專利名稱：輪盤斗式雨量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型所涉及一種雨量傳感器，特別涉及一種輪盤斗式雨量傳感器。
背景技術(shù)：
雨量計是一種運用在水利、水文、氣象等領(lǐng)域的降雨量測量儀器，為抗洪抗旱和水庫、電站供水調(diào)度以及地方政府的水資源管理提供雨水信息，目前我國使用的雨量計主要有人工雨量計、虹吸式雨量計、翻斗式雨量計傳感器。人工雨量計以及虹吸式雨量計主要采用人工觀測方式，無法實現(xiàn)雨量數(shù)據(jù)的自動采集。水文自動測報系統(tǒng)目前主要采用翻斗式雨量計傳感器。翻斗式雨量計傳感器是利用雨量達一定重量而使翻斗翻轉(zhuǎn)的一種傳感器，感應(yīng)件有盛水器、計量翻斗、下翻斗等部分。承雨口收集的雨水經(jīng)過過濾網(wǎng)后，進入計量翻斗，計量翻斗由兩個容積相等的斗室組成，一斗承接雨水時另一斗等待，當(dāng)蓄儲的水量達到預(yù)定值時，由于重量作用，使翻斗自身翻倒，另一斗承接蓄儲降水。翻斗的側(cè)壁上裝有磁鋼， 隨著翻斗翻動從干簧管旁掃過，使干簧管通斷，繼而送出一個脈沖信號。通過記錄脈沖信號的個數(shù)來測量降雨量。(見國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T11832-2002《翻斗式雨量計》)。這種雨量計主要采用機械平衡原理，由于機械結(jié)構(gòu)固有的慣性及阻力使得其精確度和分辨率會受到多方面的影響，在暴雨時容易出現(xiàn)漏翻或不翻的情況，導(dǎo)致計量出現(xiàn)較大誤差，特別是在高分辨率時和大降雨強度時尤其突出。因此，我國為了推廣雨量自動采集系統(tǒng)，只能采取犧牲降雨量的觀測精度，目前普遍使用的是0. 5mm分辯率的翻斗雨量計傳感器，部分分辨率和精度要求高的還只能采用人工觀測來解決。降雨量是水文、氣象等部門的重要參數(shù)指標(biāo)，因此對數(shù)據(jù)的精度要求也越來越高，研制一種高精度的雨量計量傳感器十分必要。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有雨量計計量精度不高的技術(shù)問題，本實用新型提供一種能精確測量降雨量，并能適應(yīng)較大的降雨強度范圍的輪盤斗式雨量傳感器。為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型的技術(shù)方案是，一種輪盤斗式雨量傳感器，包括標(biāo)準(zhǔn)雨量筒，還包括均設(shè)置于標(biāo)準(zhǔn)雨量筒內(nèi)部的用于承接標(biāo)準(zhǔn)雨量筒所收集雨水的承雨漏斗、設(shè)有多個承雨斗以用于計量雨水的輪盤、用于支撐并容納機芯盒及電機的支架、用于密封支架蓋板、第一測針、第二測針、電路板、用于容納電路板的機芯盒、用于帶動輪盤轉(zhuǎn)動的電機、用于支撐整個傳感器的基座，所述的機芯盒設(shè)置于支架上部所開的空槽內(nèi)并以螺絲固定，電路板設(shè)置于機芯盒內(nèi)，機芯盒設(shè)有突出的用于支撐承雨漏斗的支撐板，承雨漏斗的漏斗嘴垂直的穿過支撐板并由頂緊螺絲固定于支撐板上，電機固定于支架中部所開的電機槽內(nèi)并電連接至電路板，電機的旋轉(zhuǎn)軸由電機槽中部的開口伸出至漏斗嘴下方，輪盤豎直的以輪盤的中心孔卡扣在電機的旋轉(zhuǎn)軸上，所述的第一測針和第二測針均豎直的固定于支撐板的底面上并分別電連接至電路板，承雨漏斗的漏斗嘴及第一測針和第二測針均處于輪盤的正上方且漏斗嘴和測針的的底端與輪盤的承雨斗的槽口位置齊平，蓋板卡扣在支架上以密封和固定整個支架，支架通過螺絲緊固于基座上。