专利名称：一种无源无触点雨量信息采集装置的制作方法
技术领域：
一种无源无触点雨量信息采集装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种雨量信息采集装置，尤其是一种无源无触点雨量信息采集装置。
背景技术：
[0002]雨量测量设备是一种广泛应用于气象台(站)等部门进行降雨量测量的设备。通常 雨量测量设备包括雨水收集装置、雨量信息采集装置、雨量信息处理装置等部分。这三者可 以是做成一体化的，也可以是分立式的。测量时，雨水经雨水收集装置收集并过滤后注入雨 量信息采集装置，雨量信息采集装置将采集到的雨量转换成电信号，电信号传送至雨量信 息处理装置进行处理，最后转换成雨量。[0003]目前常见的雨量信息采集装置是采用干簧管作为雨量感应元件的，其构成主要包 括翻斗式盛水容器、磁钢、干簧管等。当盛水容器承载的雨量达到设定值时，盛水容器发生 翻转，带动磁钢从干簧管旁边扫过，使干簧管通断。翻斗每翻转一次，干簧管便通断一次，并 输出一个电脉冲信号。干簧管是一种有机械触点的电子开关兀件，工作时需要外接电源。这 对于长期工作在雨水中的测量设备来说可能带来诸多问题，如机械触点容易老化、可靠性 差；在雷电气候下，现场使用电源存在安全隐患；如果信号需要远传，则存在信号衰减和干 扰问题，等等。发明内容[0004]发明目的本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种不需使用电源、 无机械触点的雨量信息采集装置。[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案[0006]一种无源无触点雨量信息采集装置，它包括盛水翻斗组件、传感器组件、底座和连 接杆；盛水翻斗组件包括翻斗支柱，翻斗支柱内安装有磁钢，翻斗支柱的上端设有带有出水 缺口的左侧盛水容器、右侧盛水容器，左侧盛水容器、右侧盛水容器容积相等，且对称分布 在翻斗支柱上端的左右两侧；翻斗支柱上还设有翻斗通孔；雨量传感组件包括U型的支架， 零功耗磁敏传感器安装在支架的一侧竖直臂内，支架的两竖直侧臂上端设有支架通孔；连 接杆贯通翻斗通孔、支架通孔，将盛水翻斗组件与雨量传感组件铰合连接，形成一个等臂杠 杆结构，整体固定在底座上。[0007]其中，在底座的两侧分别设有一个用于调节左盛水容器、右盛水容器翻转角度的 挡板。[0008]其中，所述的磁钢为棒状永久磁钢；磁钢的轴线垂直于翻斗支柱，零功耗磁敏传感 器竖直安装在支架一侧竖直臂内。[0009]其中，所述的带有缺口的左侧盛水容器、右侧盛水容器均为三角形容器。[0010]其中，所述零功耗磁敏传感器的安装方向垂直于底座。[0011]本实用新型的工作原理盛水翻斗组件结构如同一个等臂杠杆，两个盛水容器可以以连接杆为支点上下翻转。初始状态时，盛水翻斗组件倾向一侧，其中一个盛水容器处于 工作状态，开始承接雨水，另一个盛水容器处于等待状态；当处于工作状态的盛水容器承载 雨量达到设定值时，盛水翻斗发生翻转，原处于工作状态的盛水容器转换成处于等待状态， 而原处于等待状态的盛水容器则转换成处于工作状态，继续承接雨水。如此反复，盛水翻斗 组件上下来回翻转，带动磁钢左右往返摇摆。此时磁钢如同一个交变磁场发生器，磁钢的磁 力线从上到下或从下到上交替作用于零功耗磁敏传感器的敏感丝，激励零功耗磁敏传感器 产生一系列电脉冲信号。将零功耗磁敏传感器信号送往雨量信息处理装置进行处理，即可 获得待测的雨量。[0012]本实用新型的有益效果(1)工作时不需要使用电源，节省能源，且不怕雷电干 扰，安全性高；(2)采用无机械触点式结构，使用寿命长，可靠性高；(3)零功耗磁敏传感器 输出信号幅值与磁钢左右摇摆频率无关，因此既能检测小雨雨量，也内检测大暴雨雨量；(4)零功耗磁敏传感器输出信号幅值高达2V以上，无须放大即可直接传送至1000米以外或 更远的地方进行处理，因此特别适用于野外无人值守场合的远程检测。
