CN209014748U - 一种互补式抗干扰降水传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种互补式抗干扰降水传感器，包括支撑体、安装于所述支撑体上，用于检测其附近是否有移动颗粒状物质及颗粒状物质的数量的超声波传感器、安装于所述支撑体上，用于检测其表面是否有水性物质粘附的栅状电阻传感器以及中央控制单元和供电单元。超声波传感器和栅状电阻传感器分别与中央控制单元通信性连接并将检测信号传输至中央控制单元，中央控制单元根据信号判断当前是否是降雨状态。本实用新型通过两种传感器功能互补，从而可以更准确及时地反映降水真实信息，提高了降水自动监测系统的工作性能，提高了降水监测工作者的科研成果，也提高了降雨预测预报的准确性。

Description

一种互补式抗干扰降水传感器

技术领域

本实用新型属于应用于在线降水自动监测仪或降水采样器的感雨传感器领域，尤其是涉及一种互补式抗干扰降水传感器。

背景技术

目前，对于在线降水自动监测系统来说,降水传感器是其重要的功能组成部分。系统只有在降水传感器给出相应的信号后，才会自动采集降水样品，进而处理、分析；降水传感器一旦给错误信号，就会造成在线降水自动监测系统误动作，甚至损坏仪器。现有的降水传感器一般分为导电式感雨器、超声波感雨器、红外线感雨器等。导电式感雨器是制作成本低，缺点是感雨灵敏度不高且有延迟,并且无法分辨是动态降水还是静态水性物质降落在其上面；超声波传感器对空气中移动的颗粒状物质反应灵敏，且可以判断其数量，缺点是无法准确判断颗粒状物质组成成分；红外线感雨器受强光源干扰影响大。这几种感雨器在独立工作的时候，不管从原理上，还是从应用上均存在缺陷，这种缺陷直接的后果是降水信息误报，从而造成降水采样设备无法客观采集真实水样，不但影响整个降水监测分析系统的性能，也造成降水分析结果也不够客观，对科研工作者的科研成果、相关部门的预测预报都有极大的不利影响。

实用新型内容

为了解决目前感雨传感器的技术缺陷，避免降水信息误判断，提高降水监测分析系统的运行可靠性、数据有效性，推动降水预测预报的良性发展，本实用新型提供一种互补式抗干扰降水传感器。

本实用新型采用以下技术方案：

一种互补式抗干扰降水传感器，包括：

支撑体；

超声波传感器11，安装于所述支撑体上，用于检测其附近是否有移动颗粒状物质及颗粒状物质的数量；

栅状电阻传感器15，安装于所述支撑体上，用于检测其表面是否有水性物质粘附；

中央控制单元24，分别与超声波传感器11和栅状电阻传感器15通信性连接，接收超声波传感器11和栅状电阻传感器15传输过来的检测信号；

供电单元21，分别与超声波传感器11、栅状电阻传感器15和中央控制单元24电性连接，为它们供电。

具体地，所述支撑体包括竖立杆1、设置于竖立杆1顶端的传感器支架5。

进一步，所述超声波传感器11和栅状电阻传感器15均安装于所述传感器支架5上，且处于同一水平位置。

优选地，所述栅状电阻传感器15与超声波传感器11之间水平距离不小于40厘米。从而保证两者在工作状态下的互不干扰。

进一步，所述供电单元21和中央控制单元24安装于所述竖立杆1上。

优选地，所述竖立杆1和传感器支架5均为中空管状结构，且竖立杆1中空管道与传感器支架5中空管道相连通；传感器支架5上、对应于超声波传感器11和栅状电阻传感器15的部位开设有穿孔，竖立杆1上、对应于供电单元21和中央控制单元24的部位开设有穿孔；所述超声波传感器11、栅状电阻传感器15与中央控制单元24之间的连线经所述穿孔和中空管道铺设，所述供电单元21与超声波传感器11、栅状电阻传感器15和中央控制单元24的连线经所述穿孔和中空管道铺设。

此外，为了有效保护互补式抗干扰降水传感器即使在野外空旷区域也可以稳定可靠运行，所述降水传感器还包括设置于支撑体最上方的避雷针3，所述避雷针3通过接地线接入避雷网。

栅状电阻传感器表面遇水其电阻发生变化、表面遇固态颗粒性物质(风沙、棉絮等)则不会有电阻变化的特点，鉴别该传感器表面是否有水性物质粘附；利用超声波传感器的多普勒效应可以探测其附近是否有移动的颗粒状物质及颗粒状物质的数量的特点，可以很好的鉴别是动态降水还是静态露水或者偶发性的水性物质。因此，综合两个传感器的信号考虑，所述中央控制单元24接收到栅状电阻传感器15发送过来的、其表面有水性物质粘附的检测信号，同时接收到超声波传感器11发送过来的、其附近有移动颗粒状物质及颗粒状物质数量的信号后，判断当前为降雨状态。否则，判断当前未降雨。

优选地，为了适应恶劣天气，所述传感器支架5为不锈钢材质。

进一步，所述竖立杆1通过地桩独立安装。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过栅状电阻传感器判断是否有水性物质降落或附着在其感测表面,通过超声波传感器判断其附近是否有一定量的、移动的水性物质或颗粒状物质存在，以上两种传感器功能互补，且反应灵敏，从而可以更准确及时地反映降水真实信息，提高了降水自动监测系统的工作性能，提高了降水监测工作者的科研成果，也提高了降雨预测预报的准确性。通过避雷针保护互补式抗干扰降水传感器即使在野外空旷区域也可以稳定可靠运行。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的原理示意图。

