CN107193006A - 一种基于超声波测距的多功能超声波气象仪 - Google Patents

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何小风
陶芬
查宏文
姜旎旎
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Wuhan University of Technology WUT
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Wuhan University of Technology WUT
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
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    • G—PHYSICS
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    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/885—Meteorological systems

Abstract

本发明公开了一种基于超声波测距的多功能超声波气象仪，包括外壳、显示模块、数据处理模块和探测模块；显示模块、数据处理模块和探测模块均集成在所述外壳上；探测模块通过超声波探测气象数据，并将数据传输至数据处理模块，由数据处理模块处理数据后送至显示模块实时显示。本发明利用超声波作为测量工具，减少了检测所用传感器种类，无需启动值，同时提高了检测精度，且本发明有助于普及气象仪器的使用，提高了人们对环境的参与度；与我国现有的气象监测仪器相比，本发明在造价以及使用费用上均相对较低，本发明节约了人工费用，并且耗能低，符合低碳环保的理念。

Description

一种基于超声波测距的多功能超声波气象仪
技术领域
本发明属于环境监测技术领域，涉及一种超声波气象仪，具体涉及一种基于超声波测距实现测雨量、风速、温度的多功能气象仪。
背景技术
我国的气象监测仪主要有两种类别第一个是人工监测仪器，第二个是地面自动气象站，其性能和监测的种类，能覆盖所有的气象要素，国内研究的产品，价格低，有专门的团队提供技术，能确保产品的后期的维护，是我国各个地区的仪器的最佳的选择。对于现在而言，气象系统主要用的地面气象仪器有EN2型测风数据处理仪，SJ1型虹吸式雨量计,DWJ1型自动温度计和自动气象站等。
EN2型测风数据处理仪测量精度较高，但需要启动风速，容易出现风向缺测，即风向打印出现"77"的现象，且根源较难查找，只能测量 2分钟、10分钟平均风向，无法测量实时风速；虹吸式雨量计不能实现自动测量与数据处理；DWJ1 型自动温度计通过机械的传动放大机构在记录纸上作出温度记录曲线，测量精确度较低。自动气象站测量精度高，但生产，维护成本较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种测量精度高，无启动值，低成本的基于超声波测距的测雨量、风速、温度的气象仪。
本发明所采用的技术方案是：一种基于超声波测距的多功能超声波气象仪，其特征在于：包括外壳、显示模块、数据处理模块和探测模块；
所述显示模块、数据处理模块和探测模块均集成在所述外壳上；所述探测模块通过超声波探测气象数据，并将数据传输至所述数据处理模块，由所述数据处理模块处理数据后送至所述显示模块实时显示。
本发明具有的有益效果：本发明利用超声波作为测量工具，减少了检测所用传感器种类，无需启动值，同时提高了检测精度，且本发明有助于普及气象仪器的使用，提高了人们对环境的参与度；与我国现有的气象监测仪器相比，本发明在造价以及使用费用上均相对较低，本发明节约了人工费用，并且耗能低，符合低碳环保的理念。
附图说明
图1 是本发明实例的结构图；
图2是本发明实例的结构剖视图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请见图1，本发明提供的一种基于超声波测距的多功能超声波气象仪，包括外壳1，显示模块2，数据处理模块3和探测模块4，探测模块3设置在外壳1内外，数据处理模块3设置在外壳1内，显示模块2设置在外壳1表面，当仪器启动时，探测模块4检测数据并将数据传输至数据处理模块3，数据处理模块3处理数据后送至显示模块2，数据实时显示。
请见图2，本发明的探测模块4包括雨量探头4.1、温度探头4.2、风速探头4.3，温度探头4.2实际包含两个探头，平行放置，风速探头4.3实际包含4个探头，呈对角放置。
本发明的数据处理模块3包括风速数据处理子模块3.1，雨量数据处理子模块3.2，温度数据处理子模块3.3，风速数据处理要求较高，单独采用规模较大的开发板；
本发明的显示模块2包括雨量数值显示子模块2.1，风速数值显示子模块2.2，温度数值显示子模块2.3；显示模块2设置在外壳1表面，并由外壳1同质材料密封防止失效。
本发明的探测模块4经由导线将数据传输至数据处理模块3，数据处理模块3经由导线将数据传输至显示模块2，实时显示。
本发明的雨量探头4.1设置在外壳1的雨量收集漏斗内，雨量探头4.1在工作时发射超声波至外壳1内的水面，经由水面反射接收，数据传输至雨量数据处理子模块3.2，测得一定时间内水面上涨量，得出降雨量，显示在雨量数值显示子模块2.1。
本发明的温度探头4.2包含2个探头，对称设置在外壳1内腔中，其中一个探头在工作时发射超声波至外壳1内壁，由另一个探头接收超声波数据传输至温度数据处理子模块3.3，测得温度，显示在温度数值显示子模块2.3。
本发明的风速探头4.3包含四个探头，成对角设置在外壳1下部空腔壁上，相对的探头分别发射与接收超声波，测得东西方向风速，南北方向风速，数据传输至风速数据处理子模块3.1进行矢量合成，显示在风速数值子模块2.2。
尽管本说明书较多地使用了外壳1、显示模块2、数据处理模块3和探测模块4等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种基于超声波测距的多功能超声波气象仪，其特征在于：包括外壳（1），显示模块（2），数据处理模块（3）和探测模块（4）；
所述显示模块（2）、数据处理模块（3）和探测模块（4）均集成在所述外壳（1）上；所述探测模块（4）通过超声波探测气象数据，并将数据传输至所述数据处理模块（3），由所述数据处理模块（3）处理数据后送至所述显示模块（2）实时显示。
2.根据权利要求1所述的基于超声波测距的多功能超声波气象仪，其特征在于：所述探测模块（4）包括雨量探头（4.1）、温度探头（4.2）和风速探头（4.3）；
所述雨量探头（4.1）设置在外壳（1）的雨量收集漏斗内，工作时发射超声波至外壳（1）内的水面，经由水面反射接收，数据传输至数据处理模块（3），测得一定时间内水面上涨量，得出降雨量；
所述温度探头（4.2）为两个，对称设置在所述外壳（1）内腔中，一个温度探头在工作时发射超声波至外壳内壁，另一个温度探头接收超声波数据传输至数据处理模块（3），测得温度；
所述风速探头（4.3）为四个，成对角设置在所述外壳（1）下部空腔壁上，相对的探头分别发射与接收超声波，从而测得东西方向风速和南北方向风速，数据传输至数据处理模块（3），矢量合成测得风速。
3.根据权利要求1所述的基于超声波测距的多功能超声波气象仪，其特征在于：所述数据处理模块（3）包括风速数据处理子模块（3.1）、雨量数据处理子模块（3.2）、温度数据处理子模块（3.3）。
4.根据权利要求1所述的基于超声波测距的多功能超声波气象仪，其特征在于：所述显示模块（2）包括雨量数值显示子模块（2.1）、风速数值显示子模块（2.2）、温度数值显示子模块（2.3）。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于超声波测距的多功能超声波气象仪，其特征在于：所述显示模块（2）设置在所述外壳（1）表面，并由外壳（1）同质材料密封防止失效。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202126510U (zh) * 2011-06-27 2012-01-25 南京信息工程大学 一种基于单片机的超声波雨量测量装置
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US20130282284A1 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 Gail Vaucher System to evaluate airborne hazards
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