CN107065040A - 预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置 - Google Patents

预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置 Download PDF

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周航
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Abstract

本发明公开了一种预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置，包括壳体、漏斗、盛水量筒、红外传感器、霍尔元件、数据采集器、电磁阀、继电器、集声罩、超声波驱鸟器、驱虫盒、太阳能蓄电池和三角架，所述集声罩内部安置超声波驱鸟器，壳体两侧安置驱虫盒，壳体外部安置太阳能电池板，装置整体通过三角架固定在地面；所述盛水量筒和漏斗通过排水管一连接，盛水量筒上部安置红外传感器，侧部安置霍尔元件，红外传感器、霍尔元件通过信号传输线与数据采集器连接，电磁阀通过信号传输线与继电器连接，数据采集器将监测的雨量数据实时传递给监测中心。本发明通过上述结构，提高监测的全面性，具有野外监测性能好、准确度高、坚固耐用等特点。

Description

预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置
技术领域
本发明涉及地质灾害监测领域，具体而言，是一种预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置。
背景技术
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，多次构造运动，造成地质条件十分复杂，再加上人类工程活动影响，地质灾害频繁发生，地质灾害不仅对山岳地区的基础设施造成毁灭性打击，更对人民群众的生命安全和财产安全构成极大的威胁，而滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的发生往往是由降雨引发的。因此，准确的测量雨量并实时传递到监测中心显得尤为重要。目前，我国存在很多类型的雨量计，但是基本上每种雨量计都有一定的局限性，比如超声波雨量计和压力雨量计测量精度低，虹吸式雨量计容易受地势和监测环境的限制，不适合野外监测，翻斗式雨量计适合测量小规模的降雨量，对于强降雨以及大规模降雨测量的误差较大。此外，市场现存精细的雨量监测装置结构较复杂，而地质灾害区域的地质环境恶劣，大大缩减装置的使用寿命；简单的雨量监测装置又很难适应山区等恶劣环境的雨量监测，在使用过程中容易受鸟类、虫类等影响，影响雨量监测数据的准确度，目前市面上缺少一种结构简单、监测准确、适应性强的远程全自动雨量监测装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置，既能准确的测量降雨的大小并将数据实时传递到监测中心，又能适合野外恶劣环境下的监测，具有结构简单、监测准确、适应性强等特点，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提出预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置，包括壳体、漏斗、盛水量筒、红外传感器、霍尔元件、数据采集器、电磁阀、继电器、集声罩、超声波驱鸟器、驱虫盒、太阳能蓄电池和三角架，所述集声罩内部安置超声波驱鸟器，壳体两侧安置驱虫盒，壳体外部安置太阳能电池板，太阳能蓄电池通过电路线与太阳能电池板连接，装置整体通过三角架固定在地面；所述盛水量筒和漏斗通过排水管一连接，盛水量筒上部安置红外传感器，侧部安置霍尔元件，红外传感器、霍尔元件通过信号传输线与数据采集器连接，电磁阀通过信号传输线与继电器连接。
进一步，所述太阳能电池板安置在壳体外部，并通过电路线与太阳能蓄电池连接，太阳能蓄电池通过电路线给超声波驱鸟器、红外传感器、数据采集器、继电器和电磁阀供电。
进一步，所述盛水量筒内部液面漂浮着泡沫浮板，浮板下部安置磁铁，红外传感器监测液面浮板的高度变化并将数据传递至数据采集器，通过霍尔元件利用霍尔效应进行数据校正。
进一步，所述数据采集器包括数据接收模板、数据处理模板、数据存储模板、信号转化模板和信号发射模板，将监测的雨量数据实时传递给监测中心，实现远程监测和监控。
