CN202631761U - 森林火险指数仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了森林火险指数仪，它包括：桅杆，电池板，数据线，电线，机箱，温度、相对湿度传感器，螺丝，三角支架，风向传感器，风速传感器和降水量传感器等。采用这种装置，首先根据中华人民共和国林业行业标准(LY/T 1172-95)计算森林火险天气指数(HDZ)，然后根据以下公式：HZ＝αHDZ精确地预测森林火灾的危险程度。不仅是一种高效率、高精度的森林火险指数的观测、计算和实时数据传输的设备，同时也具有安全可靠、操作简单、可以反复使用、节约成本和保护环境的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及森林火险指数仪。
背景技术
目前：森林防火是林业主管部门的一项重要任务，现有的林火险预测、预报主要根据每天的气温、湿度、风力、雨后天数等因子来测算。这样的森林火险预报主要存在以下三个方面的问题：第一，代表性差，不能反映林区实际气象条件。这些大多位于城市边缘的气象台站所观测的天气数据不能真实代表林区的实际天气状况，特别是那些地势起伏大的山区以及重点防火林区的实际天气状况；第二，时效性差，不能实时预报。基于全国气象台站观测数据计算的森林火险天气指数，每天预报的时间精度最高位每4小时一次，因此，现有的气象台站不能对林区的森林火险天气进行实时监测，特别是白天午后高温时段的森林火险进行实时预报。第三，空间分辨率低，不能反映复杂林区的气象差异。现有各地气象部门的各级气象台站的数量较少，每个县只有一个气象台站，因此现有的森林火险预报的空间分辨率极低，远不能满足林区、特别是森林火险高发地区或重要预报林区的需要。
传统的标准气象站或自动气象站观测项目通常包括气压、气温、相对湿度、风向、风速、降水量等基本气象要素及辐射、日照时数等其他指标。
森林可燃物、气象条件和火源是森林火灾发生的三要素。过去的森林火险预报仅根据林区气象观测来实现，未考虑森林可燃物的数量、分布及其可燃性。
实用新型内容
为克服上述缺陷，本实用新型专利的设计目的是，提供了森林火险指数仪， 实时观测森林火险指数(HZ)。它通过观测枯枝落叶层的温度、相对湿度及林冠层风速、风向和降水量等气象因子，将这五个因子的观测值以及可燃物系数值α值传入数据处理模块，根据中华人民共和国林业行业标准(LY/T 1172-95)计算森林火险天气指数(HDZ)；然后根据公式：HZ＝αHDZ来计算森林火险指数HZ(具体计算见后)；最后通过数据无线传输模块将森林火险指数及同期的各个气象因子数据实时传送给用户，实现对森林火险的实时监测、预警。这是一种高精度的森林火险指数的观测、计算和实时数据传输的设备，可以应用于所有无线GPRS信号覆盖的地区。
由于林下枯枝落叶层的气温越高、相对湿度越低，则越容易发生森林火灾，同时风速、风向、降水量等气象因子也决定着森林火灾的发生与扩散。因此，基于枯枝落叶层气温度、相对湿度和林冠上方的降水量、风速和风向等因子以及森林可燃物系数，计算得出的森林火险指数(HZ)，HZ值的大小除了可以反应林内发生火灾的天气条件外，还反应了林内可燃物的数量和可燃性等，所以比简易森林火险天气指数(JHDZ)和森林火险天气指数(HDZ)能更精确地观测森林发生火灾的风险程度，能更科学、更精确地预报森林火灾。
