专利名称：轮盘斗式雨量传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型所涉及一种雨量传感器，特别涉及一种轮盘斗式雨量传感器。
背景技术：
雨量计是一种运用在水利、水文、气象等领域的降雨量测量仪器，为抗洪抗旱和水库、电站供水调度以及地方政府的水资源管理提供雨水信息，目前我国使用的雨量计主要有人工雨量计、虹吸式雨量计、翻斗式雨量计传感器。人工雨量计以及虹吸式雨量计主要采用人工观测方式，无法实现雨量数据的自动采集。水文自动测报系统目前主要采用翻斗式雨量计传感器。翻斗式雨量计传感器是利用雨量达一定重量而使翻斗翻转的一种传感器，感应件有盛水器、计量翻斗、下翻斗等部分。承雨口收集的雨水经过过滤网后，进入计量翻斗，计量翻斗由两个容积相等的斗室组成，一斗承接雨水时另一斗等待，当蓄储的水量达到预定值时，由于重量作用，使翻斗自身翻倒，另一斗承接蓄储降水。翻斗的侧壁上装有磁钢， 随着翻斗翻动从干簧管旁扫过，使干簧管通断，继而送出一个脉冲信号。通过记录脉冲信号的个数来测量降雨量。(见国家标准GB/T11832-2002《翻斗式雨量计》)。这种雨量计主要采用机械平衡原理，由于机械结构固有的惯性及阻力使得其精确度和分辨率会受到多方面的影响，在暴雨时容易出现漏翻或不翻的情况，导致计量出现较大误差，特别是在高分辨率时和大降雨强度时尤其突出。因此，我国为了推广雨量自动采集系统，只能采取牺牲降雨量的观测精度，目前普遍使用的是0. 5mm分辩率的翻斗雨量计传感器，部分分辨率和精度要求高的还只能采用人工观测来解决。降雨量是水文、气象等部门的重要参数指标，因此对数据的精度要求也越来越高，研制一种高精度的雨量计量传感器十分必要。
实用新型内容为了解决现有雨量计计量精度不高的技术问题，本实用新型提供一种能精确测量降雨量，并能适应较大的降雨强度范围的轮盘斗式雨量传感器。为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是，一种轮盘斗式雨量传感器，包括标准雨量筒，还包括均设置于标准雨量筒内部的用于承接标准雨量筒所收集雨水的承雨漏斗、设有多个承雨斗以用于计量雨水的轮盘、用于支撑并容纳机芯盒及电机的支架、用于密封支架盖板、第一测针、第二测针、电路板、用于容纳电路板的机芯盒、用于带动轮盘转动的电机、用于支撑整个传感器的基座，所述的机芯盒设置于支架上部所开的空槽内并以螺丝固定，电路板设置于机芯盒内，机芯盒设有突出的用于支撑承雨漏斗的支撑板，承雨漏斗的漏斗嘴垂直的穿过支撑板并由顶紧螺丝固定于支撑板上，电机固定于支架中部所开的电机槽内并电连接至电路板，电机的旋转轴由电机槽中部的开口伸出至漏斗嘴下方，轮盘竖直的以轮盘的中心孔卡扣在电机的旋转轴上，所述的第一测针和第二测针均竖直的固定于支撑板的底面上并分别电连接至电路板，承雨漏斗的漏斗嘴及第一测针和第二测针均处于轮盘的正上方且漏斗嘴和测针的的底端与轮盘的承雨斗的槽口位置齐平，盖板卡扣在支架上以密封和固定整个支架，支架通过螺丝紧固于基座上。[0005]所述的一种轮盘斗式雨量传感器，所述的电路板上设有电源模块、晶体管模块、继电器控制模块、信号输出模块和锁相定位模块，所述的继电器控制模块分别电连接至晶体管模块、信号输出模块和锁相定位模块，继电器控制模块还连接至电机的控制端，第二测针连接至晶体管模块，第一测针连接至电源模块并可通过承满雨水的承雨斗连通第二测针。所述的一种轮盘斗式雨量传感器，所述的轮盘的每个承雨斗的容量为3. 14ml 31. 4ml。所述的一种轮盘斗式雨量传感器，所述的承雨漏斗、轮盘、支架、机芯盒和盖板均采用工程塑料制成。所述的一种轮盘斗式雨量传感器，所述的第一测针和第二测针均为直径为I. 2mm的不锈钢弹簧。所述的一种轮盘斗式雨量传感器，所述的电机为12伏的直流电机。所述的一种轮盘斗式雨量传感器，所述的基座是由不锈钢材料制成。本实用新型的技术效果在于，通过采用旋斗分频、精确的锁相定位和定时、灵敏的单量感应装置和雨强自动调节系统，具有灵敏的单量感应装置和旋斗自清洗功能。解决了传统翻斗式雨量传感器存在的问题，大大提高了雨量传感器的分辨率、测量精度和降雨强度测量范围。同时，传感器设计了高效的供电值守系统，使传感器在非工作时的值守电流小于 5 y A0