[0013]图1为本实用新型的盛水翻斗组件的示意图。[0014]图2为本实用新型的雨量传感组件主视图。[0015]图3为图2的左视图。[0016]图4为本实用新型的结构示意图。[0017]图5为本实用新型的工作状态示意图一。[0018]图6为本实用新型的工作状态示意图二。
具体实施方式
[0019]
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。[0020]本实用新型的一种无源无触点雨量信息采集装置包括盛水翻斗组件、传感器组 件、底座和连接杆5。[0021]如图1所示，盛水翻斗组件呈T型结构。盛水翻斗组件包括竖直的翻斗支柱1，翻 斗支柱I的下端内部安装有磁钢2，翻斗支柱I的上端设有两个带有出水缺口的三角形的盛 水容器左侧盛水容器3、右侧盛水容器4 ;左侧盛水容器3、右侧盛水容器4的容积相等，且 对称分布在翻斗支柱I上端的左右两侧；翻斗支柱I上还设有翻斗通孔A。[0022]其中，磁钢2为棒状永久磁钢，且磁钢2的轴线垂直于翻斗支柱I。[0023]所述的带有缺口的左侧盛水容器3、右侧盛水容器4均为三角形容器。[0024]如图2、3所示，雨量传感组件包括U型的支架6，零功耗磁敏传感器7竖直安装在 支架6的一侧竖直臂内，支架6的两竖直侧臂上端设有两个支架通孔B。[0025]如图4所示，连接杆5贯通翻斗通孔A和支架通孔B，将盛水翻斗组件与雨量传感 组件铰合连接，形成一个等臂杠杆结构，整体固定在底座8上。左侧盛水容器3、右侧盛水容 器4可以以连接杆5为支点而上下翻转；在左侧盛水容器3、右侧盛水容器4下方对应位置 的底座8的两侧分别设有一个挡板9，用于调节左盛水容器3、右盛水容器4的翻转角度。[0026]本实用新型中，所述的零功耗磁敏传感器7为WG112型零功耗磁敏传感器，这是由本公司(南京艾驰电子技术有限公司)自主研制的一种不需要使用电源的无触点传感器，具有磁电转换功能。零功耗磁敏传感器7主要由一支磁双稳态敏感丝和一个缠绕在敏感丝外围的感应线圈组成。敏感丝具有两个稳定状态的磁化方向当外界施加一个交变磁场，且平行于敏感丝方向的磁感应强度分量B ^ 4mT (毫特斯拉)时，敏感丝磁化指向方向为a ;当 B ( -4mT时,敏感丝磁化指向与a相反的方向b。敏感丝磁化方向瞬间发生翻转,令感应线圈感生出一幅值大于2伏的电压脉冲。敏感丝磁化方向发生翻转与否，仅仅与平行于敏感丝方向的磁感应强度分量阈值有关，而与交变磁场变化频率无关。[0027]本实用新型中，零功耗磁敏传感器7竖直安装在基座I中，也即零功耗磁敏传感器 7的敏感丝是竖直安装。磁钢2在摆动的时候，施加在零功耗磁敏传感器7的敏感丝的磁场强度和方向在不断变化。当平行于零功耗磁敏传感器7的磁感应强度分量大于等于零功耗磁敏传感器7的激励磁感应强度阈值时，就会产生电压脉冲。[0028]如图5、6所示,为本实用新型进行雨量信息采集的工作状态示意图。[0029]初始状态时，盛水翻斗组件向左侧翻，右侧盛水容器4处于工作状态，雨水注入右侧盛水容器4中，左侧盛水容器3处于等待状态；假设磁钢2的左侧为N极，右侧为S极；此时磁钢2的磁力线从上向下通过零功耗磁敏传感器7中的敏感丝，如图5所示。