CN109507754A - 一种山区微型自动防雷防雨装置 - Google Patents

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张景钰
张明金
李永乐
余传锦
吴联活
黄旭
喻济昇
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    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/02—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed

Abstract

本发明公开了一种山区微型自动防雷防雨装置，包括气象监测装置和防雷防雨装置；防雷防雨装置包括设置固定支架，被保护仪器设置在固定支架构成的框架内的一侧；被保护仪器外侧固定设置有第一防护罩；第二防护罩通过滑动装置可沿第一横杆滑动；竖杆顶端设置有可伸缩式支架，可伸缩支架设置有第二避雷针；气象监测装置包括风速传感器、雨量传感器、温度传感器和电场传感器；还包括设置在立柱顶端的第一避雷针；还包括控制装置；本发明可实现自动开启或关闭防护罩和避雷针，结构简单、操作方便，可自动运行，适用于艰险山区的多种观测仪器。

Description

一种山区微型自动防雷防雨装置
技术领域
本发明涉及山区防雷防雨装置，具体涉及一种山区微型自动防雷防雨装置。
背景技术
为了确保山区基础设施的设计可靠性和施工的有效进行，通常需要在山区中安装多种高精度观测仪器；但是由于山区环境恶劣、气候多变、晴天、雨天、雷雨天气市场交替发生；由于雨水、雷击、雷电感应电流等的影响，运行中的观测仪器市场因此受损；受损的仪器会产生额外的经济损失和较为严重的数据丢失；会对基础设施的设计和施工产生一定的影响；对于安装在山区中的观测仪器，当天气发生变化时，通常是人工关闭仪器对仪器进行防雷和防雨；但是一方面由于人为的疏忽容易忘记关闭仪器；另一方面由于山区地形复杂，人工往返仪器观测站所消耗的时间较长，并不能及时有效的关闭仪器。
发明内容
本发明提供一种适用于多种地面观测仪器，对雷雨天气识别准确，无需专人看守的山区微型自动防雷防雨装置。
本发明采用的技术方案是：一种山区微型自动防雷防雨装置，包括气象监测装置和防雷防雨装置；
防雷防雨装置包括设置固定支架，固定支架包括竖杆和设置在竖杆顶部用于连接竖杆的第一横杆构成的框架；被保护仪器设置在固定支架构成的框架内的一侧；被保护仪器外侧固定设置有第一防护罩；第二防护罩通过滑动装置可沿第一横杆滑动；竖杆顶端设置有可伸缩式支架，可伸缩支架设置有第二避雷针；
气象监测装置包括风速传感器、雨量传感器、温度传感器和电场传感器；还包括设置在立柱顶端的第一避雷针；
第一防护罩、第二防护罩、第一避雷针和第二避雷针均连接接地线；
还包括控制装置，控制装置连接风速传感器、雨量传感器、温度传感器、电场传感器、可伸缩支架和滑动装置；控制装置用于采集数据，并控制滑动装置和可伸缩式支架的开闭。
进一步的，所述滑动装置包括固定设置在第一横杆上的传动齿条和与传动齿条配合的传动齿轮；传动齿轮连接第一驱动电机；第一驱动电机连接控制装置；第二防护罩固定设置在传动齿条上。
进一步的，所述可伸缩支架包括支架本体和可带动支架本体伸缩的第二驱动电机；第二驱动电机连接控制装置。
进一步的，所述立柱上设置有中部与其连接的第二横杆，风速传感器和温度传感器分别设置在第二横杆的两个悬臂端。
进一步的，所述雨量传感器和电场传感器设置在地面上。
进一步的，所述控制装置内置逻辑控制器，逻辑控制器用于控制滑动装置和可伸缩式支架的开闭。
本发明的有益效果是：
（1）本发明可根据气象监测装置监测到的数据，自动开启或关闭第二防护罩和第二避雷针，对被保护仪器进行保护；
（2）本发明可提高仪器的使用率，第二避雷针仅在监测到天气变化时才伸出，可以有效避免对被保护观测仪器的潜在干扰；
（3）本发明设备简单、操作方便，可自动运行，运营过程中无需人工干涉，可适用于艰险山区的多种观测仪器。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明图1中A-A剖面图。
图3为本发明图1中B-B剖面图。
图中：1-风速传感器，2-雨量传感器，3-温度传感器，4-电场传感器，5-第一防护罩，6-第二防护罩，7-可伸缩式支架，8-第一避雷针，9-接地线，10-逻辑控制器，11-第一驱动电机，12-第二驱动电机，13-传动齿轮，14-传动齿条，15-控制装置，16-数据传输线，17-信号传输线，18-立柱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1-3所示，一种山区微型自动防雷防雨装置，包括气象监测装置和防雷防雨装置；
防雷防雨装置包括设置固定支架，固定支架包括竖杆和设置在竖杆顶部用于连接竖杆的第一横杆构成的框架；被保护仪器设置在固定支架构成的框架内的一侧；被保护仪器外侧固定设置有第一防护罩5；第二防护罩6通过滑动装置可沿第一横杆滑动；竖杆顶端设置有可伸缩式支架7，可伸缩支架7设置有第二避雷针；滑动装置包括固定设置在第一横杆上的传动齿条14和与传动齿条14配合的传动齿轮13；传动齿轮13连接第一驱动电机11；第一驱动电机11连接控制装置15；第二防护罩6固定设置在传动齿条14上；可伸缩支架7包括支架本体和可带动支架本体伸缩的第二驱动电机12；第二驱动电机12连接控制装置15。
