[发明专利]一种基于红外测距的防冻型雨量计及控制方法在审

专利信息
申请号: 201811071792.6 申请日: 2018-09-14
公开(公告)号: CN109143414A 公开(公告)日: 2019-01-04
发明(设计)人: 陈仕阔;周航;何华东;王鑫 申请(专利权)人: 西南交通大学
主分类号: G01W1/14 分类号: G01W1/14;G01S17/08
代理公司: 成都信博专利代理有限责任公司 51200 代理人: 刘凯
地址: 610031 四川省成都市*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 量筒 盛水器 红外测距传感器 排水管 进水管 雨量计 温度传感器 红外测距 电磁阀 防冻型 采集 地质灾害预防 控制加热装置 第一电磁阀 降雨量信息 加热装置 监测中心 泡沫浮板 失效问题 数据传送 数据支持 远程监测 启闭 雨水 预警
【说明书】:

发明公开一种基于红外测距的防冻型雨量计及控制方法,其外壳内设有盛水器和量筒,盛水器底部设有通向量筒的进水管,进水管上设有第一电磁阀;量筒底部设有排水管,排水管上设有第二电磁阀;盛水器和量筒的底部、进水管和排水管上均设有加热装置,盛水器和量筒内处均设有温度传感器;量筒内还设有泡沫浮板,顶部设有红外测距传感器;还包括控制单元,温度传感器和红外测距传感器将采集到的数据传送给控制单元,控制单元控制加热装置及两个电磁阀的启闭,并将根据红外测距传感器采集的数据得到降雨量信息,发送给监测中心。本发明解决了温度低于0℃时雨水上冻导致的雨量计失效问题,实现降了雨量的远程监测,为地质灾害预防或预警提供了数据支持。

技术领域

本发明涉及降雨量监测技术领域,具体为一种基于红外测距的防冻型雨量计及控制方法。

背景技术

降雨测量是针对从天空降落到地面的液态或固态融化后水,我国在区域气候格局属于东亚季风区,山岳地区暴雨十分频繁,暴雨引起的地质灾害不仅对基础设施造成毁灭性打击,更对人民群众的生命安全构成极大的威胁。因此,准确的测量降雨量并实时传递到监测中心显得尤为重要,雨量计是一种气象监测和水文监测用来测量降雨量的仪器,目前我国市面上常见雨量计的有虹吸式雨量计、称重式雨量计、翻斗式雨量计和超声波式雨量计四种。

虹吸式雨量计主要由承水器、浮子室、自记钟和虹吸管等组成。当虹吸式雨量计监测降雨量时,虹吸历时内的降雨并没有进行监测,而是随着虹吸一起排出仪器,引起的测量误差较大;另外虹吸式雨量计需要经常进行人工记录测量以及更换记录纸,容易受地形地势和监测环境的限制,给野外监测带来不便,因此在我国已经基本上被淘汰。

称重式雨量计主要由承水口、量筒、底座组件、称重装置等部件组成。称重装置可以同时监测液态水和固态水,将承水口收集的液态水和固态水汇入量筒,称重装置通过测量量筒质量的变化,计算得出降雨量。现有称重式雨量计虽然可以很好的测量夏季液态降水和冬季以降雪为主的固态降水,但是无法测量以冻雨为代表的粘附性降雨。

翻斗式雨量计主要由承水器、上翻斗、下翻斗、计量翻斗、干簧管和计数翻斗等组成。降雨收集在承水器经上翻斗进入到计量翻斗,当计量翻斗中的降雨量达到设定值后,自动将降雨倒入计数翻斗,计数翻斗会翻转一次,干簧管将监测雨量数据传递给计算机,从而实现降雨量的持续观测。目前,翻斗式雨量计的计量精度由本身的结构决定,无法自动调节,误差较大;另外,翻斗式雨量计无法测量固态降雨或者冻雨。

超声波式雨量计主要由承水器、量筒、超声波传感器、单片机和继电器等组成。降雨经承水器进入量筒,超声波传感器通过朝盛水量筒的液面发射并接收从液面反射的超声波信号,可以准确监测盛水量筒的液面高度变化的信息,将监测的降雨将数据实时传递给监测中心。

固态降雨或冻雨常见于冬季,冻水会粘附在承水口和量筒内壁,虹吸式雨量计、称重式雨量计、翻斗式雨量计和超声波式雨量计在环境温度低于0°时由于上冻会失效,无法达到全天候降雨量的测量;另外这些雨量计由于结构设计的问题,降雨量监测的过程中会出现很多问题,测量误差较大。因此市面上缺少一种监测准确、适应性强的防冻型雨量计。

发明内容

针对上述问题,本发明的目的在于提供一种既能提高雨量监测的精度,又能解决温度低于0°时雨水上冻导致雨量计失效问题的基于红外测距的防冻型雨量计及控制方法。技术方案如下:

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