进一步，所述三角架采取套管结构设计，包括可伸缩支杆、锁紧装置和锚杆，套管交界处采用螺纹连接，通过旋转锁紧装置固定可伸缩支杆，锚杆下部为尖端结构，可插入碎屑岩或土中。
进一步，所述电磁阀通过信号传输线与继电器连接，并安置在盛水量筒底部与排水管二的交界处的下部3cm处，继电器控制电磁阀的开闭。
进一步，所述滤网是呈网状的铝丝网，铝丝网的直径和盛水量筒的直径相等。
进一步，所述排水管一为弯管，弯管的弧度范围在144°—146°之间，排水管一插到离盛水量筒底部2—3cm处。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置中的排水管一插到离盛水量筒底部2—3cm处，雨水通过漏斗、排水管一进入到盛水量筒底部，液面波动小，测量更加准确，此外对于微弱的雨水引起量筒内部泡沫浮板的高度变化，红外传感器也能监测到，盛水量筒侧部的霍尔元件通过霍尔效应校正数据，与超声波、压力监测器相比，提高测量的精确度和准确率；超声波驱鸟器和驱虫盒的使用，提高仪器的使用寿命和适用范围，套管结构设计的三角架更适合野外恶劣环境的监测；整套装置的特征在于符合实验原理的全自动数据采集系统，测量过程全自动完成，不仅能监测雨量大小，而且还可以将数据实时传递至监测中心，实现雨量的远程监测和监控，为预防地质灾害提供数据支持。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并在某种程度上，基于对下文的考察，研究本领域技术人员而言是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。
附图说明
图1 为预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置结构图；
图2为本发明盛水量筒结构示意图；
图3本发明数据采集器结构示意图。
图中：1滤网、2漏斗、3排水管一、4红外传感器、5数据采集器、6继电器、7霍尔元件、8电磁阀、9太阳能电池板、10太阳能蓄电池、11壳体、12超声波驱鸟器、13集声罩、14驱虫盒、15可伸缩支杆、16锁紧装置、17 锚杆、18盛水量筒、19浮板、20磁铁、21排水管二、22信号传输线、23三角架、24数据接收模板、25数据处理模板、26数据存储模板、27信号转化模板、28信号发射模板、29监测中心。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置，参见图1、图2和图3，包括滤网1、漏斗2、排水管一3、红外传感器4、数据采集器5、继电器6、霍尔元件7、电磁阀8、太阳能电池板9、太阳能蓄电池10、壳体11、超声波驱鸟器12、集声罩13、驱虫盒14、可伸缩支杆15、锁紧装置16、锚杆17、盛水量筒18、浮板19、磁铁20、排水管二21、信号传输线22、三角架23、数据接收模板24、数据处理模板25、数据存储模板26、信号转化模板27、信号发射模板28、监测中心29，其中集声罩13内部安置超声波驱鸟器12，壳体11两侧安置驱虫盒14，壳体11外部安置太阳能电池板9，太阳能蓄电池10通过电路线与太阳能电池板9连接，装置整体通过三角架23固定在地面；所述盛水量筒18和壳体11顶部通过漏斗2连接，盛水量筒18上部安置红外传感器4，侧部安置霍尔元件7，红外传感器4、霍尔元件8通过信号传输线22与数据采集器5连接，电磁阀8通过信号传输线22与继电器6连接。
太阳能电池板9安置在壳体11外部，并通过电路线与太阳能蓄电池10连接，太阳能蓄电池10通过电路线给超声波驱鸟器12、红外传感器4、数据采集器5、继电器6和电磁阀8供电，超声波在集声罩13经过无数次传播反射，形成的超声波防护网覆盖整个雨量监测装置，避免鸟类产生的排泄物引起雨量监测装置内部的堵塞，壳体11两侧安置驱虫盒14，内部盛放的驱虫剂能够有效驱除昆虫、鼠类等，避免昆虫、鼠类等破坏雨量监测装置内部的电子零件；三角架23采取套管结构设计，包括可伸缩支杆15、锁紧装置16和锚杆17，可伸缩支杆15可调节装置高度，锁紧装置16可以固定支杆，锚杆17下部为尖端结构，可插入碎屑岩或土中。
