CN219831422U - 一种自动排液和补液的称重式降水传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种自动排液和补液的称重式降水传感器，包括：称重传感器；盛水桶，设置在称重传感器上；液位检测器模块，设置在盛水桶内；排液和补液模块，连接所述盛水桶，用于在盛水桶内液位达到或超过上限时，排出盛水桶内液体，在盛水桶内液位达到或低于下限时，向盛水桶内补液；控制单元，与称重传感器连接，用于接收和处理称重传感器的信号；并且控制单元还与液位检测器模块和排液和补液模块分别连接，用于接收液位检测器模块检测的液位信号，并在盛水桶内液位达到或超过上限时，控制排液和补液模块排液，在盛水桶内液位达到或低于下限时，控制排液和补液模块补液。本方案减轻了观测人员的工作量，提升了操作便利。

Description

一种自动排液和补液的称重式降水传感器

技术领域

本实用新型属于气象观测领域，具体涉及一种自动排液和补液的称重式降水传感器。

背景技术

称重式降水传感器是气象领域实现降水观测的设备,可以解决人工对固态、液态、及混合性降水观测存在的时效性差,时空密度不足,不能全面连续反映固态降水过程的变化等问题,减轻了观测人员的工作量,并为降水观测提供高质量的观测资料。

现有称重式降水传感器仍存在如下问题，传感器的盛水桶内液位不能自动控制，液位过高时，不能根据实际情况实现自动排液，并且在液位过低导致防冻液量过少时不能自动补充防冻液，需要人工定期维护，但由于称重式降水传感器一般位于野外，导致维护和操作不便，此外，若未能及时维护，容易造成盛水桶内雨水溢出，导致数据缺失，或者，造成盛水桶内液位过低，防冻液量过少，易受环境影响，导致数据失真。

实用新型内容

在下文中将给出关于本公开内容的简要概述，以便提供关于本公开内容某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开内容的穷举性概述。它并不是意图确定本公开内容的关键或重要部分，也不是意图限定本公开内容的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本实用新型要解决的技术问题是提供一种自动排液和补液的称重式降水传感器，其能实现液位自动控制，并根据盛水桶内液位实际情况实现自动排液和补液，避免人工维护，提升操作便利，进一步提升观测准确度。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案：

提供一种自动排液和补液的称重式降水传感器，其特征在于，包括：

称重传感器；

盛水桶，所述盛水桶设置在所述称重传感器上；

液位检测器模块，所述液位检测器模块设置在所述盛水桶内，用于检测盛水桶内液位是否达到或超过上限，是否达到理想液位，或是否达到或低于下限；

排液和补液模块，所述排液和补液模块连接所述盛水桶，所述排液和补液模块用于在所述盛水桶内液位达到或超过上限时，排出盛水桶内液体，在所述盛水桶内液位达到或低于下限时，向所述盛水桶内补液；

控制单元，所述控制单元与所述称重传感器连接，用于接收和处理称重传感器的信号；并且所述控制单元还与所述液位检测器模块和所述排液和补液模块分别连接，用于接收所述液位检测器模块检测的液位信号，并在盛水桶内液位达到或超过上限时，控制所述排液和补液模块排液，在盛水桶内液位达到或低于下限时，控制所述排液和补液模块补液。

进一步的，其中，所述称重式降水传感器还包括外壳、底盘、以及基座；

其中，所述基座固定在地面上，所述底盘固定连接在基座上，所述底盘还与外壳底部固定连接；

所述盛水桶、称重传感器、控制单元位于所述外壳内部；

所述称重传感器和控制单元位于所述底盘上。

进一步的，其中，所述称重式降水传感器还包括降水发生探测器安装架、以及降水发生探测器；

其中，所述降水发生探测器安装架固定在所述底盘上，所述降水发生探测器安装在降水发生探测器安装架上，所述降水发生探测器位于盛水桶顶部。

进一步的，其中，所述液位检测器模块包括第一液位检测器、第二液位检测器、第三液位检测器，所述第一液位检测器为高液位检测器，用于检测盛水桶内液位是否达到或超过上限，所述第二液位检测器为理想液位检测器，用于检测盛水桶内液位是否达到理想液位，所述第三液位检测器为低液位检测器，用于检测盛水桶内液位是否达到或低于下限。

