CN207095921U - 一种智能雨水收集取样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能雨水收集取样系统，包括控制装置和收集取样装置，其特征在于：所述收集取样装置包括雨水收集斗、取样组件、排水阀和水管，所述水管连接于所述雨水收集斗下端，所述取样组件和所述排水阀串联连接于所述水管中，所述取样组件包括至少两个并联设置的取样分支，每个所述取样分支包括一个雨水取样瓶和一个设置在雨水取样瓶进水口或进水口上游的电动阀门，所述雨水取样瓶内设有液位感应器，所述电动阀门、所述液位感应器和所述排水阀与所述控制装置相连。本实用新型不仅可以自行设置雨水取样的时间间隔和雨量，实现雨水的分段取样，还解决了传统依靠机械传动更换取样瓶的低稳定性和供电的复杂性，进而更加灵活、可靠、精准的对雨水进行收集取样。

Description

一种智能雨水收集取样系统

技术领域

本实用新型涉及一种室内取样专用的雨水收集装置，尤其是一种智能化的雨水收集取样系统。

背景技术

目前，公知的雨水自动采样均通过置于室外的雨水采样器完成，涉及供电、保存水样不便等问题。大部分雨水自动采样器由雨水传感器、信号放大电源控制回路、起动回路、电机组成。工作原理主要是工作信号通过雨水传感器控制。降雨时，雨滴降落在传感器上，利用雨水的导电性，使雨感器接通，产生一信号电压，经过信号器放大，推动回路工作，电机运转，经传动机构使得传动臂运行，开盖收集雨水。

按照收集方式不同，雨水采样器可分为单一降雨全程采样和单一降雨分段采样。单一降雨全程采样仅使用一个收集瓶，而分段采样使用多个收集瓶。单一降雨分段采样又分为按雨量分段采样和按时间分段采样。按雨量分段采样通过串联多个收集瓶，当第一个收集瓶满后，收集瓶内浮塞自动堵住瓶口，继而雨水注入下一个瓶中；按时间分段采样，主要是通过将收集瓶置于传送带或者转盘上，通过核心控制器控制转盘定时转动，切换收集瓶。

传统的按雨量分段采样，方法简便且成本低，稳定性好，但是无法依据不同时间间隔采样，灵活性低；传统的按时间间隔采样，采样精确且灵活，但是机械本身的传动结构稳定性较低，且置于野外供电较复杂。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术中存在的雨水自动采样的低灵活性、低稳定性及供电的复杂性，本实用新型提供了一种智能雨水收集取样系统，不仅可以自行设置取样时间间隔，并且可以雨量分段取样，还解决了传统依靠机械传动更换收集瓶的低稳定性和供电的复杂性，进而更加灵活、可靠、精准的对雨水进行收集取样。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

本实用新型提供了一种智能雨水收集取样系统，包括控制装置和收集取样装置，其特征在于：所述收集取样装置包括雨水收集斗、取样组件、排水阀和水管，所述水管连接于所述雨水收集斗下端，所述取样组件和所述排水阀串联连接于所述水管中，所述取样组件包括至少两个并联设置的取样分支，每个所述取样分支包括一个雨水取样瓶和一个设置在雨水取样瓶进水口或进水口上游的电动阀门，所述雨水取样瓶内设有液位感应器，所述电动阀门、所述液位感应器和所述排水阀与所述控制装置相连。

作为本实用新型的一种优选方案，还包括雨水传感器，设置在所述雨水收集斗中或其开口边缘上，所述雨水传感器与所述控制装置相连。

作为本实用新型的一种优选方案，所述雨水收集斗上部设有溢流阀，所述雨水收集斗下端且在所述取样组件的上游侧设有用于连通或切断所述水管的总阀，以及用于将所述雨水收集斗中的雨水直接排放的放空阀。