第一防护罩5设置在被保护仪器外侧，也可以设置在固定支架外侧；用于保护观测仪器外侧，屏蔽感应电流，防止侧向雨水对观测仪器的破坏；第二防护罩6可沿第一横杆滑动，当气象监测装置监测到有雷、雨天气时，控制装置15控制第一驱动电机11将第二防护罩6移动到观测仪器上方，对观测仪器进行保护；同时当气象监测装置监测到雷、雨天气时，控制装置15控制第二驱动电机12将可伸缩支架7伸开，同时带动第二避雷针伸出；平时第二避雷针为收缩状态，这样可尽可能的减少对工作状态下观测仪器的干扰。
气象监测装置包括风速传感器1、雨量传感器2、温度传感器3和电场传感器4；还包括设置在立柱18顶端的第一避雷针8；立柱18上设置有中部与其连接的第二横杆，风速传感器1和温度传感器3分别设置在第二横杆的两个悬臂端，以减小仪器之间的相互影响；一般立柱18设置为比固定支架高；雨量传感器2和电场传感器4设置在地面上，雨量传感器2用于监测雨量的大小，电场传感器4用于监测雷电的发生。
第一防护罩5、第二防护罩6、第一避雷针8和第二避雷针均连接接地线9；
还包括控制装置15，控制装置15连接风速传感器1、雨量传感器2、温度传感器3、电场传感器4、可伸缩支架7和滑动装置；风速传感器1、雨量传感器2、温度传感器3和电场传感器4均通过数据传输线16连接控制装置，可伸缩支架7中的第二驱动电机和控制第二防护罩6的滑动装置中的第一驱动电机11通过信号传输线17连接控制装置15；控制装置15用于采集数据，并控制滑动装置和可伸缩式支架7的开闭；控制装置15内置逻辑控制器10，逻辑控制器10用于控制滑动装置和可伸缩式支架7的开闭。
逻辑控制器10用于接收控制装置15传输过来的指令，控制第一驱动电机11和第二驱动电机12运动达到控制第一避雷针的伸缩和控制第二防护罩6的移动；控制装置15包括微型计算机、A/D转换器和存储硬盘；气象监测系统采集到的风速数据、雨量数据、电场数据和温度数据通过数据传输线16传送至控制装置15进行存储；同时控制装置15收到采集数据后如果判定正在发生雷、雨天气时，微型计算机会发出指令，通过逻辑控制器10控制第一驱动电机11伸出第一避雷针，控制第二驱动电机12将第二防护罩6移动到观测仪器上方，避免观测仪器被雷电感应电流影响和雨淋；同时微型计算机保存数据；当通过监测到的数据判断没有雷电和雨时，微型计算机发出指令，逻辑控制器10控制第一驱动电机11将第一避雷针缩回，控制第二驱动电机12将第二防护罩6移动到观测仪器外，回归到初始位置；可以减小第一避雷针以减小对观测仪器的干扰。
通过电场传感器4监测雷电的发生，通过电场传感器4监测到的数据判断是否有雷电发生；如果电场传感器4监测到电流信号则说明有雷电发生；通过雨量传感器2采集的信号判断是否有雨。
具体使用过程如下所示：
S1：组装装置，将其放置于需要安装的地方；
S2：利用气象监测系统实时采集气象信息，如降雨量、电场强度等；
S3：将气象监测系统采集的气象信息以一定时间间隔发送至控制装置15，并对气象信息进行存储；同时根据气象信息，判断是否有雷电发生；
S4：如果判断为雨天，则向逻辑控制器10发送指令，逻辑控制器10控制第二驱动电机12将第二防护罩6移动到观测仪器上方；若判断有雷电发生，则向逻辑控制器10发送指令，逻辑控制器10控制第一驱动电机11伸出第一避雷针；
S5：在仪器关闭过程中，气象监测系统和控制装置15可持续运行，持续进行气象监测；若监测到雨天结束，则向逻辑控制器10发送指令，逻辑控制器10控制第二驱动电机12将第二防护罩6回归初始位置；若监测到没有雷电发生，则向逻辑控制器10发送指令，逻辑控制器10控制第一驱动电机11将第一避雷针缩回。
另外，可以根据当地气象站获取基本的气象历史数据，通过对历史风速、雨量、感应电流、温度的分析，得到本地区雷雨天气的基本特征；并将该特征关系预存在控制装置15中；当本发明装置工作时，气象监测系统会实时监测风速、雨量、感应电流、温度的变化情况，如果监测到的数据满足预设要求时，则判定即将发生雷雨天气，此时控制系统中的微型计算机会向观测仪器发出指令，使观测仪器保存数据并执行关机操作；与此同时，微型计算机发出指令，通过驱动电机带动第二防护罩6和第一避雷针移动到设定位置；实现根据实际天气情况，针对性的保护观测仪器；当天气条件满足观测要求时，控制装置15会自动开启仪器；该过程可以全自动反复运行，无需认为干预。气象监测系统监测到的风速、雨量、感应电流、温度数据会记录在控制装置15的存储硬盘上，用于后期的数据分析。
本发明可以根据天气状况自动开启或关闭防雷防雨系统以保护观测仪器，最大程度上避免观测仪器免受雷雨天气的影响。该设备可以有效提高仪器的使用率，升降式活动避雷针可以有效避免对观测仪器的潜在干扰。同时该设备制作简单，安装简易，操作方便，安装后可以自动运行，运营过程中无需人工干涉，可适用于艰险山区的多种观测仪器。