进一步的，其中，所述盛水桶内液位上限的位置为距离盛水桶顶部5-15cm，所述第一液位检测器设置在所述盛水桶内液位上限的位置，所述盛水桶内液位下限的位置为距离盛水桶底部3-8cm处，所述第三液位检测器设置在所述盛水桶内液位下限的位置，所述盛水桶内理想液位的位置为距离盛水桶底部8-15cm处，所述第二液位检测器设置在所述盛水桶内理想液位的位置。

进一步的，其中，所述第一液位检测器、第二液位检测器、第三液位检测器包括浮子传感器。

进一步的，其中，所述排液和补液模块包括第一连接管、连接件、第二连接管、第三连接管、第一泵、第二泵、补液容器、以及机箱；

其中，所述第一连接管呈倒U形，一端伸入到盛水桶内，位于第一液位检测器和第二液位检测器之间的位置，并通过降水发生探测器安装架固定；

所述第一连接管与连接件的第一端口连接，所述连接件的第二端口通过第二连接管连接第一泵，所述第一泵连接到所述补液容器内；

所述连接件的第三端口通过第三连接管连接第二泵，第二泵将盛水桶内的液体排放到野外；

所述机箱设置在所述补液容器外，所述第一泵、第二泵、补液容器置于所述机箱内。

进一步的，其中，所述控制单元连接所述降水发生探测器、连接件、以及第一泵和第二泵，并与所述降水发生探测器、连接件、以及第一泵和第二泵进行数据交互。

进一步的，其中，所述控制单元分别连接所述第一液位检测器、第二液位检测器、第三液位检测器，用于接收所述第一液位检测器、第二液位检测器、第三液位检测器的信号，并用于接收所述降水发生探测器的信号；

所述控制单元用于在盛水桶内液位达到或超过上限时，控制所述第二泵，在降水间歇进行排液，将所述盛水桶内液体通过所述连接件的第三端口、经过第三连接管和第二泵排出；并在盛水桶内液位下降到理想液位时，控制所述第二泵，停止排液。

进一步的，其中，所述控制单元分别连接所述第一液位检测器、第二液位检测器、第三液位检测器，用于接收所述第一液位检测器、第二液位检测器、第三液位检测器的信号，并用于接收所述降水发生探测器的信号；

所述控制单元用于在盛水桶内液位达到或低于下限时，控制所述第一泵，在降水间歇进行补液，将所述补液容器内的液体补充到盛水桶内；并在盛水桶内液位上升到理想液位时，控制所述第一泵，停止补液。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的自动排液和补液的称重式降水传感器能自动检测盛水桶内液位，并根据盛水桶内雨水的实际液位情况实现自动排液和补液，减轻了观测人员的工作量，提升了操作便利，进一步提升观测准确度。

附图说明

参照附图下面说明本公开内容的具体内容，这将有助于更加容易地理解本公开内容的以上和其他目的、特点和优点。附图只是为了示出本公开内容的原理。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。

图1为本实用新型的自动排液和补液的称重式降水传感器的示意图；

图2为本实用新型提供的包括液位检测模块的盛水桶的示意图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本公开内容的示例性公开内容进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实现本公开内容的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实现本公开内容的过程中可以做出很多特定于本公开内容的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着本公开内容的不同而有所改变。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开内容，在附图中仅仅示出了与根据本公开内容的方案密切相关的管网结构，而省略了与本公开内容关系不大的其他细节。

应理解的是，本公开内容并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。本文中，在可行的情况下，不同实施方案之间的特征可替换或借用、以及在一个实施方案中可省略一个或多个特征。

以下通过具体实施例对本实用新型提供的一种自动排液和补液的称重式降水传感器做进一步更详细的说明：

为了防止称重式降水传感器受环境影响，导致观测数据失真，称重式降水传感器的盛水桶内会加入防冻液和防蒸发油，在降水频繁、降水量大的时间和地区，由于降水不断积累在盛水桶内，容易导致盛水桶内液位过高，此时会因水溢出导致观测数据缺失，而在降水频率低、降水量小的时间和地区，由于盛水桶内液体自然蒸发，在液位过低时，也会造成防冻液量过少，使称重式降水传感器易受冬季低温等环境影响，不利于观测数据。