作为本发明的一种优选方案，所述总阀以及所述放空阀均为电动阀门，并均与所述控制装置相连。

作为本实用新型的一种优选方案，至少两个所述取样分支借助于环形水管并联连接，且所述环形水管整体上串联在所述水管中，所述排水阀位于所述环形水管的下游侧并与一个水桶连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述取样组件设有12个所述电动阀门和12个所述雨水取样瓶。

作为本实用新型的一种优选方案，所述雨水收集斗设置于室外，所述取样组件设置在室内，所述雨水取样瓶设置于室内托盘上。

作为本实用新型的一种优选方案，所述控制装置连接有触摸屏。

作为本实用新型的一种优选方案，所述电动阀门为电磁阀。

作为本实用新型的一种优选方案，所述控制装置为PLC(可编程控制器)。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种智能雨水收集取样系统运行安全、稳定、可靠，可按照不同需求，在室内即可灵活分段采集雨水并且可以即时检测水样，省去运输、保存水样的环节，操作简便，成本低。

附图说明

图1为本实用新型的一种智能雨水收集取样系统的技术流程图；

图2为本实用新型的一种智能雨水收集取样系统的构造原理图1；

图3为本实用新型的一种智能雨水收集取样系统的构造原理图2；

图4为本实用新型的一种智能雨水收集取样系统的收集瓶细节放大图。

附图标记说明

雨水传感器101，雨水收集斗201，溢流阀301，支架401，房顶501，总阀601，放空阀602，排水阀603，电线701，水管801，环形水管802，，电动阀门901，雨水取样瓶1001，水桶1002，内托盘上1101，触摸屏1201，控制装置1301，液位感应器1401

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图1、图2和图4所示的一种智能雨水收集取样系统，包括控制装置1301和收集取样装置，其特征在于：所述收集取样装置包括雨水收集斗201、取样组件、排水阀603和水管801，所述水管801连接于所述雨水收集斗201下端，所述取样组件和所述排水阀603串联连接于所述水管801中，所述取样组件包括至少两个并联设置的取样分支，每个所述取样分支包括一个雨水取样瓶1001和一个设置在雨水取样瓶进水口或进水口上游的电动阀门901，所述雨水取样瓶1001内设有液位感应器1401，所述电动阀门901、所述液位感应器1401和所述排水阀603与所述控制装置1301相连。首先将所述雨水收集斗201置于房顶501，所述控制装置1301、所述取样组件(即所述电动阀门901和所述雨水取样瓶1001)、所述排水阀603置于室内，室外的所述雨水收集斗201通过所述水管801与室内的所述取样组件相连，所述供电设备置于室内，当需要收集雨水时，将所述控制装置1301与所述供电设备接通即可。

当需要开始收集雨水时，控制所述控制装置1301输出信号控制1号所述电动阀门901的排水口打开，雨水收集到1号所述雨水取样瓶1001，到规定时间T1后关闭1号所述电动阀门901的排水口，同时打开2号所述电动阀门901的排水口，雨水收集到2号所述雨水取样瓶1001，以此类推，当最后一个所述雨水取样瓶1001到达收集时间T1后，关闭最后一个所述电动阀门901的排水口同时打开所述排水阀603的排水口，通过所述排水阀将雨水从所述收集取样装置中排出，所述排水阀603的排水口可连接其他排水装置，将雨水排出室外，实现所述雨水取样瓶1001对雨水的收集取样。

在所述雨水取样瓶1001收集雨水的T1时间内，当雨水到达所述雨水取样瓶1001上部的所述液位感应器1401位置时，所述液位感应器1401传递信号给所述控制装置1301，所述控制装置1301接收信号，经过所述控制装置1301信号处理，所述控制装置1301输出信号控制所述雨水取样瓶1001对应的所述电动阀门901的排水口关闭，同时打开所述排水阀603的排水口，将雨水排出。所述T1时间段是自所述雨水取样瓶1001对应的所述电动阀门901的排水口开启计时到T1时间止。到T1时间后关闭所述排水阀603的排水口的同时打开下一个所述电动阀门901的排水口；以此类推，当最后一个所述雨水取样瓶1001在收集时间T1内所对应的所述电动阀门901的排水口已经关闭，此时所述排水阀603的排水口处于开启状态，到达T1时间后，所述排水阀603的排水口仍然设置成开启状态，最终将雨水从所述收集取样装置中排出，实现所述雨水取样瓶1001对雨水的收集取样。

