ(29)、電磁閥Ⅰ、電磁閥Ⅱ連接；單片機(jī)包括3個(gè)以上的卡爾曼濾波模塊、液位控制模塊、步進(jìn)電機(jī)控制模塊；

卡爾曼濾波模塊用于采集雨水傳感器輸出的電信號(hào)，然后利用卡爾曼濾波算法進(jìn)行濾波處理，去除電信號(hào)噪聲，給出準(zhǔn)確的降雨起止信號(hào)；

步進(jìn)電機(jī)控制模塊收到卡爾曼濾波模塊給出的降雨起始信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)將蒸發(fā)計(jì)移入機(jī)殼，雨量計(jì)移出機(jī)殼；收到卡爾曼濾波模塊給出的降雨終止信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)將蒸發(fā)計(jì)移出機(jī)殼，雨量計(jì)移入機(jī)殼；

液位控制模塊用于蒸發(fā)計(jì)和雨量計(jì)內(nèi)的液位檢測(cè)，并計(jì)算蒸發(fā)量和降雨量，控制蒸發(fā)計(jì)和雨量計(jì)中液體的添加和排放。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卡爾曼濾波降雨量與壓電式蒸發(fā)量一體化檢測(cè)裝置，其特征在于：?jiǎn)纹瑱C(jī)還包括無(wú)線傳輸模塊，用于將單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸至手機(jī)或電腦中。