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图I为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的轮盘结构示意图；图3为本实用新型的电路结构示意图；图4为本实用新型的工作流程图；其中，I为承雨漏斗,2为第一测针,3为轮盘,4为支架,5为电路板,6为机芯盒,7为电机，8为盖板,9为基座，10为第二测针，11为标准雨量筒。
具体实施方式
参见图1，本实用新型包括标准雨量筒11，还包括均设置于标准雨量筒11内部的用于承接标准雨量筒11所收集雨水的承雨漏斗I、设有多个承雨斗以用于计量雨水的轮盘3、用于支撑并容纳机芯盒6及电机7的支架4、用于密封支架4盖板8、第一测针2、第二测针10、电路板5、用于容纳电路板5的机芯盒6、用于带动轮盘3转动的电机7、用于支撑整个传感器的基座9，机芯盒6设置于支架4上部所开的空槽内并以螺丝固定，电路板5设置于机芯盒6内，机芯盒6设有突出的用于支撑承雨漏斗I的支撑板，承雨漏斗I的漏斗嘴垂直的穿过支撑板并由顶紧螺丝固定于支撑板上，电机7固定于支架4中部所开的电机槽内并电连接至电路板5，电机7的旋转轴由电机槽中部的开口伸出至漏斗嘴下方，轮盘3竖直的以轮盘3的中心孔卡扣在电机7的旋转轴上，第一测针2和第二测针10均竖直的固定于支撑板的底面上并分别电连接至电路板5，承雨漏斗I的漏斗嘴及第一测针2和第二测针10均处于轮盘3的正上方且漏斗嘴和测针的的底端与轮盘3的承雨斗的槽口位置齐平，盖板8卡扣在支架4上以密封和固定整个支架4，支架4通过螺丝紧固于基座9上，基座9起到对整个雨量计结构的支撑作用。其中承雨漏斗I、轮盘3、支架4、机芯盒6和盖板8均采用工程塑料制成。第一测针2和第二测针10均为直径为I. 2mm的不锈钢弹簧。电机7为12伏的直流电机。基座9是由不锈钢材料制成。参见图2，轮盘3的每个承雨斗的容量为3. 14ml 31. 4ml，这是因为所采用的标准雨量筒11的内径为200_，故当降雨量为0. Imm时，标准雨量筒11所承接的雨水体积即为3. 14ml，本实用新型的降雨量分辨率可根据需要，在0. Imm至Imm范围内调整，故单个承雨斗的容量在3. 14ml 31. 4mI之间。参见图3，电路板5上设有电源模块、晶体管模块、继电器控制模块、信号输出模块 和锁相定位模块，继电器控制模块分别电连接至晶体管模块、信号输出模块和锁相定位模块，继电器控制模块还连接至电机7的控制端，第二测针10连接至晶体管模块，第一测针2连接至电源模块并可通过承满雨水的承雨斗连通第二测针10。参见图4，本实用新型的分辨率设计为降雨量0. lmm-lmm，其显著特点是采用了旋斗式分频和精确的锁相定位技术，即旋转斗轮配合单量感应装置控制电路的脉冲发生系统。将每0. Imm-Imm的降雨量转换为开关量形式表示的信息量输出。旋转斗轮设计成一个可以360度旋转并带有多个承雨斗的圆形轮盘3，小承雨斗对称分布于圆形轮盘3的圆周，每个承雨斗可根据分辨率的需要对应计量雨量0. lmm-lmm。雨水降落进入至斗轮的小承雨斗中，当单个承雨斗中雨水接满时，两个测针即通过雨水导通而使整个电路得电，继电器得电并使电机7带动斗轮转动，同时通过信号输出模块发送降雨量信号。当电机7运行一定距离后，通过锁相定位定时技术，断开电源和电路，电机7停止运转，并使下一斗进入计量状态。