当然，在一次雨水采集取样的整个过程中，雨水收集取样时间T1可以是个固定的时间值，也可以是不相同的时间值，最终实现本实用新型对雨水收集取样并且自动按照规定时间间隔取样的功能。本实用新型的一种智能雨水收集取样系统运行安全、稳定、可靠，在室内即可灵活按规定时间分段采集雨水，并且可以即时检测水样，避免了在室外收集取样时所需的运输、保存水样的环节，本实用新型操作简便，成本低。

实施例2

如图1、图2和图4所示的一种智能雨水收集取样系统，包括控制装置1301和收集取样装置，其特征在于：所述收集取样装置包括雨水收集斗201、取样组件、排水阀603和水管801，所述水管801连接于所述雨水收集斗201下端，所述取样组件和所述排水阀603串联连接于所述水管801中，所述取样组件包括至少两个并联设置的取样分支，每个所述取样分支包括一个雨水取样瓶1001和一个设置在雨水取样瓶进水口或进水口上游的电动阀门901，所述雨水取样瓶1001内设有液位感应器1401，所述电动阀门901、所述液位感应器1401和所述排水阀603与所述控制装置1301相连。

首先将所述雨水收集斗201置于房顶501，所述控制装置1301、所述取样组件(即所述电动阀门901和所述雨水取样瓶1001)、所述排水阀603置于室内，室外的所述雨水收集斗201通过所述水管801与室内的所述取样组件相连，所述供电设备置于室内，当需要收集雨水时，将所述控制装置1301与所述供电设备接通即可。

当开始下雨且需要收集雨水时，控制所述控制装置1301输出信号控制1号所述电动阀门901的排水口打开，雨水收集到1号所述雨水取样瓶1001，到规定时间T1后关闭1号所述电动阀门901的排水口，同时打开所述排水阀603的排水口，将雨水从所述收集取样装置中排出，经过时间T2后关闭所述排水阀603的排水口，同时打开2号所述电动阀门901的排水口，雨水收集到2号所述雨水取样瓶1001，以此类推，当最后一个所述雨水取样瓶1001到达收集时间T1后，关闭最后一个所述电动阀门901的排水口同时打开所述排水阀603的排水口，将雨水从所述收集取样装置中排出，实现所述雨水取样瓶1001对雨水的收集取样。所述T1时间段是自所述雨水取样瓶1001对应的所述电动阀门901的排水口开启计时到T1时间止，到T1时间后继续保持所述排水阀603的排水口处于开启状态，再经过时间T2后关闭所述排水阀603的排水口，同时打开下一个所述电动阀门901的排水口，所述T2时间是设定的所述排水阀603开始排水到规定时间结束排水期间的时间间隔；以此类推，当最后一个所述雨水取样瓶1001在收集时间T1内所对应的所述电动阀门901的排水口已经关闭，此时所述排水阀603的排水口处于开启状态，雨水通过所述排水阀603从所述收集取样装置中排出，在此之后，所述排水阀603的排水口设置成一直处于开启状态，最终将雨水从所述收集取样装置中排出，实现所述雨水取样瓶1001对雨水的收集取样。

当然，在一次雨水采集取样的整个过程中，雨水收集取样时间T1可以是个固定的时间值，也可以是不相同的时间值，雨水收集取样时间间隔T2可以是个固定的时间值，也可以是不相同的时间值，最终实现本实用新型对雨水收集取样并且自动按照不同时间间隔取样的功能。本实用新型的一种智能雨水收集取样系统运行安全、稳定、可靠，在室内即可灵活按规定时间分段采集雨水，并且可以即时检测水样，避免了在室外收集取样时所需的运输、保存水样的环节，本实用新型结构简单，操作简便，成本低。

