CN114035245A - 雨量检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种雨量检测装置和雨量检测方法。雨量检测装置包括：电阻式传感器、辅助检测器和信号处理器；电阻式传感器与信号处理器电性连接，辅助检测器与信号处理器电性连接；电阻式传感器包括感应电极，电阻式传感器配置为检测感应电极上的阻抗而确定降雨的存在；辅助检测器与信号处理器电性连接，以用于辅助检测降雨存在从而将检测信号传输至信号处理器；信号处理器配置为基于降雨存在，而输出对应的雨量值，并根据检测信号开启或关闭。当电阻式传感器检测到降雨后的阻抗变化，信号处理器根据阻抗的大小，从而输出对应的雨量值，且辅助检测器对降雨存在进行辅助检测，使得信号处理器达到省电的目的，还提高了雨量检测的准确性。

Description

雨量检测装置及方法

技术领域

本申请涉及气象检测技术领域，尤其涉及一种雨量检测装置及方法。

背景技术

雨量监测装置可广泛地应用于气象、防汛、农业、水文水利、环保、高速公路、机场和港口等领域。既可为气象台、水文站、农林、国防、野外测报站等有关部门测量降水量、降水强度、降水时间等参数提供原始数据；也可为防洪、供水调度、电站、水库水情管理提供有参考价值的实时数据。

现有技术中的雨量检测装置一般使用电容式传感器来检测雨量，电容式传感器不需要和雨水直接接触，其测量的是介电常数变化而带来的电容值变化。例如，空气的介电常数是1，水的介电常数是80，通过检测电容值变化，从而确定是否降雨。但是，电容式传感器由于不直接和雨水接触，介电常数的检测存在不确定性，从而造成测量结果不准确。

同时，当降雨减小或停止的时候，也需要及时反馈停雨情况，避免将无效降雨情况也误认为实际降雨。无效降雨的情况指人工喷淋草坪，或鸟类的排泄物。

发明内容

为了解决相关技术中对雨量测量不准确的技术问题，本申请提供了一种雨量检测装置和雨量检测方法。

第一方面，本申请实施例提供一种雨量检测装置，包括：电阻式传感器、辅助检测器和信号处理器；所述电阻式传感器与所述信号处理器电性连接，所述辅助检测器与所述信号处理器电性连接；

所述电阻式传感器包括感应电极，所述电阻式传感器配置为检测所述感应电极上的阻抗而确定降雨的存在；

所述辅助检测器与所述信号处理器电性连接，以用于辅助检测降雨存在从而将检测信号传输至所述信号处理器；

所述信号处理器配置为基于降雨存在，而输出对应的雨量值，并根据所述检测信号开启或关闭。

可选地，所述雨量检测装置包括壳体，所述电阻式传感器安装在所述壳体的顶部或周侧，所述信号处理器安装在所述壳体内。

可选地，所述感应电极包括条状感应电极或环状感应电极。

可选地，所述辅助检测器包括湿度传感器，所述湿度传感器配置为检测空气湿度参数，确定降雨的存在。

可选地，所述空气湿度参数包括湿度值和湿度变化值。

可选地，所述辅助检测器包括电容传感器，所述电容传感器配置为检测介电常数，确定降雨的存在。

可选地，所述辅助检测器包括红外线传感器，所述红外线传感器配置为利用红外线发射或接收，确定降雨的存在。

可选地，所述信号处理器还包括压电传感器，所述压电传感器与所述电阻式传感器电性连接。

第二方面，本申请实施例提供一种雨量检测方法，包括以下步骤：

检测感应电极上的阻抗，根据所述阻抗确定降雨的存在；

辅助检测降雨存在，并输送检测信号；

基于降雨存在，输出对应的雨量值，并根据检测信号控制信号处理器的开启或关闭。

可选地，所述辅助检测降雨存在，并输送检测信号包括：

检测空气湿度参数，确定降雨的存在，并输送检测信号；

所述空气湿度参数包括湿度值和湿度变化值。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的雨量检测装置包括：电阻式传感器、辅助检测器和信号处理器。电阻式传感器包括感应电极，电阻式传感器配置为检测感应电极上的阻抗而确定降雨的存在；辅助检测器与信号处理器电性连接，以用于辅助检测降雨存在从而将检测信号传输至信号处理器；信号处理器，信号处理器配置为基于降雨存在，而输出对应的雨量值，并根据检测信号开启或关闭。这样，通过设置感应电极，雨水直接接触感应电极，根据感应电极上阻抗的变化而确定降雨的存在，当电阻式传感器检测到降雨后的阻抗变化，信号处理器根据阻抗的大小，从而输出对应的雨量值，从而提高雨量检测的准确性。且利用辅助检测器对降雨存在进行辅助检测，当辅助检测器检测到停雨时，将检测信号输送至信号处理器，信号处理器关闭，降低雨量检测装置的功率损耗，从而达到省电的目的。另一方面，辅助检测器与电阻式传感器一起确定降雨存在，从而提高了雨量检测的准确性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种雨量检测装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种雨量检测装置的电路连接示意图；

