雨量计智能防护系统的制作方法

本发明涉及降雨测量设备领域，具体而言，涉及雨量计智能防护系统。

背景技术：

我国现在有成千上万座人工和遥测雨量计，由于它的工作环境为空旷的露天场地，雨量计的承雨器开口始终向上敞开，空中沙尘及杂物如：树叶、杂草、漂浮垃圾时常飘落其中，经常堵塞仪器，对降雨量的计量造成偏差，甚至会造成降雨量计量不准或计量重大错误的后果。然而现有技术中只能对雨量计进行人工清理，如不能及时彻底清理，直接影响雨量计的正常工作和降雨量的准确计量。因而，现有技术存在因时常有沙尘、杂物落入而造成堵塞而无法对降雨量的准确计量的技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供雨量计智能防护系统，其能够解决上述技术难题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种雨量计智能防护系统，其包括雨滴传感装置、雨量计防护装置、雨量计、控制器和第一支架，所述雨滴传感装置安装在所述第一支架上，所述雨滴传感装置和所述雨量计防护装置均与所述控制器耦合，所述雨量计防护装置盖合在所述雨量计的开口上，雨量计包括承雨器和雨量计量器，所述承雨器用于采集落入所述承雨器内的雨水，所述雨量计量器用于测量落入所述承雨器内的雨水的降雨量，所述雨量计防护装置包括防尘罩、升降机构和旋转机构，所述防尘罩的一端盖合在所述承雨器的开口上，所述防尘罩的另一端与所述升降机构连接，所述升降机构与所述旋转机构连接，所述升降机构和所述旋转机构均与所述控制器耦合

优选地，所述雨滴传感装置包括托盘、发光二极管、光敏传感器和透明挡板，所述托盘安装在所述第一支架上，所述发光二极管与所述光敏传感器均安装在所述托盘上，所述光敏传感器与所述控制器耦合，所述透明挡板盖设在所述发光二极管与所述光敏传感器之上，以使所述发光二极管和所述光敏传感器位于所述托盘与所述透明挡板之间。

优选地，所述透明挡板为透明玻璃。

优选地，所述发光二极管的数量为多个。

优选地，所述光敏传感器的数量为多个。

优选地，所述发光二极管与所述光敏传感器的数量相等。

优选地，所述升降机构包括升降杆和升降电机，所述升降杆的一端与所述升降电机的输出轴连接，所述升降杆的另一端与所述防尘罩连接，所述升降电机与所述控制器耦合，用于获取所述控制器发出的升降信号，所述升降电机固定在所述旋转机构上。

优选地，所述旋转机构包括旋转托盘和旋转电机，所述旋转托盘的一端与所述升降电机固定连接，所述旋转托盘的另一端与所述旋转电机的输出轴连接，所述旋转电机与所述控制器耦合，用于获取所述控制器发出的旋转信号。

优选地，所述旋转机构还包括第二支架，所述第二支架与所述旋转电机连接。

优选地，所述雨滴传感装置还包括雨刷容纳仓。

上述本发明提供的雨量计智能防护系统，通过雨滴传感装置检测当前是否有降雨，从而将采集到的是否降雨的信号传输给控制器，所述控制器通过所采集的是否降雨的信号控制所述雨量计防护装置的打开与闭合，从而使得在降雨的时候打开所述雨量计防护装置，以使雨水落入所述承雨器内，使得所述承雨器内的雨量计量器能够正常工作，并且在没有降雨的情况下所述控制器控制所述雨量计防护装置盖合在所述承雨器的开口上，进而有效地避免了在不下雨的时候，空中的沙尘及杂物落入所述承雨器内，进一步使得所述雨量计的测量的降雨量更加准确，免除了需要人工频繁清理雨量计的麻烦。

为使本发明的上述目的、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发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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是本发明实施例提供的雨量计智能防护系统的结构示意图；