实施例3

如图1、图2和图4所示的一种智能雨水收集取样系统，包括控制装置1301和收集取样装置，其特征在于：所述收集取样装置包括雨水收集斗201、取样组件、排水阀603和水管801，所述水管801连接于所述雨水收集斗201下端，所述取样组件和所述排水阀603串联连接于所述水管801中，所述取样组件包括至少两个并联设置的取样分支，每个所述取样分支包括一个雨水取样瓶1001和一个设置在雨水取样瓶进水口或进水口上游的电动阀门901，所述雨水取样瓶1001内设有液位感应器1401，所述电动阀门901、所述液位感应器1401和所述排水阀603与所述控制装置1301相连。

首先将所述雨水收集斗201置于房顶501，所述控制装置1301、所述取样组件(即所述电动阀门901和所述雨水取样瓶1001)、所述排水阀603置于室内，室外的所述雨水收集斗201通过所述水管801与室内的所述取样组件相连，所述供电设备置于室内，当需要收集雨水时，将所述控制装置1301与所述供电设备接通即可。

当在下雨期间需要收集雨水时,控制所述控制装置1301输出信号控制1号所述电动阀门901的排水口打开，雨水收集到1号所述雨水取样瓶1001，当雨水到达所述雨水取样瓶1001上部的所述液位感应器1401位置时，所述液位感应器1401传递信号给所述控制装置1301，所述控制装置1301接收信号，经过所述控制装置1301信号处理，所述控制装置1301输出信号控制所述雨水取样瓶1001对应的所述电动阀门901的排水口关闭，同时打开所述排水阀603的排水口，将雨水从所述收集取样装置中排出。经过时间T3后关闭所述排水阀603的排水口，同时打开2号所述电动阀门901的排水口，雨水收集到2号所述雨水取样瓶1001，所述时间T3为从一个所述雨水取样瓶1001结束雨水收集切换到下一个所述雨水取样瓶1001开始雨水收集之间所用的时间段。以此类推，当最后一个所述雨水取样瓶1001到达所述雨水取样瓶1001上部的所述液位感应器1401位置时，所述液位感应器1401传递信号给所述控制装置1301，所述控制装置1301接收信号，经过所述控制装置1301信号处理，所述控制装置1301输出信号控制最后一个所述雨水取样瓶1001对应的所述电动阀门901的排水口关闭，同时打开所述排水阀603的排水口，将雨水从所述收集取样装置中排出。经过时间T3后，所述排水阀603的排水口仍然设置成开启状态，最终将雨水从所述收集取样装置中排出，实现所述雨水取样瓶1001对雨水的定量收集取样。

当然，在一次雨水采集取样的整个过程中，雨水收集取样时间间隔T3可以是个固定的时间值，也可以是不相同的时间值，最终实现本实用新型对雨水的收集取样并且自动按照规定时间间隔定量取样的功能。本实用新型的一种智能雨水收集取样系统运行安全、稳定、可靠，在室内即可灵活按规定雨量分段采集雨水样，并且可以即时检测水样，避免了在室外收集取样时所需的运输、保存水样的环节，本实用新型操作简便，成本低。

实施例4

在以上描述的三种实施例的基础上，整个系统连接有雨水传感器101，如图1、图2和图4所述，所述雨水传感器101设置在所述雨水收集斗21中或其开口边缘上，所述雨水传感器101与所述控制装置1301相连。当所述雨水传感器101感应到降雨时，所述雨水传感器101传递信号给所述控制装置1301，所述控制装置1301接收信号，经过所述控制装置1301信号处理，所述控制装置1301输出信号控制1号所述电动阀门901的排水口打开，雨水收集到1号所述雨水取样瓶1001，接下来如上述三种实施例所描述那样完成其他所述雨水取样瓶1001对雨水的收集取样工作。

