1.本实用新型涉及降水量监测技术领域,尤其涉及一种降水量监测装置。
背景技术:
2.降水监测(precipitation monitor)是在时间和空间上所进行的降水量和降水强度的观测,以便于科研人员进行气象观测和科研研究。现有降水监测装置只能对降雨量进行监测,而不能对降雪、冰雹等固态降水进行监测;且需要工作人员定时到监测现场采集降雨数据,无法实现异地实时查看降雨数据;同时采集精度最高只达0.1mm,无法满足部分缺水地区监测需求。
技术实现要素:
3.本实用新型的目的是提供一种降水量监测装置,通过设置水量收集称重机构可采集降雨、降雪以及冰雹等多种状态降水的重量值,而后经重量雨量转换机构将采集的重量值转换为雨量值,最后将上述雨量值实时上传至远程服务器,拓宽了采集范围。
4.为实现上述目的,本实用新型提供了一种降水量监测装置,包括雨量筒,所述雨量筒内部顶端设置有收集斗,所述收集斗下方的所述雨量筒内部布置有水量收集称重机构,所述水量收集称重机构与重量雨量转换机构电性连接,所述重量雨量转换机构与远程服务器相通讯。
5.优选的,所述水量收集称重机构包括对准所述收集斗底端出水口布置的收集桶、设置于所述收集桶底端的称重传感器和与所述称重传感器相连的信号采集器,所述信号采集器与所述重量雨量转换机构相连。
6.优选的,所述信号采集器包括用于进行模数转换以及信号放大的信号处理模块和用于将放大后的信号计算为重量值并通过卡尔曼滤波缩小误差的重量采集主控板,所述称重传感器经所述信号处理模块与所述重量采集主控板的输入端相连,所述重量采集主控板的输出端经485通讯接口与所述重量雨量转换机构相连。
7.优选的,所述重量雨量转换机构为用于将所述信号采集器传输的重量值转换为雨量值的雨量采集器;
8.所述雨量采集器包括带有时钟和存储功能的雨量采集主控板,用于根据雨量值和时钟值计算降雨数据并存储,所述降雨数据至少包括雨强、降雨场次、降雨历时、年降雨量中的一种及其任意组合;
9.所述雨量采集主控板经n58通讯模块与所述远程服务器相通讯。
10.优选的,所述称重传感器与所述收集桶之间设置有承重板,排水管的顶端穿过所述承重板后与所述收集桶底端连通,所述排水管的底端开设有排水口;
11.所述排水管上设置有阀门执行器,所述阀门执行器与所述雨量采集器相连,用于在雨量值达到设定上限值后打开所述阀门执行器放空收集桶内存水并将重量值清零。
12.优选的,所述称重传感器的顶端经顶部垫块与所述承重板连接,所述称重传感器
的底端依次经底部垫块和底盘固定于所述雨量筒的底端内壁上。
13.优选的,所述雨量采集器经固定喉箍固定于所述雨量筒内壁上。
14.优选的,所述雨量采集主控板的主控芯片为stm32l151cbt6主控板。
15.优选的,所述信号处理模块为20位ads1230模数转换器。
16.优选的,所述收集斗顶端的进水口的直径为20cm。
17.因此,本实用新型采用上述结构的降水量监测装置,通过设置水量收集称重机构可采集降雨、降雪以及冰雹等多种状态降水的重量值,而后经重量雨量转换机构将采集的重量值转换为雨量值,最后将上述雨量值实时上传至远程服务器,拓宽了采集范围。
18.下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
19.图1为本实用新型的实施例一种降水量监测装置的原理框图;
20.图2为本实用新型的实施例一种降水量监测装置的电路原理图;
21.图3为本实用新型的实施例一种降水量监测装置的结构布置图。
22.其中:1、收集斗;2、收集桶;3、承重板;4、底部垫块;5、底盘;6、排水管;7、顶部垫块;8、称重传感器;9、阀门执行器;10、雨量采集器。
具体实施方式
23.以下将结合附图对本实用新型作进一步的描述,需要说明的是,本实施例以本技术方案为前提,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本实用新型的保护范围并不限于本实施例。