图2为图1所示的雨量计智能防护系统中的控制功能的功能结构示意图；

图3为图1所示的雨量计智能防护系统中的雨滴传感装置的爆炸结构示意图；

图4为图1所示的雨量计智能防护系统中的雨量计防护装置与承雨器盖合时的结构示意图。

图标：100－雨量计智能防护系统；110－雨滴传感装置；120－控制器；130－雨量计防护装置；140－雨量计；160－第一支架；111－托盘；112－发光二极管；113－光敏传感器；114－透明挡板；115－雨刷容纳仓；131－防尘罩；132－升降机构；133－旋转机构；1321－升降杆；1322－升降电机；1331－旋转托盘；1332－旋转电机；1333－第二支架；141－承雨器；142－雨量计量器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1至图4，本实施例提供雨量计智能防护系统100，其包括雨滴传感装置110、雨量计防护装置130、雨量计140、控制器120和第一支架160。

在本实施例中，所述雨滴传感装置110用于检测当前时间下是否有降雨发生，从而将采集到的是否降雨的信号发送给所述控制器120。

其中，所述雨滴传感装置110包括托盘111、发光二极管112、光敏传感器113、透明挡板114和雨刷容纳仓115。

在本实施例中，所述托盘111安装在所述第一支架160上。通过所述第一支架160可以使得所述托盘111与地面产生一定距离，进而避免所述雨滴传感装置110直接与地面接触。

在本实施例中，所述托盘111可以是不锈钢制成，也可以是亚克力板制成。在此，不作具体限定。

在本实施例中，所述托盘111的形状可以是圆形，也可以是矩形，还可以是其他形状。在此，不作具体限定。

在本实施例中，所述发光二极管112与所述光敏传感器113均安装在所述托盘111上。通过将所述发光二极管112与所述光敏传感器113均安装在所述托盘111上，以使所述发光二极管112与所述光敏传感器113进行固定。

在本实施例中，优选地，所述发光二极管112与所述托盘111之间设有预设角度的倾斜角度。

在本实施例中，所述发光二极管112与外部电源连。所述发光二极管112用于发出光线，从而根据光的折射原理，即光线遇到透明挡板114时会发生折射，折射后的光线被光敏传感器113接收到，使得当透明挡板114上没有雨水而处于干燥状态的时候，几乎所有的光线都会反射到所述光敏传感器113上，此时，光敏传感器113输出的电流为极大值，从而使得控制器120根据所述光敏传感器113所输出的电流判断当前为未降雨；当下雨的时候，透明挡板114上就会有雨滴落上，这时，一部分光线通过雨水的折射而发生偏离，从而使得光敏传感器113接收到光的总量(光通量)的减少，光敏传感器113输出的电流为极小值，从而使得控制器120根据所述光敏传感器113所输出的电流判断当前为降雨状态。当雨停之后，透明挡板114上的雨水蒸发消失，光敏传感器113上接收到的光的数量(光通量)又恢复到原来的数量，光敏传感器113输出的电流为极大值，即非降雨。

在本实施例中，所述发光二极管112可以是磷化镓(gap)发光二极管、磷砷化镓(gaasp)发光二极管、砷化镓(gaas)发光二极管、磷铟砷化镓(gaasinp)发光二极管或砷铝化镓(gaalas)发光二极管。在此，不作具体限定。

在本实施例中，为了使得所述发光二极管112和光敏传感器113成对地均匀且交叉布设在透明挡板114下方，确保无论雨滴降落在雨滴传感装置110的任何一个点上，都能检测到雨滴的降落，优选地，所述发光二极管112的数量为多个。

在本实施例中，所述光敏传感器113与所述控制器120耦合。所述控制器120用于采集所述光敏传感器113输出的电流信号。具体地，所述光敏传感器113的正负极分别与所述控制器120的接收端口连接。

在本实施例中，所述光敏传感器113的型号可以是lxd/gb5－a1e，也可以是lxd/gb3－a1dps。优选地，所述光敏传感器113的型号为hl304hy。

在本实施例中，优选地，所述光敏传感器113的数量为多个。

在本实施例中，为了使得所述发光二极管112和光敏传感器113成对地均匀且交叉布设在透明挡板114下方，确保无论雨滴降落在雨滴传感装置110的任何一个点上，都能检测到雨滴的降落，从而增加降雨检测的敏感度，优选地，所述光敏传感器113与所述发光二极管112的数量相等。