[0005]所述的一種輪盤斗式雨量傳感器，所述的電路板上設(shè)有電源模塊、晶體管模塊、繼電器控制模塊、信號輸出模塊和鎖相定位模塊，所述的繼電器控制模塊分別電連接至晶體管模塊、信號輸出模塊和鎖相定位模塊，繼電器控制模塊還連接至電機的控制端，第二測針連接至晶體管模塊，第一測針連接至電源模塊并可通過承滿雨水的承雨斗連通第二測針。所述的一種輪盤斗式雨量傳感器，所述的輪盤的每個承雨斗的容量為3. 14ml 31. 4ml。所述的一種輪盤斗式雨量傳感器，所述的承雨漏斗、輪盤、支架、機芯盒和蓋板均采用工程塑料制成。所述的一種輪盤斗式雨量傳感器，所述的第一測針和第二測針均為直徑為I. 2mm的不銹鋼彈簧。所述的一種輪盤斗式雨量傳感器，所述的電機為12伏的直流電機。所述的一種輪盤斗式雨量傳感器，所述的基座是由不銹鋼材料制成。本實用新型的技術(shù)效果在于，通過采用旋斗分頻、精確的鎖相定位和定時、靈敏的單量感應(yīng)裝置和雨強自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，具有靈敏的單量感應(yīng)裝置和旋斗自清洗功能。解決了傳統(tǒng)翻斗式雨量傳感器存在的問題，大大提高了雨量傳感器的分辨率、測量精度和降雨強度測量范圍。同時，傳感器設(shè)計了高效的供電值守系統(tǒng)，使傳感器在非工作時的值守電流小于 5 y A0
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的輪盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的工作流程圖；其中，I為承雨漏斗,2為第一測針,3為輪盤,4為支架,5為電路板,6為機芯盒,7為電機，8為蓋板,9為基座，10為第二測針，11為標(biāo)準(zhǔn)雨量筒。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型包括標(biāo)準(zhǔn)雨量筒11，還包括均設(shè)置于標(biāo)準(zhǔn)雨量筒11內(nèi)部的用于承接標(biāo)準(zhǔn)雨量筒11所收集雨水的承雨漏斗I、設(shè)有多個承雨斗以用于計量雨水的輪盤3、用于支撐并容納機芯盒6及電機7的支架4、用于密封支架4蓋板8、第一測針2、第二測針10、電路板5、用于容納電路板5的機芯盒6、用于帶動輪盤3轉(zhuǎn)動的電機7、用于支撐整個傳感器的基座9，機芯盒6設(shè)置于支架4上部所開的空槽內(nèi)并以螺絲固定，電路板5設(shè)置于機芯盒6內(nèi)，機芯盒6設(shè)有突出的用于支撐承雨漏斗I的支撐板，承雨漏斗I的漏斗嘴垂直的穿過支撐板并由頂緊螺絲固定于支撐板上，電機7固定于支架4中部所開的電機槽內(nèi)并電連接至電路板5，電機7的旋轉(zhuǎn)軸由電機槽中部的開口伸出至漏斗嘴下方，輪盤3豎直的以輪盤3的中心孔卡扣在電機7的旋轉(zhuǎn)軸上，第一測針2和第二測針10均豎直的固定于支撐板的底面上并分別電連接至電路板5，承雨漏斗I的漏斗嘴及第一測針2和第二測針10均處于輪盤3的正上方且漏斗嘴和測針的的底端與輪盤3的承雨斗的槽口位置齊平，蓋板8卡扣在支架4上以密封和固定整個支架4，支架4通過螺絲緊固于基座9上，基座9起到對整個雨量計結(jié)構(gòu)的支撐作用。