当所述雨水传感器101在T4内没有感应到雨水降落，则关闭当前采集雨水对应的所述电动阀门901的排水口，系统进入待机状态，下一个所述电动阀门901的排水口作为下次降雨首个开启的电动阀门901的排水口。所述T4为所述雨水传感器101感应不到雨水开始计时到系统进入待机状态之间的一个时间段。所述T4可以根据雨量的大小、持续的时间以及操作者的需求来自行设定。

通过所述雨水传感器101识别降雨来自动开启所述控制装置1301来实现对雨水的收集取样，雨停后再通过所述雨水传感器101自动关闭所述控制装置1301进而结束对雨水的收集取样，自动化程度高，极大的减轻了工作人员的负担。

以上实施例是对本实用新型的一种智能雨水收集取样系统自动定时定量取样的详细介绍，当然，本实用新型的一种智能雨水收集取样系统进一步的优选方案还可以是：所述控制装置1301通过电线701连接有触摸屏1201。这样，通过所述触摸屏1201不仅便于操作人员实施的监控雨水收集取样的状况，而且还便于操作人员通过所述触摸屏1201设置不同的时间，增强整个控制系统的功能。

如图2和图3所示，所述雨水收集斗201上部设有溢流阀301，所述雨水收集斗201下端且在所述取样组件的上游侧设有用于连通或切断所述水管801的总阀601，以及用于将所述雨水收集斗201中的雨水直接排放的放空阀602。这样，在所述雨水收集斗201收集雨水的速度大于所述雨水取样瓶1001收集雨水的速度时，为了避免所述雨水收集斗201收集过多的雨水而过重进而导致所述雨水收集斗201倾斜，在所述雨水收集斗201上部设置溢流阀301，在雨水到达一定高度后，过多的雨水通过所述溢流阀301排出所述雨水收集斗201，避免所述雨水收集斗201倾斜而影响雨水采集的后续进行；在所述雨水收集斗201下端且在所述取样组件的上游侧设有用于连通或切断所述水管801的总阀601，所述雨水收集斗201下端通过所述总阀601由所述水管801与所述取样组件相连，用于所述雨水收集斗201与所述取样组件之间的连通或切断，所述总阀601可以控制所述雨水收集斗201内部雨水是否可以通过水管进入所述雨水取样瓶1001，便于所述雨水收集斗201的更换、维护以及保养。这样，可以使本实用新型的功能更加强大；用于将所述雨水收集斗201中的雨水直接排放的放空阀602，可以快速的排空所述雨水收集斗201内部积累的水分，保证下一次雨水收集取样工作的顺利进行。当然也可以是所述总阀601以及所述放空阀602均为电动阀门901，并均与所述控制装置1301相连。这样，增强整个系统的自动控制能力，便于操作人员的对整个系统的操作，避免需要操作人员到楼顶去打开或者关闭所述总阀601或者所述放空阀602；受电路控制的所述放空阀602在整个雨水收集取样的过程中，也可以减轻所述排水阀603的负担，所述雨水收集斗201内部的水可以通过控制所述放空阀602直接排到室外。

