CN112068225A - 一种电子式降雨量测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子式降雨量测量装置及方法，包括雨量振动板一、雨量振动板二、振动传感器一、振动传感器二、防护盒、温度传感器、湿度传感器和气压传感器，所述雨量振动板二呈环形设于雨量振动板一圆周方向上，所述振动传感器一设于雨量振动板一的底面，所述振动传感器二设于雨量振动板二的底面，所述雨量振动板一和雨量振动板二连接点底部设有支架，所述防护盒设于支架上，所述防护盒中设有控制板，所述温度传感器、湿度传感器和气压传感器设于防护盒下方。本发明涉及降雨量检测技术领域，具体是提供了一种利用振动传感器结合多种电子传感器进行综合处理来测量雨量的电子式降雨量测量装置及方法。
Description
技术领域
本发明涉及降雨量检测技术领域，具体是指一种电子式降雨量测量装置及方法。
背景技术
降雨是气候检测的一个很重要的参数，传统的降雨测量是利用一个雨量收集器，测量收集到的雨水的多少计算降雨量，雨量测量有手动方式和自动方式，手动方式不利于自动测量，只能测量降雨总量；自动方式常规的有虹吸式雨量计、翻斗式雨量计和称重式雨量计；传统的自动雨量计结构上有一个漏斗，漏斗底部的漏水口较小，测量降雨强度范围受漏水口大小的限制，雨量过大时不能及时反映降雨情况；另外现场应用时容易堵塞，以至不能测量，需要定期清理，后期维护成本较高。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种利用振动传感器结合多种电子传感器进行综合处理来测量雨量的电子式降雨量测量装置及方法，减少现有机械结构的影响，增加降雨测量参数，减少后期维护；另外装置具有2个不同材质的雨量震动板，通过不同材质对不同雨点的震动反应差别甄别和修正振动传感器的输出曲线，提高对降雨量、降雨产生的压强和降雨时长的监测精度。
本发明采取的技术方案如下：本发明一种电子式降雨量测量装置，包括雨量振动板一、雨量振动板二、振动传感器一、振动传感器二、防护盒、温度传感器、湿度传感器和气压传感器，所述雨量振动板二呈环形设于雨量振动板一圆周方向上，所述振动传感器一设于雨量振动板一的底面，所述振动传感器二设于雨量振动板二的底面，所述雨量振动板一和雨量振动板二连接点底部设有支架，所述防护盒设于支架上，所述防护盒中设有控制板，所述温度传感器、湿度传感器和气压传感器设于防护盒下方。
进一步地，所述控制板与振动传感器一、振动传感器二、温度传感器、湿度传感器和气压传感器电连接。
进一步地，所述雨量振动板一为不锈钢板，不锈钢板对降雨的振动响应敏感且线性，作为监测雨量的主传感板。
进一步地，所述雨量振动板二为PC板，PC板用较低成本的方法补充了主传感板，增大了受雨面积，同时用于帮助主控板过滤主传感板对非降雨产生的微小振动信号，提高对降雨量、降雨产生的压强和降雨时长的监测精度。
本发明还公开了一种电子式降雨量测量方法，包括如下步骤：
步骤一，在降雨时，雨滴降落到雨量振动板一和雨量振动板二上时，雨量振动板一和雨量振动板二产生2个不同的振动信号1a和1b，振动传感器一和振动传感器二将振动信号1a和1b转为2个振动能量2a与2b，并将振动能量2a与2b对应的电子信号给主控板；
步骤二，主控板通过温度传感器、湿度传感器和气压传感器采集环境温度4a、湿度5a和气压6a的变化，结合采集到的振动信号2a和2b的特征，综合运算处理得到3a，通过对3a中雨量测量的干扰进行处理计算得出降雨量7a。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案利用不同材质的雨量振动板一和雨量振动板二对雨滴打击产生的响应的差异进行雨量的计算，雨量振动板一采用不锈钢材质，雨量振动板二采用PC塑料材质，不锈钢材质刚性相对强，PC塑料材质韧性大且成本低廉，不锈钢对降雨的振动响应敏感且线性，作为监测雨量的主传感板，PC塑料材质的振动板用较低成本的方法补充了主传感板，增大了受雨面积；同时雨量振动板二用于帮助主控板过滤雨量振动板一对非降雨产生的微小振动信号，提高对降雨量、降雨产生的压强和降雨时长的监测精度。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一种电子式降雨量测量装置的整体结构示意图；
