一种气膜建筑及其积雪监测装置和压力控制系统的制作方法

本实用新型涉及气膜建筑技术领域，具体而言，涉及一种气膜建筑及其积雪监测装置和压力控制系统。

背景技术：

气膜建筑指的是用特殊的建筑膜材做外壳，配备一套智能化的机电设备在气膜建筑的主体内部提供空气的正压，把气膜建筑的主体支撑起来的一种建筑结构系统。

气膜建筑最大的隐患为雪，气膜结构通常内外气压差为250Pa，约0.0025个大气压(相当于正常建筑1层与9层的气压差)。气膜建筑是采用内外气压差支撑的新型建筑结构，在安全范围内，气膜内部空间的气压越高，能够抵御的风荷载和雪荷载的能力也越高，从而气膜建筑产生形变的可能性就越小，也就越安全。

目前防雪的方案为人员手动测量及增加气膜建筑的主体内的压力值，使气膜可以抗更高的雪荷载压力形变来防患雪带来的安全隐患。但是，人工测量的不确定性因素比较多，比如不能及时测量气膜建筑的主体内的压力值，或者对气膜建筑的主体内的压力值不能准确的调整的情况，将会导致气膜建筑安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种气膜建筑及其积雪监测装置和压力控制系统，以解决现有技术中不能及时测量气膜建筑的主体内的压力值，或者对气膜建筑的主体内的压力值不能准确的调整的情况，所导致的气膜建筑存在安全隐患的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种气膜建筑的积雪监测装置，包括：

两组支撑结构，每组所述支撑结构包括底座和支架，所述底座具有至少两个用于将所述底座固定于气膜建筑上的第一固定部件，所述支架与所述底座连接；

设置于不同的所述支撑结构上的第一检测部件组和第二检测部件组，所述第一检测部件组包括至少两个发射探测信号的第一检测部件，各个所述第一检测部件纵向排列的设置于一个所述支撑结构上；所述第二检测部件组包括至少两个接收所述探测信号第二检测部件，各个所述第二检测部件纵向排列的设置于另一个所述支撑结构上；其中，各个所述第一检测部件与各个所述第二检测部件数量和位置一一对应。

可选的，纵向排列的各个所述第一检测部件和各个所述第二检测部件距所述底座的高度对应不同的积雪厚度。

可选的，所述第一检测部件组包括四个所述第一检测部件，所述第二检测部件组包括四个所述第二检测部件；

各个所述第一检测部件和各个所述第二检测部件距所述底座的高度分别对应小雪厚度、中雪厚度、大雪厚度和暴雪厚度。

可选的，所述第一检测部件包括红外信号发射器，所述第二检测部件包括红外信号接收器。

可选的，所述支架与所述底座通过第二固定部件连接；或者，所述支架与所述底座一体成型。

可选的，所述支架与所述底座垂直。

可选的，所述支架为平板结构，且由下至上的宽度渐小。

可选的，所述底座的底面为平面或者为弧形面。

本实用新型实施例具有如下有益效果：所述积雪监测装置包括设置于所述支撑结构上的所述第一检测部件组和所述第二检测部件组，通过所述第一检测部件组的各个所述第一检测部件和所述第二检测部件组的各个所述第二检测部件，能够实时检测不同厚度的积雪。气膜建筑积雪的积雪监测装置应用于气膜建筑时，压力控制系统能够根据所述积雪监测装置提供的积雪厚度的数据及时且准确的进行气压调节，消除气膜建筑存在的安全隐患。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种气膜建筑的压力控制系统，包括充气装置，还包括控制装置以及如上所述的积雪监测装置，所述控制装置与所述充气装置和所述积雪监测装置电性连接，

