CN215599395U - 一种降雨量与物位的一体化监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种降雨量与物位的一体化监测装置，包括装置本体，装置本体包括上部的雨量计量单元、下部的物位计量单元，雨量计量单元、物位计量单元分别与数据传输模块电性相接；物位计量单元包括壳体、超声波传感器，壳体内设置有超声波传感器、数据传输模块，壳体的下盖板上开设有探头外漏孔，探头外漏孔的顶部设置有超声波传感器，超声波传感器外匹配设置有保护罩，保护罩的开口向下并朝向探头外漏孔，保护罩的顶部设置有一号安装支架，一号安装支架的左侧设置有二号安装支架，二号安装支架内匹配设置有数据传输模块。本实用新型通过一台设备，就可以同时获取降雨量与物位高低两个数据，不仅安装省时省力，而且采集效率高，维护成本低。

Description

一种降雨量与物位的一体化监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种监测装置，尤其涉及一种降雨量与物位的一体化监测装置，属于环境监测与物联网领域。

背景技术

现有环境感知设备种类较多，与采集的雨量、物位高低相关的两种设备分别是雨量计与超声波物位计。其中，雨量计是专门用来计量一定区域在一定时间内降雨量大小的仪器。通过一些辅助设施，把雨量计固定安装在不受遮挡的地方，保证雨量计能承接到承雨口大小面积的全部降雨，然后通过对进入承雨口的雨水积极或重要的计量，最终换算出国家统一规定的降雨量数据。超声波物位计是用来计量地面或沟渠内水位(物位)高低的仪器。其原理是仪器朝向物位水平面发射超声波，通过计算超声波反射回来的时间，依据声速大小计算出仪器与物位(水平面)的距离，进而换算出物位距底部的高度。

目前，监测降雨量与沟渠水位高低的设备分别是雨量计与超声波物位计，二者互相独立、互不干涉且分别提供降雨量与物位高低两个数据，两种设备具有不同的采集功能，具有不同的安装方式。但是在当前环境测量技术下，很多情况需要采集区域的降雨量，同时也要采集地面、沟渠内水面的高低数据，以便全面掌握该区域降雨及雨水排除情况。所以，需要分别安装雨量计与物位计两种监测设备，采集两个环境数据到后台进行分析使用，安装过程费时又费力，采集效率低，维护成本高。因此，需要研发一种可以同时测量降雨量与物位高低的监测装置。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种降雨量与物位的一体化监测装置。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种降雨量与物位的一体化监测装置，包括装置本体，装置本体包括上部的雨量计量单元、下部的物位计量单元，雨量计量单元、物位计量单元分别与数据传输模块电性相接；

物位计量单元包括壳体、超声波传感器，壳体内设置有超声波传感器、数据传输模块，壳体的下盖板上开设有探头外漏孔，探头外漏孔的顶部设置有超声波传感器，超声波传感器外匹配设置有保护罩，保护罩的开口向下并朝向探头外漏孔，保护罩的顶部设置有一号安装支架，一号安装支架的左侧设置有二号安装支架，二号安装支架内匹配设置有数据传输模块。

优选的，雨量计量单元为雨量计，雨量计的底面中部开设有数据线通孔，数据线通孔的前侧、后侧对称开设有排水孔，数据线通孔的四周对应设置有螺纹孔，雨量计通过螺丝与物位计量单元紧固相接。

优选的，一号安装支架的中部开设有与探头外漏孔相对应的圆孔，一号安装支架关于圆孔对称，圆孔的四周设置有连接环，四个连接环两两一组对称设置，两两连接环之间均竖直设置有倒L型连接板，一号安装支架的顶端通过倒L型连接板与壳体的顶面紧固相接、底端通过连接环与保护罩紧固相接。

优选的，探头外漏孔的前侧、后侧对称开设有雨量计导水孔，壳体的顶面对应开设有雨量计导水孔。

优选的，壳体的内壁对称设置有若干个固定卡槽，下盖板通过固定卡槽与壳体紧固相接。

优选的，数据传输模块为单片机。

本实用新型通过一台设备，就可以同时获取降雨量与物位高低两个数据，不仅安装省时省力，而且采集效率高，维护成本低，具有广泛的适用性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为雨量计的底面结构示意图。

