降雨量远程报警装置的制作方法

本发明涉及一种降雨量远程报警装置，适用于铁路沿线偏远、野外地区降雨量急剧增加时的报警，属于降雨量计量装置技术领域。

背景技术：

铁路、公路等线性工程往往通过一些山区路段，相应的可能存在易塌方、滑坡等风险隐患。尤其是在多雨地区，暴雨后引起的山洪、泥石流等更容易加剧这种风险的发生。因此在项目建设过程、运营中需要进行降雨量监控。目前的气象观测站采用的降雨量观测更侧重于长期的、区域性的观测，对预警信息的发布不够及时。

本发明即针对上述交通线路两侧地质灾害易发区降雨量监控及预警的需要而设计。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种降雨量预警及计量装置，该装置在无须人工值守情况下，能够远距离降雨量报警及进行计量。

本发明利用浮球开关、雨量计，无线通讯装置组成监控系统，对铁路、公路沿线偏远、野外地区地质灾害易发地区进行降雨远程监控及报警。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：一种降雨量远程报警装置，包括翻斗式雨量计、浮球液位开关、数据采集与无线传输模块、太阳能板和铅酸蓄电池、安装支架和箱体，所述的太阳能板与铅酸蓄电池连接，所述的铅酸蓄电池分别与翻斗式雨量计、浮球液位开关和数据采集与无线传输模块连接，所述的浮球液位开关与翻斗式雨量计连接，所述的翻斗式雨量计与数据采集与无线传输模块连接，所述的数据采集与无线传输模块和铅酸蓄电池安装在箱体中，所述的箱体、太阳能板和翻斗式雨量计固定在安装支架上，所述的浮球液位开关安装在路基边坡的排水沟内；所述的太阳能板为圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能板为椭圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半椭球状曲面。

优选地，所述凸透镜层上的六棱凸透镜的焦点都落在太阳能板上。

优选地，在路基边坡的排水沟内设置一个引水堰渠，所述的浮球液位开关安装在引水堰渠内。

优选地，所述的浮球液位开关分别有低位和高位开关。

优选地，所述的数据采集与无线传输模块为工业数据采集电气模块，及搭载RS232 接口的GPRS 无线传输DTU 模块。

优选地，所述的数据采集与无线传输模块接入3 路模拟量信号，保留1 路监控电源电压，同时接入4 路开关量信号，带4 路继电器输出开关，其中1 路用于控制传感器电源。

优选地，所述的铅酸蓄电池为12V12Ah 容量电池。

优选地，所述的安装支架包括支撑杆、支持架、支架和固定法兰，所述固定法兰的法兰孔与地脚螺栓连接。

优选地，所述的太阳能板通过支持架安装在支撑杆上，所述的翻斗式雨量计通过支架安装在支撑杆上，所述的箱体安装在支撑杆上。

本发明与现有技术相比具有如下优点：与一般的降雨量监控装置相比，更侧重于在出现降雨且雨量较大的时候进行预警；与地质环境特点及排水流量等相结合进行监控，适合于野外偏远环境条件使用，无需专门布设供电、通讯电缆，且安装简单方便，易于维护。

本发明的的太阳能板其上具有向上拱起的半球状或者半椭球状的凸透镜层，一方面凸透镜具有聚光能力，能够增加太阳能板的光照强度，另一方面向上拱起的半球状或者半椭球状曲面能够增加受光面积，从而也能增加太阳能板的光照强度，光照强度增加，太阳能板的光电转化效率也增加。

附图说明

图1 为本发明降雨量远程报警装置的结构示意图。

图2 为本发明降雨量远程报警装置的工作流程图。

图3为太阳能板的具体结构。

主要附图标记：1 翻斗式雨量计 2 浮球液位开关3 数据采集与无线传输模块 4 太阳能板5 铅酸蓄电池 6 安装支架7 引水堰渠41凸透镜层42凸透镜。

具体实施方式

如图1 所示，本发明的降雨量远程报警装置，包括翻斗式雨量计1、浮球液位开关2、数据采集与无线传输模块3、太阳能板4 和铅酸蓄电池5、安装支架6 和箱体等，太阳能板4 与铅酸蓄电池5 连接，铅酸蓄电池5 分别与翻斗式雨量计1、浮球液位开关2 和数据采集与无线传输模块3 连接，翻斗式雨量计1 与浮球液位开关2 连接，翻斗式雨量计1 与数据采集与无线传输模块3 连接，数据采集与无线传输模块3 和铅酸蓄电池5 安装在箱体中，箱体、太阳能板4 和翻斗式雨量计1 固定在安装支架6 上，浮球液位开关2 安装在路基边坡的排水沟内。

(1) 翻斗式雨量计：将雨水引入容器内的翻斗当中，通过记录计量翻斗的翻转次数进行雨量计量。

(2) 浮球液位开关：安装在路基边坡的排水沟内，设置一个引水堰渠7，开关位于引水堰渠7 内。分别有低位、高位开关，当浮球位于低位L 时( 水量小，降雨量达不到警戒条件) 供电回路断开，高位H 时( 水量小，降雨量达不到警戒条件) 供电回路闭合，发出一个开关信号作为报警，同时雨量计启动进行计量。

当降雨减小，沟内水量逐步降低，浮球开关回到低位，回路断开，雨量计停止计量。

(3) 数据采集与无线传输模块：为工业级数据采集电气模块，搭载RS232 接口的GPRS 无线传输DTU 模块，可接入3 路模拟量信号，保留1 路监控电源电压，同时可接入4 路开关量信号，带4 路继电器输出开关，其中1 路用于控制传感器电源。

(4) 太阳能板和铅酸蓄电池：是整个装置的供电系统，太阳能板4 对蓄电池充电，蓄电池对设备供电。供电系统的特点是长期免维护，即可持续供电1 ～ 2 年以上；根据设备的电耗特点，电池选用12V12Ah 容量，其体积适合于箱体内放置并且能够满足供电- 充电平衡要求。

(5) 安装支架：支架的主要部分为太阳能板支撑杆和支持架、支架及固定法兰等，其中法兰孔与地脚螺栓连接。太阳能板4 通过支持架安装在支撑杆上，翻斗式雨量计1 通过支架安装在支撑杆上，放置数据采集与无线传输模块3 和蓄电池的箱体安装在支撑杆上。

如图2 所示，翻斗式雨量计1 通过翻斗计量降雨量；浮球液位开关2 在降雨量达到预设报警值时发出开关信号，并启动雨量计进行降雨量数据采集；采用太阳能供电的数据采集与无线传输模块3 将传感器的电流模拟信号采集并转换为数字信号，通过无线通讯网络远程传输，数据采集与无线传输模块3 基于2G 通讯网络，在偏远地区也有信号覆盖。一般情况下模块不工作，在液位开关启动后开始进行数据采集和传输；太阳能板4 和铅酸蓄电池5 是雨量计、液位开关、数据采集与无线传输模块3 的供电部分，首先由太阳能板4 为蓄电池充电，蓄电池对外供电，为便于安装，还包括安装太阳能板4 的立杆和支持架，以及放置数据采集与无线传输模块3、蓄电池的箱体。

如图3所示，所述的太阳能板为圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能板为椭圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半椭球状曲面。所述凸透镜层上的六棱凸透镜的焦点都落在太阳能板上。

本发明适用范围：适用于偏远地区交通线路两侧地质灾害易发区域降雨量预警及计量，尤其适合在无供电、通讯线路条件情况下的自动监控。