其中承雨漏斗I、輪盤3、支架4、機芯盒6和蓋板8均采用工程塑料制成。第一測針2和第二測針10均為直徑為I. 2mm的不銹鋼彈簧。電機7為12伏的直流電機?；?是由不銹鋼材料制成。參見圖2，輪盤3的每個承雨斗的容量為3. 14ml 31. 4ml，這是因為所采用的標(biāo)準(zhǔn)雨量筒11的內(nèi)徑為200_，故當(dāng)降雨量為0. Imm時，標(biāo)準(zhǔn)雨量筒11所承接的雨水體積即為3. 14ml，本實用新型的降雨量分辨率可根據(jù)需要，在0. Imm至Imm范圍內(nèi)調(diào)整，故單個承雨斗的容量在3. 14ml 31. 4mI之間。參見圖3，電路板5上設(shè)有電源模塊、晶體管模塊、繼電器控制模塊、信號輸出模塊 和鎖相定位模塊，繼電器控制模塊分別電連接至晶體管模塊、信號輸出模塊和鎖相定位模塊，繼電器控制模塊還連接至電機7的控制端，第二測針10連接至晶體管模塊，第一測針2連接至電源模塊并可通過承滿雨水的承雨斗連通第二測針10。參見圖4，本實用新型的分辨率設(shè)計為降雨量0. lmm-lmm，其顯著特點是采用了旋斗式分頻和精確的鎖相定位技術(shù)，即旋轉(zhuǎn)斗輪配合單量感應(yīng)裝置控制電路的脈沖發(fā)生系統(tǒng)。將每0. Imm-Imm的降雨量轉(zhuǎn)換為開關(guān)量形式表示的信息量輸出。旋轉(zhuǎn)斗輪設(shè)計成一個可以360度旋轉(zhuǎn)并帶有多個承雨斗的圓形輪盤3，小承雨斗對稱分布于圓形輪盤3的圓周，每個承雨斗可根據(jù)分辨率的需要對應(yīng)計量雨量0. lmm-lmm。雨水降落進入至斗輪的小承雨斗中，當(dāng)單個承雨斗中雨水接滿時，兩個測針即通過雨水導(dǎo)通而使整個電路得電，繼電器得電并使電機7帶動斗輪轉(zhuǎn)動，同時通過信號輸出模塊發(fā)送降雨量信號。當(dāng)電機7運行一定距離后，通過鎖相定位定時技術(shù)，斷開電源和電路，電機7停止運轉(zhuǎn)，并使下一斗進入計量狀態(tài)。本實用新型首次采用了可旋轉(zhuǎn)的帶有小承雨斗的輪盤3作為雨量計量的主要部件。其中的每一個小承雨斗都是一個單量計量裝置，每斗容積均精確對應(yīng)相應(yīng)的雨量，這種單量計量方式確保了計量的精度，避免了誤差的累積。同時這種可旋轉(zhuǎn)輪盤3結(jié)構(gòu)使其自身帶有自清洗功能，每斗計量完后，電機7帶動輪盤3轉(zhuǎn)動讓斗中的雨水傾倒完畢，這樣既能順利的進行下一輪計量，也解決了泥沙等沉積物沉積影響計量精度的問題。同時本實用新型首次采用了金屬材質(zhì)的兩根測針作為電路導(dǎo)通的電極，利用承雨斗中的雨水作為電路導(dǎo)通的觸發(fā)媒介，并讓斗輪轉(zhuǎn)動時與測針摩擦對測針進行清洗，提高了信號測量的精度。綜上所述，本實用新型相較于以往的雨量計傳感器的主要區(qū)別是采用了可旋轉(zhuǎn)的帶有小承雨斗的輪盤3，提高了降雨量觀測精度和分辨率，可滿足各種降雨測量的需要。由于采用多種自調(diào)整措施，儀器調(diào)試相當(dāng)簡便。同時模塊化的設(shè)計易于查找出故障所在，使得設(shè)備維護變得簡化。因此具有很好的推廣應(yīng)用價值。