[0030]当右侧盛水容器4的承载雨量达到设定值时，在雨水重力的作用下，盛水翻斗组件向右发生翻转，右侧盛水容器4中的雨水从三角形的出水缺口流出，右侧盛水容器4转换成处于等待状态，而左侧盛水容器3则转换成处于工作状态，继续承接雨水。此时磁钢2的磁力线从下向上通过零功耗磁敏传感器7中的敏感丝，如图6所示。[0031]如此反复，左侧盛水容器3和右侧盛水容器4上下来回翻转，带动磁钢2左右往返摇摆，磁钢2成为一个交变磁场发生器,磁力线方向交替变化作用于零功耗磁敏传感器7。 磁钢2每左右摇摆一次，激励零功耗磁敏传感器7产生一对正负电脉冲信号。盛水翻斗组件承接的雨量与磁钢2左右摇摆的次数成正比，亦即与零功耗磁敏传感器7输出的电脉冲数成正比。进而实现雨量信息采集并将雨量变换成电信号的功能。[0032]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以 做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种无源无触点雨量信息采集装置，其特征在于它包括盛水翻斗组件、传感器组件、底座和连接杆(5)； 盛水翻斗组件包括翻斗支柱(I )，翻斗支柱(I)内安装有磁钢(2)，翻斗支柱(I)的上端设有带有出水缺口的左侧盛水容器(3)、右侧盛水容器(4)，左侧盛水容器(3)、右侧盛水容器(4)容积相等，且对称分布在翻斗支柱(I)上端的左右两侧；翻斗支柱(I)上还设有翻斗通孔(A)； 雨量传感组件包括U型的支架(6 )，零功耗磁敏传感器(7 )安装在支架(6 )的一侧竖直臂内，支架(6)的两竖直侧臂上端设有支架通孔(B)； 连接杆(5)贯通翻斗通孔(A)、支架通孔(B)，将盛水翻斗组件与雨量传感组件铰合连接，形成一个等臂杠杆结构，整体固定在底座(8 )上。
2.根据权利要求1所述的一种无源无触点雨量信息采集装置，其特征在于在底座(8)的两侧分别设有一个用于调节左盛水容器(3)、右盛水容器(4)翻转角度的挡板(9)。
3.根据权利要求1或2所述的一种无源无触点雨量信息采集装置，其特征在于所述的磁钢(2)为棒状永久磁钢；
4.根据权利要求3所述的一种无源无触点雨量信息采集装置，其特征在于磁钢(2)的轴线垂直于翻斗支柱(I )，零功耗磁敏传感器(7)竖直安装在支架(6) 一侧竖直臂内。
5.根据权利要求1所述的一种无源无触点雨量信息采集装置，其特征在于所述的带有缺口的左侧盛水容器(3)、右侧盛水容器(4)均为三角形容器。
6.根据权利要求1所述的一种无源无触点雨量信息采集装置，其特征在于所述零功耗磁敏传感器(7)的安装方向垂直于底座(8)。
专利摘要本实用新型公开了一种无源无触点雨量信息采集装置，包括盛水翻斗组件、传感器组件、底座和连接杆；盛水翻斗组件包括翻斗支柱，翻斗支柱内安装有磁钢，翻斗支柱的上端设有带有出水缺口的左侧盛水容器、右侧盛水容器，左侧盛水容器、右侧盛水容器容积相等，且对称分布在翻斗支柱上端的左右两侧；翻斗支柱上还设有翻斗通孔；雨量传感组件包括U型的支架，零功耗磁敏传感器安装在支架的一侧竖直臂内，支架的两竖直侧臂上端设有支架通孔；连接杆贯通翻斗通孔、支架通孔，将盛水翻斗组件与雨量传感组件铰合连接，形成一个等臂杠杆结构，固定在底座上。工作时不需要使用电源，且不怕雷电干扰，安全性高；采用无机械触点式结构，使用寿命长，可靠性高。
文档编号G01W1/14GK202870322SQ20122054831
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者凌超, 崔义炜, 李云方, 刘玉林, 孟祥龙, 潘旭东 申请人:南京艾驰电子科技有限公司