参见图1所示，为本实用新型的自动排液和补液的称重式降水传感器的结构示意图，包括外壳1、盛水桶10、称重传感器2、液位检测器模块100(参见图2)、控制单元3、降水发生探测器安装架5、降水发生探测器(OPD)50、底盘11、基座20、以及排液和补液模块。具体地，其中，基座20固定在野外地面，底盘11固定连接在基座20上，底盘11还与外壳1底部固定连接，优选地，可以采用焊接、螺丝固定等固定方式，在此不做具体限定。外壳1呈“凸”字形圆筒状，上窄下宽，示例性的，外壳1可以采用不锈钢加涂防锈漆材料来制造，可以用于保护内部各种部件免受外部环境影响，盛水桶10与外壳1保持合理间隙，避免盛水桶10受外部环境影响，影响观测。参见图2，液位检测器模块100包括第一液位检测器101、第二液位检测器102、第三液位检测器103。参见图1，排液和补液模块包括第一连接管4、连接件6、第二连接管71、第三连接管72、第一泵81、第二泵82、补液容器9、以及机箱90。

具体地，其中，盛水桶10、称重传感器2、控制单元3位于外壳1内部，底盘11位于外壳1的底部，底盘11上设置有称重传感器2和控制单元3，盛水桶10设置在称重传感器2上，从而可以通过称重传感器2检测盛水桶10内部收集的降水的质量。优选地，称重传感器2可以采用电阻应变测量传感器，传感器的敏感梁在外力的作用下产生弹性变形，使粘贴在其表面的电阻应变片也随至产生变形，电阻应变片变形后，其阻值会发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，进而得到降水的质量。称重传感器2也可以采用振弦测量传感器，该技术以固定频率振动的弦丝作为弹性部件，根据其所受拉力与振动频率的对应关系，通过相应的测量电路得到降水的质量。

进一步的，在盛水桶10顶部设置降水发生探测器50，降水发生探测器安装架5可以固定在底盘11上，降水发生探测器50固定安装在降水发生探测器安装架5上，降水发生探测器50用于感测是否发生降水，避免误报。

进一步的，参见图2所示，盛水桶10内设置液位检测器模块100，当液位检测器模块100将检测到的盛水桶10内的实际液位发送到控制单元3，控制单元3根据液位检测器模块100中第一液位检测器101、第二液位检测器102、第三液位检测器103检测后发出的液位信号，并在OPD 50检测到为非降雨时段时，控制单元3控制排液和补液模块的泵8启动补液或排液功能。

具体地，液位检测器模块100包括位于盛水桶10中不同位置高度的第一液位检测器101、第二液位检测器102、第三液位检测器103，第一液位检测器101、第二液位检测器102、第三液位检测器103用于检测盛水桶10内液位的位置高度，具体地，第一液位检测器101为高液位检测器，用于检测所述盛水桶内液位是否达到或超过上限，第二液位检测器102为理想液位检测器，用于检测所述盛水桶内液位是否达到理想液位，第三液位检测器103为低液位检测器，用于检测所述盛水桶内液位是否达到或低于下限，液位检测器模块100连接控制单元3，将检测到的液位信号发送到控制单元3，控制单元3根据接收的液位信号，结合OPD信号，触发排液、补液等动作，优选地，第一液位检测器101、第二液位检测器102、第三液位检测器103设置在盛水桶的内壁上，并且第一液位检测器101、第二液位检测器102、第三液位检测器103和控制单元3之间可以通过有线连接或无线连接，以实现数据交互。具体地，第一液位检测器101、第二液位检测器102、第三液位检测器103设置的位置分别对应上限液位、理想液位、下限液位所在的位置，这些位置可以结合测量地区的降水频率和降水量来设置，示例性的，第一液位检测器101可以设置在距离盛水桶10顶部5-15cm处，优选距顶部10cm处，第三液位检测器103可以设置在距离盛水桶10底部3-8cm处，优选距底部5cm处，第二液位检测器102的高度还可以进一步结合称重传感器2的传感器类型、测量精度等参数来设置，示例性的，第二液位检测器102可以设置在距离盛水桶10底部8-15cm处，优选距底部10cm处。优选地，第一液位检测器101、第二液位检测器102、第三液位检测器103可以选用浮子传感器，通过液位信号发射器进行无线传输。