图中，1-1竖立杆，11-超声波传感器，15-栅状电阻传感器，21-供电单元，24-中央控制单元，3-避雷针，5-传感器支架。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型技术方案，以下结合附图1-2与具体实施例进行详细说明。

实施例1

如图1、2所示，一种互补式抗干扰降水传感器，包括支撑体、超声波传感器11、栅状电阻传感器15、中央控制单元24、供电单元21。供电单元21分别与超声波传感器11、栅状电阻传感器15和中央控制单元24电性连接，为其供电。

超声波传感器11与栅状电阻传感器15均安装于支撑体上，分别与中央控制单元24通信性连接，并将检测信号传输至中央控制单元24。超声波传感器11通过多普勒效应用于探测其附近是否有颗粒状物质及移动速度和数量，如果有降水发生或者风沙等情况发生，该传感器就会有明显的多普勒效应，而露水或者偶发性的移动水珠则产生的多普勒效应明显不同，这些信息被该传感器捕获，反馈给中央控制单元24；当大气中的降水或者水性物质附着在栅状电阻传感器15的感测表面时,栅状电阻值发生变化,而粉尘等颗粒状物质则不会造成该传感器电阻值的明显变化，因此用于检测其表面是否有水性物质粘附，检测信号同样反馈给中央控制单元24。

中央控制单元24接收到栅状电阻传感器15发送过来的、其表面有水性物质粘附的检测信号，同时接收到超声波传感器11发送过来的、其附近有移动颗粒状物质及颗粒状物质数量的信号后，判断当前为降雨状态。否则，判断当前未降雨。

实施例2

在实施例1的基础上，支撑体包括不锈钢材质的竖立杆1和设置于竖立杆1顶端的传感器支架5，竖立杆1通过地桩螺钉竖立在地面上，供电单元21和中央控制单元24安装于所述竖立杆1上。超声波传感器11和栅状电阻传感器15则分别安装在传感器支架5上,且处于同一水平位置，两者的安装位置水平距离大于等于40厘米，从而保证两者在工作状态下的互不干扰。

所述竖立杆1和传感器支架5均为中空管状结构，且竖立杆1中空管道与传感器支架5中空管道相连通；传感器支架5上、对应于超声波传感器11和栅状电阻传感器15的部位开设有穿孔，竖立杆1上、对应于供电单元21和中央控制单元24的部位开设有穿孔；所述超声波传感器11、栅状电阻传感器15与中央控制单元24之间的连线经所述穿孔和中空管道铺设，所述供电单元21与超声波传感器11、栅状电阻传感器15和中央控制单元24的连线经所述穿孔和中空管道铺设。

此外，在竖立杆1的顶部还安装有避雷针3，通过专用的接地线与避雷网连接，并与其它导线隔离，在不影响所述超声波传感器11和栅状电阻传感器15工作的情况下，保护整个系统的工作不受雷电干扰。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种互补式抗干扰降水传感器，其特征在于包括：

支撑体；

超声波传感器(11)，安装于所述支撑体上，用于检测其附近是否有移动颗粒状物质及颗粒状物质的数量；

栅状电阻传感器(15)，安装于所述支撑体上，用于检测其表面是否有水性物质粘附；

中央控制单元(24)，分别与超声波传感器(11)和栅状电阻传感器(15)通信性连接，接收超声波传感器(11)和栅状电阻传感器(15)传输过来的检测信号；

供电单元(21)，分别与超声波传感器(11)、栅状电阻传感器(15)和中央控制单元(24)电性连接，为它们供电。

2.如权利要求1所述的互补式抗干扰降水传感器，其特征在于：所述支撑体包括竖立杆(1)、设置于竖立杆(1)顶端的传感器支架(5)。

3.如权利要求2所述的互补式抗干扰降水传感器，其特征在于：所述超声波传感器(11)和栅状电阻传感器(15)均安装于所述传感器支架(5)上，且处于同一水平位置。

4.如权利要求3所述的互补式抗干扰降水传感器，其特征在于：所述栅状电阻传感器(15)与超声波传感器(11)之间水平距离不小于40厘米。

5.如权利要求3所述的互补式抗干扰降水传感器，其特征在于：所述供电单元(21)和中央控制单元(24)安装于所述竖立杆(1)上。

6.如权利要求5所述的互补式抗干扰降水传感器，其特征在于：所述竖立杆(1)和传感器支架(5)均为中空管状结构，且竖立杆(1)中空管道与传感器支架(5)中空管道相连通；传感器支架(5)上、对应于超声波传感器(11)和栅状电阻传感器(15)的部位开设有穿孔，竖立杆(1)上、对应于供电单元(21)和中央控制单元(24)的部位开设有穿孔；所述超声波传感器(11)、栅状电阻传感器(15)与中央控制单元(24)之间的连线经所述穿孔和中空管道铺设，所述供电单元(21)与超声波传感器(11)、栅状电阻传感器(15)和中央控制单元(24)的连线经所述穿孔和中空管道铺设。

7.如权利要求1所述的互补式抗干扰降水传感器，其特征在于：所述降水传感器还包括设置于支撑体最上方的避雷针(3)，所述避雷针(3)通过接地线接入避雷网。

8.如权利要求1所述的互补式抗干扰降水传感器，其特征在于：所述中央控制单元(24)接收到栅状电阻传感器(15)发送过来的、其表面有水性物质粘附的检测信号，同时接收到超声波传感器(11)发送过来的、其附近有移动颗粒状物质及颗粒状物质数量的信号后，判断当前为降雨状态。

9.如权利要求2所述的互补式抗干扰降水传感器，其特征在于：所述传感器支架(5)为不锈钢材质。

10.如权利要求2所述的互补式抗干扰降水传感器，其特征在于：所述竖立杆(1)通过地桩独立安装。