为达到上述目的，本实用新型公开了森林火险指数仪，它包括：桅杆，电池板，数据线，电线，机箱，温度、相对湿度传感器，螺丝，三角支架，风向传感器，风速传感器和降水量传感器。所述桅杆顶端固定安装一个横杆，在横杆一端装有风速传感器，横杆另一端装有风向传感器，横杆中间上方安装降水量传感器。风速传感器用于测定风速，风向传感器用于测定风向，降水量传感器用于测定降水量。所述风向、风速传感器与横杆之间由螺丝连接，所述降水量传感器与桅杆之间由螺丝连接。所述桅杆上端的下方安装有所述电池板。所述桅杆下部安装有机箱，所述机箱内安装有蓄电池、所述数据处理器和无线数 据发射器。在所述电池板和所述机箱与桅杆之间由螺丝连接，所述电池板与所述机箱内蓄电池由电源线连接。所述桅杆底端与三角支架连接，所述三角支架与地面接触的一端插入土中。所述机箱内的所述数据处理器通过数据线与所述温度、相对湿度传感器以及所述风向传感器、所述风速传感器和所述降水量传感器连接，所述温度、相对湿度传感器直接放置于地面上。所述数据发射器与所述数据处理器之间通过数据线连接。
所述桅杆可伸缩的，当所述桅杆伸或缩到一定高度时，通过所述螺丝进行固定，使所述桅杆不会松动。所述桅杆内部是空的，便于放置数据线和电源线。
所述电池板采用太阳能电池板或太阳能风光互补光伏电池板，为所述机箱内的蓄电池供电，所述蓄电池为所述温湿度传感器、所述风向传感器、所述风速传感器、所述降水量传感器提供电源能量。
所述三角支架的上端和所述桅杆的底端固定，所述三角支架与地面接触的一端插入土中，所述三角支架包括三根支架，三根支架采用铜杆材质。其中一根与所述温度、相对湿度传感器相连，所述机箱通过所述电线、数据线与所述温度、相对湿度传感器连接，数据线置于所述一根中空的支架内。
所述降水量传感器包括雨量桶和水平测试仪，所述雨量桶的底部与所述桅杆顶端连接，所述水平测试仪装于雨量桶外壁底部位置，所述水平测试仪是为了确保雨量桶内水的水平。
所述机箱将所述降水量传感器传送的降水量，所述风速传感器传送的风速、所述风向传感器传送的风向和所述温度、相对湿度传感器传送枯枝落叶层气温和相对湿度等信息，数据处理器计算森林火险指数(HZ)。森林火险指数的计算(HZ)，首先根据中华人民共和国林业行业标准(LY/T 1172-95)计算森林火险天气指数(HDZ)，然后根据以下公式(1)计算森林火险指数HZ：
HZ＝αHDZ (1)
式中：HZ和HDZ分别代表森林火险指数和森林火险天气指数；α为森林可燃物系数，参见下表。
可燃物系数α表
可燃物系数的设置，在设备安装时，通过手动方式输入。
最后，参考中华人民共和国林业行业标准《森林火险天气等级》将森林火险天气的分级方法，将森林火险等级同样划分为5级，即：极度危险、高度危险、中度危险、低度危险和没有危险。
数据无线发射器通过GPRS数据流将森林火险指数、同期的枯枝落叶层温度和相对湿度以及林冠层风速、风向和降水量等数据传送给用户。
采用上述结构，本实用新型经过反复多次试验总结出以下优点：森林火险指数仪是在森林火险天气指数仪的基础上的进一步升级改造，同时考虑了森林可燃物的数量和可燃性，所以能更精确地预测森林火灾的危险程度。森林火险指数仪不仅是一种高效率、高精度的森林火险指数的观测、计算和实时数据传输 的设备，同时也具有安全可靠、操作简单、可以反复使用、节约成本和保护环境的效果。
注：参考文献
1.中华人民共和国林业部，1995.中华人民共和国林业行业标准(LY/T1172-95)--全国森林火险天气等级
附图说明
图中标号
1风速传感器 2风向传感器 3桅杆 4电池板 5机箱 6三角支架
7温度、相对湿度传感器 8降水量传感器 9数据处理器
10数据无线发射器 11用户 12螺丝 13数据线 14电线
图1为本实用新型的示意图
图2为本实用新型的火险指数传送工作原理图
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做详细的描述。