所述积雪监测装置设置于气膜建筑的主体的顶部外表面上，通过所述第一检测部件组和所述第二检测部件组监测积雪的厚度；

所述控制装置根据所述积雪监测装置监测得到的积雪的厚度控制所述充气装置调整气膜建筑的气压。

本实用新型实施例具有如下有益效果：所述压力控制系统包括所述积雪监测装置，所述积雪监测装置包括设置于所述支撑结构上的所述第一检测部件组和所述第二检测部件组，通过所述第一检测部件组的各个所述第一检测部件和所述第二检测部件组的各个所述第二检测部件。所述积雪监测装置设置于气膜建筑的主体的顶部外表面上后，能够实时检测不同厚度的积雪，所述压力控制系统的所述控制装置能够根据所述积雪监测装置提供的积雪厚度的数据控制所述充气装置及时且准确的进行气压调节，消除气膜建筑存在的安全隐患。

第三方面，本实用新型实施例提供了一种气膜建筑，包括主体，还包括如上所述的压力控制系统。

本实用新型实施例具有如下有益效果：气膜建筑的所述压力控制系统包括所述积雪监测装置，所述积雪监测装置包括设置于所述支撑结构上的所述第一检测部件组和所述第二检测部件组，通过所述第一检测部件组的各个所述第一检测部件和所述第二检测部件组的各个所述第二检测部件。所述积雪监测装置设置于气膜建筑的主体的顶部外表面上后，能够实时检测不同厚度的积雪，所述压力控制系统的所述控制装置能够根据所述积雪监测装置提供的积雪厚度的数据控制所述充气装置及时且准确的进行气压调节，消除气膜建筑存在的安全隐患。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种气膜建筑的积雪监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的积雪监测装置中支撑结构的正视图示意图；

图3为本实用新型实施例提供的积雪监测装置的底座的俯视图示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种气膜建筑的压力控制系统的结构框图；

图5为本实用新型实施例中根据积雪监测装置检测的积雪厚度进行压力调节的流程图；

图6为本实用新型实施例提供的一种气膜建筑的示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种气膜建筑及其积雪监测装置和压力控制系统，以实现气膜建筑在雪压下气膜变形后即时进行气压补充，能够解决气膜建筑充压不及时造成的安全隐患。为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型实施例中，提供了一种气膜建筑的积雪监测装置，该装置包括：

两组支撑结构10，每组支撑结构10包括底座11和支架12，底座11具有至少两个用于将底座11固定于气膜建筑上的第一固定部件111，上述支架12与底座11连接；其中，第一固定部件111可以是螺接部件、卡接部件或者其他可以实现二者连接的部件，在此不作限制。

设置于不同的支撑结构10上的第一检测部件组13和第二检测部件组14，所述第一检测部件组13包括至少两个发射探测信号20的第一检测部件131，第二检测部件组14包括至少两个接收所述探测信号20第二检测部件141，其中，各个所述第一检测部件131纵向排列的设置于一个所述支撑结构10上，各个所述第二检测部件141纵向排列的设置于另一个所述支撑结构10上，各个第一检测部件131与各个所述第二检测部件141数量和位置一一对应。

本实用新型实施例中，通过纵向排列于设置于不同所述支撑结构10上的第一检测部件131和第二检测部件141，实时检测积雪厚度。该积雪监测装置应用于气膜建筑时，压力控制系统能够根据该积雪监测装置提供的积雪厚度的数据及时且准确的进行气压调节，消除气膜建筑存在的安全隐患。

在实施时，纵向排列的各个所述第一检测部件131和各个所述第二检测部件141距所述底座11的高度对应不同的积雪厚度。例如，第一检测部件组13包括两个第一检测部件131，第二检测部件组14包括两个第二检测部件141，各个第一检测部件131和各个第二检测部件141位置(即距底座的高度)一一对应，则距底座最近的第一检测部件131和第二检测部件141距底座的高度可以设定为对应小雪厚度，距底座较远的第一检测部件131和第二检测部件141距底座的高度可以设定为对应中雪厚度。当然，本实用新型实施中第一检测部件131和第二检测部件141的数量可以为多个，例如第一检测部件131和第二检测部件141的数量可以分别为三个、四个、五个或更多个，在此不再赘述。

可选的，所述第一检测部件组13包括四个所述第一检测部件131，所述第二检测部件组14包括四个所述第二检测部件141；各个所述第一检测部件131和各个所述第二检测部件141距所述底座11的高度分别对应小雪厚度、中雪厚度、大雪厚度和暴雪厚度。