權(quán)利要求1.一種輪盤斗式雨量傳感器，包括標(biāo)準(zhǔn)雨量筒，其特征在于，還包括均設(shè)置于標(biāo)準(zhǔn)雨量筒內(nèi)部的用于承接標(biāo)準(zhǔn)雨量筒所收集雨水的承雨漏斗、設(shè)有多個承雨斗以用于計量雨水的輪盤、用于支撐并容納機芯盒及電機的支架、用于密封支架的蓋板、第一測針、第二測針、電路板、用于容納電路板的機芯盒、用于帶動輪盤轉(zhuǎn)動的電機和用于支撐整個傳感器的基座，所述的機芯盒設(shè)置于支架上部所開的空槽內(nèi)并以螺絲固定，電路板設(shè)置于機芯盒內(nèi)，機芯盒設(shè)有突出的用于支撐承雨漏斗的支撐板，承雨漏斗的漏斗嘴垂直的穿過支撐板并由頂緊螺絲固定于支撐板上，電機固定于支架中部所開的電機槽內(nèi)并電連接至電路板，電機的旋轉(zhuǎn)軸由電機槽中部的開口伸出至漏斗嘴下方，輪盤豎直的以輪盤的中心孔卡扣在電機的旋轉(zhuǎn)軸上，所述的第一測針和第二測針均豎直的固定于支撐板的底面上并分別電連接至電路板，承雨漏斗的漏斗嘴及第一測針和第二測針均處于輪盤的正上方且漏斗嘴 和測針的的底端與輪盤的承雨斗的槽口位置齊平，蓋板卡扣在支架上以密封和固定整個支架，支架通過螺絲緊固于基座上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輪盤斗式雨量傳感器，其特征在于，所述的電路板上設(shè)有電源模塊、晶體管模塊、繼電器控制模塊、信號輸出模塊和鎖相定位模塊，所述的繼電器控制模塊分別電連接至晶體管模塊、信號輸出模塊和鎖相定位模塊，繼電器控制模塊還連接至電機的控制端，第二測針連接至晶體管模塊，第一測針連接至電源模塊并可通過承滿雨水的承雨斗連通第二測針。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輪盤斗式雨量傳感器，其特征在于，所述的輪盤的每個承雨斗的容量為3. 14ml 31. 4ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輪盤斗式雨量傳感器，其特征在于，所述的承雨漏斗、輪盤、支架、機芯盒和蓋板均采用工程塑料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輪盤斗式雨量傳感器，其特征在于，所述的第一測針和第二測針均為直徑為I. 2mm的不銹鋼彈簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輪盤斗式雨量傳感器，其特征在于，所述的電機為12伏的直流電機。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輪盤斗式雨量傳感器，其特征在于，所述的基座是由不銹鋼材料制成。
專利摘要本實用新型公開了一種輪盤斗式雨量傳感器，包括標(biāo)準(zhǔn)雨量筒，承雨漏斗、輪盤、支架、蓋板、第一測針、第二測針、電路板、機芯盒、電機和基座，本實用新型的目的在于提供了一種高分辨率、高精度的雨量傳感器。本實用新型采用旋斗分頻、精確的鎖相定位和定時、靈敏的單量感應(yīng)裝置和雨強自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，具有靈敏的單量感應(yīng)和旋斗自清洗功能。解決了傳統(tǒng)翻斗式雨量傳感器存在的問題，大大提高了雨量傳感器的分辨率、測量精度和降雨強度測量范圍。同時，傳感器設(shè)計了高效的供電值守系統(tǒng)，使傳感器在非工作時的值守電流小于5uA。
文檔編號G01W1/14GK202383314SQ20112052011
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者沈起鵬, 龔亞新 申請人:沈起鵬