图3为物位计量单元的剖面结构示意图。

图4为图3的A-A剖面结构示意图。

图5为图3的B-B剖面结构示意图。

图6为壳体的立体结构示意图。

图7为一号安装支架的结构示意图。

图8为本实用新型的电路连接图。

图中：1、雨量计；2、超声波传感器；3、数据传输模块；4、壳体；5、保护罩；6、探头外漏孔；7、一号安装支架；8、二号安装支架；9、雨量计导水孔；10、固定卡槽；11、数据线通孔；12、排水孔；71、圆孔；72、连接环；73、倒L型连接板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示的一种降雨量与物位的一体化监测装置，包括装置本体，装置本体包括上部的雨量计量单元、下部的物位计量单元，雨量计量单元、物位计量单元分别与数据传输模块3电性相接；数据传输模块3为单片机。本实用新型在结构上集成了雨量计与超声波传感器两种传感器，通过雨量计量单元、物位计量单元分别采集自然环境中的降雨量、地面或沟渠内水面高度数据，同时通过内部的数据传输模块连接雨量计与超声波传感器，采集雨量与物位数据，并通过电子信息技术，将数据转为RS485及Modbus协议格式，通过数据传送装置RTU传送到监测平台使用，其内部电路原理示意图如图8所示。

物位计量单元包括壳体4、超声波传感器2，如图5、图6所示，壳体4内设置有超声波传感器2、数据传输模块3，如图4所示，壳体4的下盖板上开设有探头外漏孔6，探头外漏孔6的顶部设置有超声波传感器2，如图3所示，超声波传感器2外匹配设置有保护罩5，保护罩5的开口向下并朝向探头外漏孔6，保护罩5的顶部设置有一号安装支架7，一号安装支架7的左侧设置有二号安装支架8，二号安装支架8内匹配设置有数据传输模块3。

雨量计量单元为雨量计1，如图2所示，雨量计1的底面中部开设有数据线通孔11，数据线通孔11的前侧、后侧对称开设有排水孔12，数据线通孔11的四周对应设置有螺纹孔，雨量计1通过螺丝与物位计量单元紧固相接。

如图7所示，一号安装支架7的中部开设有与探头外漏孔6相对应的圆孔71，一号安装支架7关于圆孔对称，圆孔71的四周设置有连接环72，四个连接环72两两一组对称设置，两两连接环72之间均竖直设置有倒L型连接板73，一号安装支架7的顶端通过倒L型连接板73与壳体4的顶面紧固相接、底端通过连接环72与保护罩5紧固相接。保护罩5的顶部对应设置有连接台，保护罩5通过连接台与一号安装支架7螺纹相接。一号安装支架7与壳体4螺纹相接，方便拆卸。保护罩5可以满足不同尺寸超声波传感器的使用需求。二号安装支架8与壳体4螺纹相接。

探头外漏孔6的前侧、后侧对称开设有雨量计导水孔9，壳体4的顶面对应开设有雨量计导水孔。雨量计导水孔9与排水孔12相连通。壳体4的内壁对称设置有若干个固定卡槽10，下盖板通过固定卡槽10与壳体4紧固相接。

在实际使用时，通过立杆及横臂固定到水面或沟渠的上方，上部不得有物体遮挡承雨口即排水孔12，以使雨水能完全降落在承雨口内，通过内部机械结构及电路，计量进入承雨口的雨量，并转换为国家标准降雨量数据；下部也不得遮挡超声波发射口即探头外漏孔6，以使超声波束能顺利到达下方物面(水面)并能被很好的反射回物位计量单元，通过内部的电路计算超声波发射及接收反射的时间间隔，根据声波在空气中传播速度，进而计算出物位计到物位(水面)的距离，再换算出水深数据。

本实用新型将两种种类不同，但所采集的数据又相互有一定联系的传感器进行融合，使一台设备具备采集多种环境数据的能力；同时运用数据融合技术，将两种数据直接进行关联，大大提高了环境数据采集的效率，降低设备安装维护成本，使大面积布设这类环境设备成为现实，实时提供降雨数据与地上水面高低数据，为进一步研究降雨与地面径流关系提供更加方便快捷的方式。