本实用新型首次采用了可旋转的带有小承雨斗的轮盘3作为雨量计量的主要部件。其中的每一个小承雨斗都是一个单量计量装置，每斗容积均精确对应相应的雨量，这种单量计量方式确保了计量的精度，避免了误差的累积。同时这种可旋转轮盘3结构使其自身带有自清洗功能，每斗计量完后，电机7带动轮盘3转动让斗中的雨水倾倒完毕，这样既能顺利的进行下一轮计量，也解决了泥沙等沉积物沉积影响计量精度的问题。同时本实用新型首次采用了金属材质的两根测针作为电路导通的电极，利用承雨斗中的雨水作为电路导通的触发媒介，并让斗轮转动时与测针摩擦对测针进行清洗，提高了信号测量的精度。综上所述，本实用新型相较于以往的雨量计传感器的主要区别是采用了可旋转的带有小承雨斗的轮盘3，提高了降雨量观测精度和分辨率，可满足各种降雨测量的需要。由于采用多种自调整措施，仪器调试相当简便。同时模块化的设计易于查找出故障所在，使得设备维护变得简化。因此具有很好的推广应用价值。
权利要求1.一种轮盘斗式雨量传感器，包括标准雨量筒，其特征在于，还包括均设置于标准雨量筒内部的用于承接标准雨量筒所收集雨水的承雨漏斗、设有多个承雨斗以用于计量雨水的轮盘、用于支撑并容纳机芯盒及电机的支架、用于密封支架的盖板、第一测针、第二测针、电路板、用于容纳电路板的机芯盒、用于带动轮盘转动的电机和用于支撑整个传感器的基座，所述的机芯盒设置于支架上部所开的空槽内并以螺丝固定，电路板设置于机芯盒内，机芯盒设有突出的用于支撑承雨漏斗的支撑板，承雨漏斗的漏斗嘴垂直的穿过支撑板并由顶紧螺丝固定于支撑板上，电机固定于支架中部所开的电机槽内并电连接至电路板，电机的旋转轴由电机槽中部的开口伸出至漏斗嘴下方，轮盘竖直的以轮盘的中心孔卡扣在电机的旋转轴上，所述的第一测针和第二测针均竖直的固定于支撑板的底面上并分别电连接至电路板，承雨漏斗的漏斗嘴及第一测针和第二测针均处于轮盘的正上方且漏斗嘴 和测针的的底端与轮盘的承雨斗的槽口位置齐平，盖板卡扣在支架上以密封和固定整个支架，支架通过螺丝紧固于基座上。
2.根据权利要求I所述的一种轮盘斗式雨量传感器，其特征在于，所述的电路板上设有电源模块、晶体管模块、继电器控制模块、信号输出模块和锁相定位模块，所述的继电器控制模块分别电连接至晶体管模块、信号输出模块和锁相定位模块，继电器控制模块还连接至电机的控制端，第二测针连接至晶体管模块，第一测针连接至电源模块并可通过承满雨水的承雨斗连通第二测针。
3.根据权利要求I所述的一种轮盘斗式雨量传感器，其特征在于，所述的轮盘的每个承雨斗的容量为3. 14ml 31. 4ml。
4.根据权利要求I所述的一种轮盘斗式雨量传感器，其特征在于，所述的承雨漏斗、轮盘、支架、机芯盒和盖板均采用工程塑料制成。
5.根据权利要求I所述的一种轮盘斗式雨量传感器，其特征在于，所述的第一测针和第二测针均为直径为I. 2mm的不锈钢弹簧。
6.根据权利要求I所述的一种轮盘斗式雨量传感器，其特征在于，所述的电机为12伏的直流电机。
7.根据权利要求I所述的一种轮盘斗式雨量传感器，其特征在于，所述的基座是由不锈钢材料制成。
专利摘要本实用新型公开了一种轮盘斗式雨量传感器，包括标准雨量筒，承雨漏斗、轮盘、支架、盖板、第一测针、第二测针、电路板、机芯盒、电机和基座，本实用新型的目的在于提供了一种高分辨率、高精度的雨量传感器。本实用新型采用旋斗分频、精确的锁相定位和定时、灵敏的单量感应装置和雨强自动调节系统，具有灵敏的单量感应和旋斗自清洗功能。解决了传统翻斗式雨量传感器存在的问题，大大提高了雨量传感器的分辨率、测量精度和降雨强度测量范围。同时，传感器设计了高效的供电值守系统，使传感器在非工作时的值守电流小于5uA。
文档编号G01W1/14GK202383314SQ20112052011
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者沈起鹏, 龚亚新 申请人:沈起鹏