第一检测部件131和第二检测部件141可以采用多种传感器实现，可选的，所述第一检测部件131包括红外信号发射器，所述第二检测部件141包括红外信号接收器。从而由第一检测部件131发射红外信号，第二检测部件141接收红外信号，当位置对应的第一检测部件131和第二检测部件141之间存在积雪时，第一检测部件131发射的红外信号受阻无法到达第二检测部件141，此时可以判定积雪厚度已经达到或超过了发射红外信号的第一检测部件131相对底座11的高度。

上述第一检测部件131红外信号发生器与第二检测部件141红外信号接收器的种类可以选择单光束、双光束、三光束、四光束红外传感器单独工作，也可以选择单光束、双光束、三光束、四光束等多对红外传感器共同工作，在此不作限制。

为了更灵活的实施安装，所述支架12与所述底座11可以通过第二固定部件(未示出)连接，该第二固定部件可以是螺接部件、卡接部件或者其他可以实现二者连接的部件，在此不作限制；或者，所述支架12与所述底座11一体成型。

需要说明的是，所述支架12与所述底座11可以根据气膜建筑的顶部结构具有不同的角度，例如每一个支撑结构10的支架12与所述底座11呈30-120度。如果气膜建筑的顶部为能够设置该积雪监测装置的平面，则可选的，支架12与所述底座11垂直，这样便于调校第一检测部件131和第二检测部件141。

如图2所示的支撑结构10的正视图，以支撑结构上设置第一检测部件131为例进行说明。该支撑结构10为了减少风阻，支架12可以为平板结构，且由下至上的宽度渐小。

对于底座11，可以设置至少一个第一固定部件111，为了更稳固，可以设置3个及以上的第一固定部件111。以图3所示的底座11的俯视图为例，底座11上设置有三个第一固定部件111，三个第一固定部件111呈三角排列，既能够节省第一固定部件111的数量，又能够较好的使底座11固定于气膜建筑上。同时，考虑气膜建筑的表面可能为平面，也可以为曲面，所述底座11的底面可以为平面或者为弧形面。

在实施时，支架12以及底座11的材料可以为钢板、碳纤维化学结构或其他具有一定耐压抗风能力的其他材料，此处不做限制。

为了更清楚的理解本实用新型实施例的气膜建筑的积雪监测装置，结合图1和图2，对积雪监测装置的具体监测方式进行说明如下：

例如，第一检测部件组13包括四个第一检测部件131，第二检测部组14包括四个第二检测部件141。以气象局对12小时内降雪量为例，设置各个第一检测部件131和各个第二检测部件141距底座11的高度如下：小于1.0毫米或24小时内降雪量小于2.5毫米的降雪过程定义为小雪；12小时内降雪量1.0毫米-3.0毫米或24小时内降雪量2.5毫米-5.0毫米或积雪深度达30毫米的降雪过程定义为中雪；12小时内降雪量3.0毫米-6.0毫米或24小时内降雪量5.0毫米-10.0毫米或积雪深度达50毫米的降雪过程定义为大雪；12小时内降雪量大于6.0毫米或24小时内降雪量大于10.0毫米或积雪深度达80毫米的降雪过程定义为暴雪，从而设置各个第一检测部件131和各个第二检测部件141距底座11的高度分别为距离底座11为2.5毫米(代表小雪的积雪深度)、30毫米(代表中雪的积雪深度)、50毫米(代表大雪的积雪深度)和80毫米(代表暴雪的积雪深度)。当某一高度及低于该高度设置的各个第二检测部件141均无法接收到相对应的第一检测部件131发射出的探测信号20，且高于该高度设置的各个第二检测部件141能够正常接收到相对应的第一检测部件131发射出的探测信号20时，则判定积雪厚度达到该高度。例如，距底座11的高度分别为50毫米、30毫米和2.5毫米的各个第二检测部件141均无法接收到相对应的第一检测部件131发射出的探测信号20，且距底座11的高度80毫米的第二检测部件141能够接收到第一检测部件131发射出的探测信号20时，判断积雪厚度大于等于50毫米，表征大雪。其他积雪厚度的判断与之相似，同时第一检测部件131可以采用红外信号发射器和第二检测部件141可以采用红外信号接收器，或者第一检测部件131和第二检测部件141可以为相互配合的声波传感器件或其他光学传感器件，本实用新型实施例仅是对第一检测部件131、第二检测部件141以及设置方式进行举例说明，对本实用新型并不构成限制，在此不再赘述。