图1所示本实用新型的示意图，它包括：1风速传感器，2风向传感器，3桅杆，4电池板，5机箱，6三角支架，7温度、相对湿度传感器，12螺丝，三角支架6。桅杆3顶端固定安装一个横杆，在横杆一端装有风速传感器1，横杆另一端装有风向传感器2。横杆中间安装降水量传感器8，其中含有水平仪，保证水桶的水平放置。在桅杆3的横杆下方位置安装有电池板4，桅杆3下端安装有机箱5，在电池板4和机箱5之间有一个螺丝12，桅杆3底端与三角支架6连接，三角支架6与地面接触的一端插入土中。机箱5内的数据处理器9通过数据线13与温度、相对湿度传感器7以及风速风向传感器和降水量传感器连接，温度、相对湿度传感器7直接放置于地面上。
图2所示是本实用新型的火险指数传送工作原理图，机箱5将雨量传感器8、风速传感器1、风向传感器2温度、相对湿度传感器7传送过来的数据经过数据处理器9处理，再由数据无线发射器10发送给用户11。用户11再根据中华人民共和国林业行业标准(LY/T 1172-95)计算森林火险天气指数(HDZ)，然后根据公式(1)来计算森林火险指数，并根据中华人民共和国林业行业标准(LY/T 1172-95)来判断森林火险等级。
以上仅是根据附图所给出的实施例做出具体描述，并非是对本实用新型作其形式的限制，对本领域的技术方案来说，在本实用新型所公开的内容基础上所做出的修改，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.森林火险指数仪，其特征是：它包括桅杆，电池板，数据线，电线，机箱，温度、相对湿度传感器，螺丝，三角支架，风向传感器，风速传感器和降水量传感器；所述桅杆顶端固定安装一个横杆，在横杆一端装有风速传感器，横杆另一端装有风向传感器，横杆中间上方安装降水量传感器，所述桅杆上端的下方安装有所述电池板；所述桅杆下部安装有机箱，所述桅杆底端与三角支架连接。
2.根据权利要求1所述森林火险指数仪，其特征是：所述风向、风速传感器与横杆之间由螺丝连接，所述降水量传感器与桅杆之间由螺丝连接。
3.根据权利要求1所述森林火险指数仪，其特征是：所述桅杆是可伸缩的，所述桅杆内部是空的。
4.根据权利要求1所述森林火险指数仪，其特征是：所述三角支架与地面接触的一端插入土中；所述三角支架包括三根支架，三根支架采用铜杆材质；其中一根与所述温度、相对湿度传感器相连。
5.根据权利要求1所述森林火险指数仪，其特征是：所述机箱内的所述数据处理器通过数据线与所述温度、相对湿度传感器以及所述风向传感器、所述风速传感器和所述降水量传感器连接。
6.根据权利要求1所述森林火险指数仪，其特征是：所述温度、相对湿度传感器直接放置于地面上。
7.根据权利要求1所述森林火险指数仪，其特征是：所述机箱内安装有蓄电池、所述数据处理器和无线数据发射器。
8.根据权利要求1所述森林火险指数仪，其特征是：所述电池板和所述机箱与桅杆之间由螺丝连接，所述电池板与所述机箱内蓄电池由电源线连接，所述电池板采用太阳能电池板或太阳能风光互补光伏电池板。
9.根据权利要求1所述森林火险指数仪，其特征是：所述降水量传感器包括雨量桶和水平测试仪，所述雨量桶与所述桅杆连接，所述水平测试仪装于雨量桶外壁底部位置。
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| CN108389353A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-08-10 | 金龙湾园林绿化工程有限公司 | 立体化森林防火预警系统 |
| CN111970384A (zh) * | 2020-10-20 | 2020-11-20 | 四川极云智飞科技有限公司 | 一种森林火险等级实时动态监测系统及方法 |
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