如图2和图3所示，至少两个所述取样分支借助于环形水管802并联连接，且所述环形水管802整体上串联在所述水管801中，所述排水阀603位于所述环形水管802的下游侧并与一个水桶1002连接。这样，便于雨水从一个所述雨水取样瓶1001快速的流向下一个所述雨水取样瓶1001或者通过所述排水阀603排放到所述水桶1002中。并联在所述环形水管802上的所述取样组件可以实现所述雨水取样瓶1001之间对雨水取样的快速切换，同时增设的所述水桶可以接收所述排水阀603排出的雨水，使是整个系统更简单且便于操作的同时，也避免雨水流排放到室内地面而使得地面积累雨水。当然所述环形水管802为辐射形管，每根管上连接有一个所述电动阀门901，每个所述电动阀门901的出水口处设置有一个雨水取样瓶1001，所述水管801连接有所述排水阀603，所述排水阀603出水口与所述水桶1002连接。进一步的优选方案是：所述取样组件设有12个所述电动阀门901和12个所述雨水取样瓶1001。这样，由12个所述取样组分支成的12个所述雨水瓶取样1001和12个所述电动阀门901能够支持一次整个降雨过程的雨水分段采集取样工作；当然所述雨水收集瓶1001为其他数量，比如6个、10个、16个、20个或者26个等其他数量，优选采用12个所述雨水取样瓶1001和与之对应的12个所述电动阀门901。

如图2和图3所示，所述雨水收集斗201设置于室外，所述取样组件设置在室内，所述雨水取样瓶1001设置于室内托盘1101上。这样，便于所述雨水取样瓶1001的放置以及快速更换，同时，所述室内托盘1101有收集雨水的功能，避免雨水从所述雨水取样瓶1001或者所述环形水管802泄露而流到地面。

所述控制装置1301为PLC或者单片机，所述电动阀门901为电磁阀或者电动蝶阀，所述控制装置1301和所述电动阀门901价格便宜，方便操作、更换以及维护，增强本实用新型的实用性。

所述雨水收集斗201通过支架401设置于室外。这样，通过支架401可以牢固的将所述雨水收集斗201支撑于房顶501或者高台上，避免所述雨水收集斗201因外力作用或者收集雨水过多而倾倒进而影响后续采集取样的顺利进行。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种智能雨水收集取样系统，包括控制装置和收集取样装置，其特征在于：所述收集取样装置包括雨水收集斗、取样组件、排水阀和水管，所述水管连接于所述雨水收集斗下端，所述取样组件和所述排水阀串联连接于所述水管中，所述取样组件包括至少两个并联设置的取样分支，每个所述取样分支包括一个雨水取样瓶和一个设置在雨水取样瓶进水口或进水口上游的电动阀门，所述雨水取样瓶内设有液位感应器，所述电动阀门、所述液位感应器和所述排水阀与所述控制装置相连。

2.根据权利要求1所述的一种智能雨水收集取样系统，其特征在于：还包括雨水传感器，设置在所述雨水收集斗中或其开口边缘上，所述雨水传感器与所述控制装置相连。

3.根据权利要求1所述的一种智能雨水收集取样系统，其特征在于：所述雨水收集斗上部设有溢流阀，所述雨水收集斗下端且在所述取样组件的上游侧设有用于连通或切断所述水管的总阀，以及用于将所述雨水收集斗中的雨水直接排放的放空阀。

4.根据权利要求3所述的一种智能雨水收集取样系统，其特征在于：所述总阀以及所述放空阀均为电动阀门，并均与所述控制装置相连。

5.根据权利要求1所述的一种智能雨水收集取样系统，其特征在于：至少两个所述取样分支借助于环形水管并联连接，且所述环形水管整体上串联在所述水管中，所述排水阀位于所述环形水管的下游侧并与一个水桶连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能雨水收集取样系统，其特征在于：所述取样组件设有12个所述电动阀门和12个所述雨水取样瓶。

7.根据权利要求1-5任意一项权利要求所述的一种智能雨水收集取样系统，其特征在于：所述雨水收集斗设置于室外，所述取样组件设置在室内，所述雨水取样瓶设置于室内托盘上。

8.根据权利要求4所述的一种智能雨水收集取样系统，其特征在于：所述控制装置连接有触摸屏。

9.根据权利要求1所述的一种智能雨水收集取样系统，其特征在于：所述电动阀门为电磁阀。

10.根据权利要求1所述的一种智能雨水收集取样系统，其特征在于：所述控制装置为PLC。