[发明专利]一种降水量采集系统

说明书

技术领域

本发明属于测量装置领域，尤其涉及一种降水量采集系统。

背景技术

随着能源危机的不断凸显，人们对于水资料的关注度不断加强。降水量是衡量一个地区降水多少的数据。它是指从天空降落到地面上的液态和固态降水，没有经过蒸发、渗透和流失而在水平面上积聚的深度，单位是毫米。气象学中常有年、月、日、12h、6h甚至1h的降水量，6h中降下来的雨雪统统融化为水，称为6h降水量；24h降下来的雨雪统统融化为水，称为24h降水量。一年中，降下来的雨雪统统融化为水，称为“年降水量”。单位时间的降水量称为降水强度。单位时间的雨量称为雨强。降水量资料提供了关于水分资源的依据，是国民经济建设、科学研究各部门，特别是农业、水利部门不可缺少的资料。传统的方式是人工进行观测，然而人工观测的方式误差较大，且不能及时的对数据进行处理。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种降水量采集系统。

一种降水量采集系统，其特征在于包括传感器、信号采集器和处理终端，传感器、信号采集器和处理器依次相连接；其中信号采集器由电源模块和数据采集板组成；信号采集板由处理器、数模转换电路和通信电路组成，处理器、数模转换电路和通信线路依次相连接。

本发明所述的一种降水量采集系统，其特征在于所述传感器为电容传感器。

本发明所述的一种降水量采集系统，其特征在于所述电容传感器为虹吸式传感器。

本发明所述的一种降水量采集系统，其特征在于所述虹吸式传感器选用50202型传感器。

本发明所述的一种降水量采集系统，其特征在于所述传感器设置有保温和加热装置。

本发明所述的一种降水量采集系统，其特征在于所述处理器采用AVR系列单片机。

本发明所述的一种降水量采集系统，其特征在于所述数模转换电路采用AD623单电源仪表放大器。

本发明所述的一种降水量采集系统，其特征在于所述通信电路为RS232通信接口电路。

本发明所述的一种降水量采集系统，其特征在于所述通信接口电路采用MAX232芯片。

本发明所述的一种降水量采集系统，通过传感器实现自动及时的数据采集、并交由处理器快速进行数据处理，从而实现了无人、自动、快捷的降水量数据采集，本发明所述的降水量采集系统具有低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守的特点，适于在各种气象观测站推广使用。

具体实施方式

一种降水量采集系统，其特征在于包括传感器、信号采集器和处理终端，传感器、信号采集器和处理器依次相连接；其中信号采集器由电源模块和数据采集板组成；信号采集板由处理器、数模转换电路和通信电路组成，处理器、数模转换电路和通信线路依次相连接。

本发明所述的一种降水量采集系统，所述传感器为电容传感器。所述电容传感器为虹吸式传感器。所述虹吸式传感器选用50202型传感器。该传感器无活动部件，敏感器件为电容传感器。传感器的测量腔体和采集漏斗外部均有保温和加热装置，用于融冰或化雪。雨或雪通过采集漏斗进入测量腔体。测量范围为0~50mm，测量精度为±1mm，输出信号为0~5VDC，对应0~50mm的液位高度。进行观测时，降水通过传感器的采集漏斗进入测量腔体，使测量腔体内的液位高度发生变化，液位高度的变化值即为观测时段的降水量。当传感器的液位高度达到50mm时，传感器自动产生虹吸，虹吸时间为30s左右，虹吸后，传感器的液位高度回到零。信号采集器由电源模块和数据采集板组成。电源模块为降水量传感器和数据采集板提供工作电源，数据采集板采集测量降水量传感器的0~5VDC输出模拟量信号，并将模拟信号转换为液位高数字信号发送给数据处理终端。数据采集板由中央处理器、数模转换电路和RS232通信接口电路组成。中央处理器采用AVR系列单片机，该系列单片机具有高性能、低功耗的特点，处理器本身集成了10位数模转换器和可编程串行通信接口，这使得数据采集板的外围电路更为简单。数模转换电路中采用的AD623是一个集成单电源仪表放大器，它能在单电源（+3~+12V）下提供满电源幅度的输出，AD623允许使用单个增益设置电阻进行增益编程，以得到良好的用户灵活性。在无外接电阻的条件下，AD623被设置为单位增益；外接电阻后，AD623可编程设置增益，其增益最高可达1000倍。AD623放大器对降水量传感器输出的0~5VDC信号进行预处理，处理后接入中央处理器的数模转换通道，对信号进行读取。RS232通信接口电路采用了MAX232芯片，这是一款兼容RS232标准的芯片，由于电脑串口RS232的电平是-10~+10V，而单片机应用系统的信号电压是TTL电平（0~+5V），MAX232就是用来进行电平转换的。CPU通过数模转换通道读取到的液位高值再通过RS232通信接口发送给数据处理终端。数据处理终端为安装有专用观测软件的PC机。专用观测软件用来自动统计计算和存储各时段降水量。作为数据处理终端的计算机通过串行接口与信号采集器连接，自动接收来自信号采集器的液位高数据。