图2为本发明一种电子式降雨量测量装置的俯视图；
图3为本发明一种电子式降雨量测量方法计算流程图。
其中，1、雨量振动板一，2、雨量振动板二，3、振动传感器一，4、振动传感器二，5、防护盒，6、温度传感器，7、湿度传感器，8、气压传感器。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-3所示，本发明一种电子式降雨量测量装置，包括雨量振动板一1、雨量振动板二2、振动传感器一3、振动传感器二4、防护盒5、温度传感器6、湿度传感器7和气压传感器8，所述雨量振动板二2呈环形设于雨量振动板一1圆周方向上，所述振动传感器一3设于雨量振动板一1的底面，所述振动传感器二4设于雨量振动板二2的底面，所述雨量振动板一1和雨量振动板二2连接点底部设有支架，所述防护盒5设于支架上，所述防护盒5中设有控制板，所述温度传感器6、湿度传感器7和气压传感器8设于防护盒5下方。
进一步地，所述控制板与振动传感器一3、振动传感器二4、温度传感器6、湿度传感器7和气压传感器8电连接。
进一步地，所述雨量振动板一1为不锈钢板。
进一步地，所述雨量振动板二2为PC板。
本发明还公开了一种电子式降雨量测量方法，包括如下步骤：
步骤一，在降雨时，雨滴降落到雨量振动板一1和雨量振动板二2上时，雨量振动板一1和雨量振动板二2产生2个不同的振动信号1a和1b，振动传感器一3和振动传感器二4将振动信号1a和1b转为2个振动能量2a与2b，并将振动能量2a与2b对应的电子信号给主控板；
步骤二，实际应用测试过程中，在有风、沙、外部振动等环境时，也会使得雨量振动板一和雨量振动板二产生振动信号，对雨量测量产生干扰，影响雨量测量的精度，设计中增加温度传感器6、湿度传感器7和气压传感器8，利用降雨过程中相关的环境参数会有一定的变化特征，主控板通过温度传感器6、湿度传感器7和气压传感器8采集环境温度4a、湿度5a和气压6a的变化，结合采集到的振动信号2a和2b的特征，综合运算处理得到3a，通过对3a中雨量测量的干扰进行处理计算得出降雨量7a。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种电子式降雨量测量装置，其特征在于，包括雨量振动板一、雨量振动板二、振动传感器一、振动传感器二、防护盒、温度传感器、湿度传感器和气压传感器，所述雨量振动板二呈环形设于雨量振动板一圆周方向上，所述振动传感器一设于雨量振动板一的底面，所述振动传感器二设于雨量振动板二的底面，所述雨量振动板一和雨量振动板二连接点底部设有支架，所述防护盒设于支架上，所述防护盒中设有控制板，所述温度传感器、湿度传感器和气压传感器设于防护盒下方。
2.根据权利要求1所述的一种，其特征在于，所述控制板与振动传感器一、振动传感器二、温度传感器、湿度传感器和气压传感器电连接。
3.根据权利要求1所述的一种，其特征在于，所述雨量振动板一为不锈钢板。
4.根据权利要求1所述的一种，其特征在于，所述雨量振动板二为PC板。
5.一种电子式降雨量测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，在降雨时，雨滴降落到雨量振动板一和雨量振动板二上时，雨量振动板一和雨量振动板二产生2个不同的振动信号1a和1b，振动传感器一和振动传感器二将振动信号1a和1b转为2个振动能量2a与2b，并将振动能量2a与2b对应的电子信号给主控板；
步骤二，主控板通过温度传感器、湿度传感器和气压传感器采集环境温度4a、湿度5a和气压6a的变化，结合采集到的振动信号2a和2b的特征，综合运算处理得到3a，通过对3a中雨量测量的干扰进行处理计算得出降雨量7a。
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