具体地，参见图1和图2，为了实现自动排液和补液，排液和补液模块连接到盛水桶10，具体地，排液和补液模块中的第一连接管4呈倒U形，一端可以伸入到盛水桶10内，位于第一液位检测器101、第二液位检测器102之间的位置，示例性的，距离下部的10cm高度处，优选地，第一连接管4可以采用硬塑料管，并通过上部的OPD安装架5进行固定。第一连接管4的另一端通过底盘11上的开孔，与连接件6的第一端口连接，优选的，连接件6可以采用三通电磁阀。这种设计，第一连接管4不与盛水桶接触，由于外部环境造成的第一连接管4的晃动不会影响到盛水桶内，不会造成液面波动干扰，从而影响检测，并且第一连接管4通过OPD安装架5固定，不需要增加额外的固定元件，降低了对降水传感器整体的影响，并且安装简便。进一步，连接件6的第二端口还通过第二连接管71连接第一泵81，第一泵81连接到补液容器9内，用于为盛水桶10进行补液，连接件6的第三端口还通过第三连接管72连接第二泵82，第二泵82将盛水桶10内的液体排放到野外。第一泵81和第二泵82可以设置于补液容器9的顶部，补液容器9内预先储存额外的防冻液，用于在盛水桶10内液位过低时为盛水桶10内补充防冻液，补液容器9外设置机箱90，第一泵81、第二泵82、补液容器9置于机箱90内，可以免受环境影响。

进一步的，控制单元3连接称重传感器2、降水发生探测器50、连接件6、以及第一泵81和第二泵82，称重传感器2、降水发生探测器50，连接件6、以及第一泵81和第二泵82和控制单元3之间可以通过有线连接或无线连接，实现数据交互，控制单元3用于接收和处理各类信号，并将测量结果反馈给观测人员。控制单元3可以包括有线或无线通信模块，可以与各个元件以及观测人员的终端设备进行交互，接收观测人员发出的指令并将检测信号发送给观测人员。

进一步的，控制单元3连接第一泵81和第二泵82，通过控制第一泵81和第二泵82的开关动作来进行补液、排液等动作。具体地，在盛水桶10接收降水的过程中，当盛水桶10内液位达到上限液位，即高液位时，第一液位检测器101检测到信号后，通过OPD 50检测是否降雨时段，通知控制单元3，控制单元3控制第二泵82，在降水间歇进行排液动作，盛水桶10内液体通过连接件6的第三端口、经过第三连接管72和第二泵82排出到野外；排液过程中，当盛水桶10内液位下降到第二液位，即理想液位时，第二液位检测器102检测到信号后，通知控制单元3，控制单元3控制第二泵82，停止排液；随着盛水桶10中液体自然蒸发等导致流失，液位下降到下限液位，即低液位时，第三液位检测器103检测到信号后，通过OPD 50检测是否降雨时段，通知控制单元3，控制单元在降水间歇进行补液动作，具体地，控制单元3连接第一泵81，控制单元3控制第一泵81，将补液容器9中的防冻液补充到盛水桶10内，补液过程中当液位上升到第二液位，即理想液位时，第二液位检测器102检测到信号后，通知控制单元3，控制单元3控制第一泵81，停止补液。如此循环，可以实现自动排液和补液，避免人工维护，提升操作便利。

本实用新型的自动排液和补液的称重式降水传感器，能实现盛水桶内液位自动控制，并根据盛水桶内液位实际情况实现自动排液和补液，避免人工维护，提升操作便利，进一步提升观测准确度。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”“安装”“相连”，“连接”，“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包含一个或者更多个该特征。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.一种自动排液和补液的称重式降水传感器，其特征在于，包括：

称重传感器；

盛水桶，所述盛水桶设置在所述称重传感器上；

液位检测器模块，所述液位检测器模块设置在所述盛水桶内，用于检测盛水桶内液位是否达到或超过上限，是否达到理想液位，或是否达到或低于下限；

排液和补液模块，所述排液和补液模块连接所述盛水桶，所述排液和补液模块用于在所述盛水桶内液位达到或超过上限时，排出盛水桶内液体，在所述盛水桶内液位达到或低于下限时，向所述盛水桶内补液；