如图4所示，本实用新型实施例提供了一种气膜建筑的压力控制系统，该系统包括：压力控制装置201、充气装置202以及如上所述的积雪监测装置203，压力控制装置201与充气装置202和积雪监测装置203电性连接。其中，该积雪监测装置203的结构如图1所示，积雪监测装置203可以设置于气膜建筑的主体的顶部外表面上，通过第一检测部件组13和第二检测部件组14监测积雪的厚度；压力控制装置201根据积雪监测装置203监测得到的积雪的厚度控制充气装置202调整气膜建筑的气压。

以积雪监测装置203的第一检测部件131为红外信号发射器，第二检测部件141为红外信号接收器为例。假设第二检测部件141接收到第一检测部件131发射的红外信号输出低电平信号0，第二检测部件141接收不到第一检测部件131发射的红外信号则输出高电平信号1。对压力控制系统调节气压进行说明，如下：

其中第一检测部件组13包括4个第一检测部件131，第二检测部件组14包括4个第二检测部件141，第二检测部件组14的各个第二检测部件141输出的高低电平信号构成一组二进制数。其中，该二进制数有如下定义：按各第二检测部件组14按距底座11的距离排序，即第二检测部件组14相对底座11由高至低，使相对底座11高的排在各第二检测部件组14输出的高位。

当第二检测部件组14输出“0000”时，则表示积雪监测装置203未检测到积雪，压力控制装置201不必调节压力。

当第二检测部件组14输出“0001”时，则表示积雪监测装置203检测到积雪厚度为小雪，压力控制装置201根据小雪对气膜建筑的影响控制充气装置202调节气膜建筑内的压力。

当第二检测部件组14输出“0011”时，则表示积雪监测装置203检测到积雪厚度为中雪，压力控制装置201根据中雪对气膜建筑的影响控制充气装置202调节气膜建筑内的压力。

当第二检测部件组14输出“0111”时，则表示积雪监测装置203检测到积雪厚度为大雪，压力控制装置201根据大雪对气膜建筑的影响控制充气装置202调节气膜建筑内的压力。

当第二检测部件组14输出“1111”时，则表示积雪监测装置203检测到积雪厚度为暴雪，压力控制装置201根据暴雪对气膜建筑的影响控制充气装置202调节气膜建筑内的压力。

如图5所示，示出了压力控制系统的控制流程图，将第二检测部件组14输出的二进制数记为X，流程如下：

步骤501，判断X是否为0000，若是执行步骤502不进行调压；若否，则执行步骤503；

步骤503，判断X是否为0001，若是执行步骤504进行小雪状态调压；若否，则执行步骤505；

步骤505，判断X是否为0011，若是执行步骤506进行中雪状态调压；若否，则执行步骤507；

步骤507，判断X是否为0111，若是执行步骤508进行大雪状态调压；若否，则执行步骤509；

步骤509，判断X是否为1111，若是执行步骤510进行暴雪状态调压；若否，则重新开始。

需要说明的是，如果第二检测部件组14输出并非上述结果，则有可能是出现了误判，因此可以重新开始。

如图6所示，本实用新型一个实施例中，还提供了一种气膜建筑，包括主体200，还包括如上所述的压力控制系统，压力控制系统包括压力控制装置201、充气装置202和积雪监测装置203。压力控制装置201根据积雪监测装置203监测得到的积雪的厚度数据控制充气装置202及时且准确的进行气压调节，消除气膜建筑存在的安全隐患。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。