24.图1为本实用新型的实施例一种降水量监测装置的原理框图;图2为本实用新型的实施例一种降水量监测装置的电路原理图;图3为本实用新型的实施例一种降水量监测装置的结构布置图,如图所示,本实用新型的结构包括雨量筒,所述雨量筒内部顶端设置有收集斗1,优选的,所述收集斗1顶端的进水口的直径为20cm,确保接水直径。所述收集斗1下方的所述雨量筒内部布置有水量收集称重机构,所述水量收集称重机构与重量雨量转换机构电性连接,所述重量雨量转换机构与远程服务器相通讯,本实施例中重量雨量转换机构还与云端相通讯,将数据实时上传至云端,便于客户实时查看。
25.具体的,所述水量收集称重机构包括对准所述收集斗1底端出水口布置的收集桶2、设置于所述收集桶2底端的称重传感器8和与所述称重传感器8相连的信号采集器,所述信号采集器与所述重量雨量转换机构相连。
26.更具体的,所述信号采集器包括用于进行模数转换以及信号放大的信号处理模块和用于将放大后的信号计算为重量值并通过卡尔曼滤波缩小误差的重量采集主控板,重量采集主控板休眠模式下功耗可低至15ua,通过卡尔曼滤波有效消除称重中的噪声,缩小称重误差,使得采集精度可达0.01mm;其中,所述信号处理模块为20位ads1230模数转换器。所述称重传感器8经所述信号处理模块与所述重量采集主控板的输入端相连,所述重量采集主控板的输出端经485通讯接口与所述重量雨量转换机构相连。
27.优选的,所述重量雨量转换机构为用于将所述信号采集器传输的重量值转换为雨量值的雨量采集器10,本实施例中的雨量采集器10经可充电锂电池供电,可充电锂电池输
入端经锂电池管理模块连接太阳能充电模块,便于野外持续工作;优选的,所述雨量采集器10经固定喉箍固定于所述雨量筒内壁上。所述雨量采集器10包括带有时钟和存储功能的雨量采集主控板;其中,所述雨量采集主控板的主控芯片为stm32l151cbt6主控板,雨量采集主控板待机模式下功耗可低至3ua,功耗较低,用于根据雨量值和时钟值计算降雨数据并存储,所述降雨数据至少包括雨强、降雨场次、降雨历时、年降雨量中的一种及其任意组合;所述雨量采集主控板经n58通讯模块与所述远程服务器相通讯。
28.优选的,所述称重传感器8与所述收集桶2之间设置有承重板3,排水管6的顶端穿过所述承重板3后与所述收集桶2底端连通,所述排水管6的底端开设有排水口;所述排水管6上设置有阀门执行器9,所述阀门执行器9与所述雨量采集器10相连,用于在雨量值达到设定上限值后打开所述阀门执行器9放空收集桶2内存水并将重量值清零,本实施例还可在雨量值达到设定预警值时经雨量采集器10将上述预警信号短信发送至客户手机终端。
29.优选的,所述称重传感器8的顶端经顶部垫块7与所述承重板3连接,所述称重传感器8的底端依次经底部垫块4和底盘5固定于所述雨量筒的底端内壁上。
30.工作原理:降水经收集斗1流入收集桶2,称重传感器8采集收集桶2内降水重量,获得模拟重量值,并经信号处理模块将上述模拟量转换为数字量,再经信号放大后输入重量采集主控板消除噪声,而后传输至雨量采集主控板,将采集的重量值转换为雨量值,并配合时钟模块的计时,计算降雨数据,并实时将上述降雨数据传输至云端以及远程服务器,且在获得的雨量值达到设定报警值时,向客户手机发送报警短信,同时在获得雨量值达到设定上限值时,打开阀门执行器9将收集桶2内存水排出并使得重量值清零,重新计数。
31.因此,本实用新型采用上述结构的降水量监测装置,通过设置水量收集称重机构可采集降雨、降雪以及冰雹等多种状态降水的重量值,而后经重量雨量转换机构将采集的重量值转换为雨量值,最后将上述雨量值实时上传至远程服务器,拓宽了采集范围。
32.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。