控制单元，所述控制单元与所述称重传感器连接，用于接收和处理称重传感器的信号；并且所述控制单元还与所述液位检测器模块和所述排液和补液模块分别连接，用于接收所述液位检测器模块检测的液位信号，并在盛水桶内液位达到或超过上限时，控制所述排液和补液模块排液，在盛水桶内液位达到或低于下限时，控制所述排液和补液模块补液。

2.根据权利要求1所述的称重式降水传感器，其特征在于：

所述称重式降水传感器还包括外壳、底盘、以及基座；

其中，所述基座固定在地面上，所述底盘固定连接在基座上，所述底盘还与外壳底部固定连接；

所述盛水桶、称重传感器、控制单元位于所述外壳内部；

所述称重传感器和控制单元位于所述底盘上。

3.根据权利要求2所述的称重式降水传感器，其特征在于：

所述称重式降水传感器还包括降水发生探测器安装架、以及降水发生探测器；

其中，所述降水发生探测器安装架固定在所述底盘上，所述降水发生探测器安装在降水发生探测器安装架上，所述降水发生探测器位于盛水桶顶部。

4.根据权利要求3所述的称重式降水传感器，其特征在于：

所述液位检测器模块包括第一液位检测器、第二液位检测器、第三液位检测器，所述第一液位检测器为高液位检测器，用于检测盛水桶内液位是否达到或超过上限，所述第二液位检测器为理想液位检测器，用于检测盛水桶内液位是否达到理想液位，所述第三液位检测器为低液位检测器，用于检测盛水桶内液位是否达到或低于下限。

5.根据权利要求4所述的称重式降水传感器，其特征在于：

所述盛水桶内液位上限的位置为距离盛水桶顶部5-15cm，所述第一液位检测器设置在所述盛水桶内液位上限的位置，所述盛水桶内液位下限的位置为距离盛水桶底部3-8cm处，所述第三液位检测器设置在所述盛水桶内液位下限的位置，所述盛水桶内理想液位的位置为距离盛水桶底部8-15cm处，所述第二液位检测器设置在所述盛水桶内理想液位的位置。

6.根据权利要求4所述的称重式降水传感器，其特征在于：

所述第一液位检测器、第二液位检测器、第三液位检测器包括浮子传感器。

7.根据权利要求5所述的称重式降水传感器，其特征在于：

所述排液和补液模块包括第一连接管、连接件、第二连接管、第三连接管、第一泵、第二泵、补液容器、以及机箱；

其中，所述第一连接管呈倒U形，一端伸入到盛水桶内，位于第一液位检测器和第二液位检测器之间的位置，并通过降水发生探测器安装架固定；

所述第一连接管与连接件的第一端口连接，所述连接件的第二端口通过第二连接管连接第一泵，所述第一泵连接到所述补液容器内；

所述连接件的第三端口通过第三连接管连接第二泵，第二泵将盛水桶内的液体排放到野外；

所述机箱设置在所述补液容器外，所述第一泵、第二泵、补液容器置于所述机箱内。

8.根据权利要求7所述的称重式降水传感器，其特征在于：

所述控制单元连接所述降水发生探测器、连接件、以及第一泵和第二泵，并与所述降水发生探测器、连接件、以及第一泵和第二泵进行数据交互。

9.根据权利要求8所述的称重式降水传感器，其特征在于：

所述控制单元分别连接所述第一液位检测器、第二液位检测器、第三液位检测器，用于接收所述第一液位检测器、第二液位检测器、第三液位检测器的信号，并用于接收所述降水发生探测器的信号；

所述控制单元用于在盛水桶内液位达到或超过上限时，控制所述第二泵，在降水间歇进行排液，将所述盛水桶内液体通过所述连接件的第三端口、经过第三连接管和第二泵排出；并在盛水桶内液位下降到理想液位时，控制所述第二泵，停止排液。

10.根据权利要求8所述的称重式降水传感器，其特征在于：

所述控制单元分别连接所述第一液位检测器、第二液位检测器、第三液位检测器，用于接收所述第一液位检测器、第二液位检测器、第三液位检测器的信号，并用于接收所述降水发生探测器的信号；

所述控制单元用于在盛水桶内液位达到或低于下限时，控制所述第一泵，在降水间歇进行补液，将所述补液容器内的液体补充到盛水桶内；并在盛水桶内液位上升到理想液位时，控制所述第一泵，停止补液。