图3为本申请实施例提供的一种雨量检测方法的流程图。

附图标记：

100、雨量检测装置；110、电阻式传感器；120、辅助检测器；130、信号处理器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参考图1和图2，本申请实施例提供了一种雨量检测装置100，包括：电阻式传感器110、辅助检测器120和信号处理器130。电阻式传感器110与信号处理器130电性连接，辅助检测器120与信号处理器130电性连接。

电阻式传感器110包括感应电极，电阻式传感器110配置为检测感应电极上的阻抗而确定降雨的存在；辅助检测器120与信号处理器130电性连接，以用于辅助检测降雨存在从而将检测信号传输至信号处理器130；信号处理器130配置为基于降雨存在，而输出对应的雨量值，并根据检测信号开启或关闭。

通过设置感应电极，雨水直接接触感应电极，根据感应电极上阻抗的变化而确定降雨的存在，当电阻式传感器110检测到降雨后的阻抗变化，信号处理器130根据阻抗的大小，从而输出对应的雨量值，从而提高雨量检测的准确性。辅助检测器120对降雨存在进行辅助检测，一方面可以使得信号处理器130达到省电的目的，另一方面提高了雨量检测的准确性。

雨量检测装置100包括壳体。为了确保电阻式传感器110接触到雨水，电阻式传感器110安装在壳体的顶部，信号处理器130安装在壳体内。壳体具有壳表面，壳体还具有中空内腔，信号处理器130设置在中空内腔中，避免雨水浸入到信号处理器130中，从而使得信号处理器130短路，缩短雨量检测装置100的使用寿命。感应电极安装在壳表面上，这样雨水可以直接接触到感应电极，从而提高雨量检测的准确性。

电阻式传感器110还可以安装在壳体的外周侧，避免雨水下落时，由于雨水的重力损坏电阻式传感器110。还可以在风速比较大的阴雨天气中，测量倾斜下落的雨水，从而获得更加准确可靠的雨量值。

感应电极包括条状感应电极或环状感应电极。感应电极的数量可以为多个，多个感应电极并联连接。随着降雨量的增多，雨水在感应电极上的附着会存在不同，从而带来感应电极上阻抗的变化。降雨量越大，雨水附着在感应电极上的雨量越多，感应电极的电阻就会越小，从而测量出的雨量值就会越大，进而可以判断雨量的大小，例如可以判断出是小雨、中雨、大雨或暴雨。

在没有下雨的情况，因为感应电极上的电阻很大，利用分压电路可以测量并联的电阻阻抗值大小，从而确认没有下雨。此时，电阻式传感器110消耗的能量较小，信号处理器130不工作。

由于感应电极直接暴露在空气中，会被空气或雨水腐蚀，从而出现感应电极失效的情况。辅助检测器120包括湿度传感器，湿度传感器配置为检测空气湿度参数，确定降雨的存在。利用湿度传感器作为辅助降雨的判断，进一步增加了雨量检测装置100的可靠性。

当然，使用湿度传感器还可以达到节省电量的目的。由于雨量检测装置100在工作过程中，电阻式传感器110与信号处理器130电性连接，感应电极中会存在微弱的电流，这会造成一定的能量消耗。通过湿度传感器检测空气湿度，作为唤醒信号处理器130的指令。可以节省雨量检测装置100消耗的能量，延长雨量检测装置100的使用寿命。

空气湿度参数包括湿度值和湿度变化值。利用空气中的环境湿度和湿度变化值作为辅助判断，提高雨量检测的准确性。根据湿度传感器检测到环境中空气湿度值较大，由此可以判断处于降雨状态。或者，根据湿度传感器检测到环境中湿度变化值较高，由此判断降雨的强度在不断增强，从而辅助降雨量的检测。

电阻式传感器110在检测到降雨的情况下，由于电极与水接触，阻值基本维持不变，此时需要辅助检测器120检测是否停雨。辅助检测器120包括电容传感器，电容传感器配置为检测介电常数，确定降雨的存在。电容传感器不直接与雨水接触，能够判断是否停雨。从而提高雨量检测的准确性。

在一具体实施方式中，辅助检测器120包括红外线传感器，红外线传感器配置为利用红外线发射或接收，确定降雨的存在。在降雨的情况下，由于雨水介质的存在，相比于在空气介质，红外线传感器发射或接收的红外线，会存在一定的散射或延迟。由此，可以利用红外线传感器进行停雨检测。

在确认降雨存在的情况下，信号处理器130处于工作状态。信号处理器130还包括压电传感器，压电传感器与电阻式传感器110电性连接。信号处理器130还包括信号比较器和单片机。信号比较器与单片机电性连接，信号比较器与压电传感器电性连接。压电传感器包括压电陶瓷电路模块,，压电陶瓷电路模块将电压信号放大后，通过信号比较器把降雨信号转变成频率，再利用单片机对采集到的频率进行转换后得到雨量值。