与现有技术相比，本实用新型为大数据分析提供最直接最关联的数据基础，具体表现为：

1)采用硬件模块化设计，根据监测需要选择与组合。可以单独使用雨量计或物位计量单元，也可以一次使用两种计量装置，但是不需要再像单个传感器安装一样，每一个传感器都要重复考虑安装环境、安装方式、辅助供电、雷电防护、防尘防水、外壳防护等；

2)低功耗设计理念，大大降低整体设备能耗，减少了供电设施(大面积的太阳能电池板、高功率太阳能转换器、大容量的储电池)的投入。雨量计量单元在无降雨时自动进入待机状态，对物位数据采集频率降低，降雨时自动启动雨量采集，同时增加物位数据采集频率；

3)智能化设计理念，传感器数据联动。将通常由远端监测平台实现的数据分析功能部分前移，从而实现传感器联动。如上所述，有无降雨的情况下，不但雨量计量单元会进入待机状态，物位计量单元也会自动调节采集频率。另外，也会根据物位计量单元采集的数据变化幅度，自动调整数据采集频率。当一定时间内物位数据变化不大时，降低采集频率，减少上报平台的数据量；当一定时间内物位数据变化大时，增加采集频率，增加上报平台的数据量，从而提高数据采集的质量与效率；

4)冗余化设计理念，预留多接口设计，可以加装温度、湿度等环境采集传感器，而不需要再重新考虑安装施工等问题。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种降雨量与物位的一体化监测装置，包括装置本体，其特征在于：所述装置本体包括上部的雨量计量单元、下部的物位计量单元，所述雨量计量单元、物位计量单元分别与数据传输模块(3)电性相接；

所述物位计量单元包括壳体(4)、超声波传感器(2)，所述壳体(4)内设置有超声波传感器(2)、数据传输模块(3)，壳体(4)的下盖板上开设有探头外漏孔(6)，所述探头外漏孔(6)的顶部设置有超声波传感器(2)，所述超声波传感器(2)外匹配设置有保护罩(5)，所述保护罩(5)的开口向下并朝向探头外漏孔(6)，保护罩(5)的顶部设置有一号安装支架(7)，所述一号安装支架(7)的左侧设置有二号安装支架(8)，所述二号安装支架(8)内匹配设置有数据传输模块(3)。

2.根据权利要求1所述的降雨量与物位的一体化监测装置，其特征在于：所述雨量计量单元为雨量计(1)，所述雨量计(1)的底面中部开设有数据线通孔(11)，所述数据线通孔(11)的前侧、后侧对称开设有排水孔(12)，数据线通孔(11)的四周对应设置有螺纹孔，所述雨量计(1)通过螺丝与物位计量单元紧固相接。

3.根据权利要求2所述的降雨量与物位的一体化监测装置，其特征在于：所述一号安装支架(7)的中部开设有与探头外漏孔(6)相对应的圆孔(71)，一号安装支架(7)关于圆孔对称，所述圆孔(71)的四周设置有连接环(72)，四个所述连接环(72)两两一组对称设置，两两所述连接环(72)之间均竖直设置有倒L型连接板(73)，一号安装支架(7)的顶端通过倒L型连接板(73)与壳体(4)的顶面紧固相接、底端通过连接环(72)与保护罩(5)紧固相接。

4.根据权利要求3所述的降雨量与物位的一体化监测装置，其特征在于：所述探头外漏孔(6)的前侧、后侧对称开设有雨量计导水孔(9)，所述壳体(4)的顶面对应开设有雨量计导水孔。

5.根据权利要求4所述的降雨量与物位的一体化监测装置，其特征在于：所述壳体(4)的内壁对称设置有若干个固定卡槽(10)，下盖板通过固定卡槽(10)与壳体(4)紧固相接。

6.根据权利要求5所述的降雨量与物位的一体化监测装置，其特征在于：所述数据传输模块(3)为单片机。

Images