当开始降雨时，降雨从漏斗2上的网状铝丝滤网1进入，经过排水管一3进入盛水量筒18底部，盛水量筒18的水位不断升高，盛水量筒内部液面漂浮着泡沫浮板19高度发生变化，浮板19下部安置磁铁20，盛水量筒18上部的红外传感器4监测液面浮板的高度变化，侧部的霍尔元件7对数据进行校正，并将数据传递至数据采集器5，所述数据采集器5外部设置防水装置，包括数据接收模板24、数据处理模板25、数据存储模板26、信号转化模板27和信号发射模板28，红外传感器4和霍尔元件8分别与数据传输模板24连接，接收红外传感器4传递的数据；数据处理模板25与数据接收模板24连接，对传递数据进行处理，通过预先设定的程序自动转化降雨量的数值；数据存储模板26与数据处理模板25连接，存储雨量大小的数据：信号转化模板27与数据储存模板26连接，将处理后的雨量大小的数据转化成电信号；数据发射模板28与数据转化模板27连接，将电信号远程传递给监测中心，实现雨量的实时监测和远程监控；电磁阀8通过信号传输线与继电器6连接，并安置在盛水18底部与排水管二21的交界处的下部3cm处，当盛水量筒的液面达到排水管一与之交界处或降雨停止后，电磁阀8自动打开，迅速排水。
显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置，包括壳体（11）、漏斗（2）、盛水量筒（18）、红外传感器（4）、霍尔元件（7）、数据采集器（5）、电磁阀（8）、继电器（6）、集声罩（13）、超声波驱鸟器（12）、驱虫盒（14）、太阳能蓄电池（10）和三角架（23），所述集声罩（13）内部安置超声波驱鸟器（12），壳体（11）两侧安置驱虫盒（14），壳体（11）外部安置太阳能电池板（9），太阳能蓄电池（10）通过电路线与太阳能电池板（9）连接，装置整体通过三角架（23）固定在地面；所述盛水量筒（18）和漏斗（2）通过排水管一（3）连接，盛水量筒（18）上部安置红外传感器（4），侧部安置霍尔元件（7），红外传感器（4）、霍尔元件（7）通过信号传输线（22）与数据采集器（5）连接，电磁阀（8）通过信号传输线与继电器（6）连接。
2.根据权利要求1所述的预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置，其特征在于：所述太阳能电池板（9）安置在壳体（11）外部，并通过电路线与太阳能蓄电池（10）连接，太阳能蓄电池（10）通过电路线给超声波驱鸟器（12）、红外传感器（4）、数据采集器（5）、继电器（6）和电磁阀（8）供电。
3.根据权利要求1所述的预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置，其特征在于：所述盛水量筒（18）内部液面漂浮着泡沫浮板（19），浮板（19）下部安置磁铁（20），红外传感器（4）监测液面浮板（19）的高度变化并将数据传递至数据采集器（5），霍尔元件（7）利用霍尔效应进行数据校正。
4.根据权利要求1所述的预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置，其特征在于：所述电磁阀（8）通过信号传输线（22）与继电器（6）连接，并安置在盛水量筒（18）底部与排水管二（21）的交界处下部3cm处。
5.根据权利要求1所述的预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置，其特征在于：所述三角架（23）采取套管结构设计，包括可伸缩支杆（15）、锁紧装置（16）和锚杆（17）。
6.根据权利要求1所述的预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置，其特征在于：所述滤网（1）是呈网状的铝丝网，铝丝网的直径和盛水量筒（18）的直径相等。
7.根据权利要求1所述的预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置，其特征在于：所述排水管一（3）为弯管，弯管的弧度范围在144°—146°之间，
排水管一（3）插到离盛水量筒（18）底部2—3cm处。
8.根据权利要求3所述的预防地质灾害的远程全自动雨量监测装置，其特征在于：所述数据采集器（5）包括数据接收模板（24）、数据处理模板（25）、数据存储模板（26）、信号转化模板（27）和信号发射模板（28），将监测的雨量数据实时传递给监测中心（29）。
9.根据权利要求5所述的三角架，其特征在于：所述套管交界处采用螺纹连接，通过旋转锁紧装置（16）固定可伸缩支杆（15）。
10.根据权利要求5所述的三角架，其特征在于：所述锚杆（17）下部为尖端结构，可插入碎屑岩或土中。
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