Claims (6)

1.一种山区微型自动防雷防雨装置，其特征在于，包括气象监测装置和防雷防雨装置；
防雷防雨装置包括设置固定支架，固定支架包括竖杆和设置在竖杆顶部用于连接竖杆的第一横杆构成的框架；被保护仪器设置在固定支架构成的框架内的一侧；被保护仪器外侧固定设置有第一防护罩(5)；第二防护罩(6)通过滑动装置可沿第一横杆滑动；竖杆顶端设置有可伸缩式支架(7)，可伸缩支架(7)设置有第二避雷针；
气象监测装置包括风速传感器(1)、雨量传感器(2)、温度传感器(3)和电场传感器(4)；还包括设置在立柱(18)顶端的第一避雷针(8)；
第一防护罩(5)、第二防护罩(6)、第一避雷针(8)和第二避雷针均连接接地线(9)；
还包括控制装置(15)，控制装置(15)连接风速传感器(1)、雨量传感器(2)、温度传感器(3)、电场传感器(4)、可伸缩支架(7)和滑动装置；控制装置(15)用于采集数据，并控制滑动装置和可伸缩式支架(7)的开闭。
2.根据权利要求1所述的一种山区微型自动防雷防雨装置，其特征在于，所述滑动装置包括固定设置在第一横杆上的传动齿条(14)和与传动齿条(14)配合的传动齿轮(13)；传动齿轮(13)连接第一驱动电机(11)；第一驱动电机(11)连接控制装置(15)；第二防护罩(6)固定设置在传动齿条(14)上。
3.根据权利要求1所述的一种山区微型自动防雷防雨装置，其特征在于，所述可伸缩支架(7)包括支架本体和可带动支架本体伸缩的第二驱动电机(12)；第二驱动电机(12)连接控制装置(15)。
4.根据权利要求1所述的一种山区微型自动防雷防雨装置，其特征在于，所述立柱(18)上设置有中部与其连接的第二横杆，风速传感器(1)和温度传感器(3)分别设置在第二横杆的两个悬臂端。
5.根据权利要求1所述的一种山区微型自动防雷防雨装置，其特征在于，所述雨量传感器(2)和电场传感器(4)设置在地面上。
6.根据权利要求1所述的一种山区微型自动防雷防雨装置，其特征在于，所述控制装置(15)内置逻辑控制器(10)，逻辑控制器(10)用于控制滑动装置和可伸缩式支架(7)的开闭。
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