综上，本申请实施例提供的雨量检测装置100，通过设置感应电极，雨水直接接触感应电极，根据感应电极上阻抗的变化而确定降雨的存在，从而提高雨量检测的准确性。

参考图2，本申请实施例提供了一种雨量检测方法，包括以下步骤：

S100，检测感应电极上的阻抗，根据阻抗确定降雨的存在；

S200，辅助检测降雨存在，并输送检测信号；

S300，基于降雨存在，输出对应的雨量值，并根据检测信号控制信号处理器130的开启或关闭。

这样，通过检测感应电极上的阻抗，雨水直接接触感应电极从而使得感应电极的阻抗产生变化，根据感应电极上阻抗的变化而确定降雨的存在，从而提高雨量检测的准确性。

由于感应电极直接暴露在空气中，会被空气或雨水腐蚀，从而出现感应电极失效的情况。雨量检测方法还包括检测空气湿度参数，确定降雨的存在，并输送检测信号。空气湿度参数起到一个辅助降雨量检测的功能，从而确定降雨的存在。利用检测空气湿度参数作为辅助降雨的判断，进一步增加了雨量检测方法的可靠性。

空气湿度参数包括湿度值和湿度变化值。利用空气中的环境湿度和湿度变化值作为辅助判断，提高雨量检测的准确性。根据检测到环境中空气湿度值较大，由此可以判断处于降雨状态。或者，根据检测到环境中湿度变化值较高，由此判断降雨的强度在不断增强，从而辅助降雨量的检测。

基于降雨存在，检测空气湿度参数包括：获取湿度值和湿度变化值，若湿度值大于第一预设阈值，且湿度变化值大于第二预设阈值，输出对应的雨量值。这样利用湿度值大于第一预设阈值，湿度变化值大于第二预设阈值，从而辅助判断降雨存在，进而使得雨量值测量更加准确。

第一预设阈值可以根据不同地域的年平均湿度值进行设置，避免由于地域差异而造成的雨量值误差。第二预设阈值也可以根据不同地域、不同季节的湿度变化值进行调整，从而因地制宜，提高雨量值检测的准确度。

当然，基于降雨存在，检测空气湿度参数还可以包括获取湿度值，若湿度值大于第一预设阈值，则输出对应的雨量值。这样，可以提高雨量值测量的准确性和可靠性。

在一具体实施方式中，基于降雨存在，检测空气湿度参数还可以包括获取湿度变化值，若湿度变化值大于第二预设阈值，则输出对应的雨量值。这样，可以提高雨量值测量的准确性和可靠性。

综上，本申请实施例提供的雨量检测方法，通过检测感应电极上的阻抗，雨水直接接触感应电极从而使得感应电极的阻抗产生变化，根据感应电极上阻抗的变化而确定降雨的存在，从而提高雨量检测的准确性。

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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种雨量检测装置，其特征在于，包括：电阻式传感器、辅助检测器和信号处理器；所述电阻式传感器与所述信号处理器电性连接，所述辅助检测器与所述信号处理器电性连接；

所述电阻式传感器包括感应电极，所述电阻式传感器配置为检测所述感应电极上的阻抗而确定降雨的存在；

所述辅助检测器与所述信号处理器电性连接，以用于辅助检测降雨存在从而将检测信号传输至所述信号处理器；

所述信号处理器配置为基于降雨存在，而输出对应的雨量值，并根据所述检测信号开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的雨量检测装置，其特征在于，所述雨量检测装置包括壳体，所述电阻式传感器安装在所述壳体的顶部或周侧，所述信号处理器安装在所述壳体内。

3.根据权利要求1所述的雨量检测装置，其特征在于，所述感应电极包括条状感应电极或环状感应电极。

4.根据权利要求1所述的雨量检测装置，其特征在于，所述辅助检测器包括湿度传感器，所述湿度传感器配置为检测空气湿度参数，确定降雨的存在。

5.根据权利要求4所述的雨量检测装置，其特征在于，所述空气湿度参数包括湿度值和湿度变化值。

6.根据权利要求1所述的雨量检测装置，其特征在于，所述辅助检测器包括电容传感器，所述电容传感器配置为检测介电常数，确定降雨的存在。

7.根据权利要求1所述的雨量检测装置，其特征在于，所述辅助检测器包括红外线传感器，所述红外线传感器配置为利用红外线发射或接收，确定降雨的存在。

8.根据权利要求1所述的雨量检测装置，其特征在于，所述信号处理器还包括压电传感器，所述压电传感器与所述电阻式传感器电性连接。

9.一种雨量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测感应电极上的阻抗，根据所述阻抗确定降雨的存在；

辅助检测降雨存在，并输送检测信号；

基于降雨存在，输出对应的雨量值，并根据检测信号控制信号处理器的开启或关闭。

10.根据权利要求9所述的雨量检测方法，其特征在于，所述辅助检测降雨存在，并输送检测信号包括：

检测空气湿度参数，确定降雨的存在，并输送检测信号；

所述空气湿度参数包括湿度值和湿度变化值。

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