所述透明挡板114盖设在所述发光二极管112与所述光敏传感器113之上，以使所述发光二极管112和所述光敏传感器113位于所述托盘111与所述透明挡板114之间。

在本实施例中，优选地，所述透明挡板114为透明玻璃。

在本实施例中，所述雨刷容纳仓115用于放置雨刷，以使在下雨停止后，能够通过位于所述雨刷容纳仓115的雨刷进行清理所述透明挡板114。

在本实施例中，所述控制器120的一端与所述雨滴传感装置110耦合，所述控制器120的另一端与所述雨量计防护装置130耦合。所述控制器120用于接收所述光敏传感器113所发送的电流信号，并根据所述电流信号判断当前是否降雨，从而控制所述雨量计防护装置130与所述雨量计140之间的盖合。具体地，所述雨滴传感装置110和所述雨量计防护装置130均通过信号控制线与所述控制器120的io端口连接。

在本实施例中，所述控制器120可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、也可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。优选地，所述控制器120的型号为stm8l151的单片机。

在本实施例中，还设有电源模块，所述电源模块与所述控制器120耦合。所述电源模块用于为所述控制器120进行供电。

在本实施例中，所述电源模块可以是太阳能电池，也可以是充电电池，也可以是普通市电。在此，不作具体限定。

在本实施例中，所述雨量计防护装置130盖合在所述雨量计140上，用于密封所述雨量计140的开口或敞开所述雨量计140。

其中，所述雨量计防护装置130包括防尘罩131、升降机构132和旋转机构133。

在本实施例中，所述防尘罩131用于盖合在所述雨量计140上，以密封所述雨量计140或开启所述雨量计140。

其中，所述防尘罩131的一端盖合在所述雨量计140的开口上，所述防尘罩131的另一端与所述升降机构132连接，所述升降机构132与所述旋转机构133连接。

在本实施例中，优选地，所述防尘罩131大于所述雨量计140。

优选地，所述防尘罩131与所述升降机构132焊接。

在本实施例中，优选地，所述防尘罩131采用304不锈钢材质，激光切割成圆形，直径尺寸大于所述雨量计140的开口的直径，并在所述防尘罩131上设有橡胶垫圈，进一步使得密封效果更好。

在本实施例中，所述升降机构132用于升降所述防尘罩131，以使所述防尘罩131能够在降雨的时候与所述雨量计140进行分离，以使雨量计140的开口敞露，及时接收降雨，在不下雨时，所述防尘罩131能够与所述雨量计140盖合，即使雨量计140的开口封闭，避免空中沙尘及杂物落入其中。

其中，所述升降机构132包括升降杆1321和升降电机1322。

所述升降杆1321的一端与所述升降电机1322的输出轴连接，所述升降杆1321的另一端与所述防尘罩131连接，所述升降电机1322与所述控制器120耦合，所述升降电机1322用于获取所述控制器120发出的升降信号，所述升降电机1322固定在所述旋转机构133上。

在本实施例中，所述升降杆1321可以是液压轴承，也可以是伸缩杆。在此，不作具体限定。

在本实施例中，所述升降电机1322可以是自动升降电机，也可以是电动升降螺杆。优选地，所述升降电机1322为12v直流推杆电机。

所述升降电机1322用于接收所述控制器120所发出的升降信号，从而控制所述升降杆1321进行升降，以使所述防尘罩131升降到预设位置。

在本实施例中，所述旋转机构133包括旋转托盘1331和旋转电机1332。所述旋转托盘1331的一端与所述升降电机1322固定连接，所述旋转托盘1331的另一端与所述旋转电机1332的输出轴连接，所述旋转电机1332与所述控制器120耦合，所述旋转电机1332用于获取所述控制器120发出的旋转信号。

在本实施例中，所述旋转机构133还包括第二支架1333，所述第二支架1333与所述旋转电机1332连接。

在本实施例中，所述雨量计140包括承雨器141和雨量计量器142，所述雨量计量器142位于所述承雨器141下方。

所述承雨器141用于采集落入所述承雨器141内的雨水，所述雨量计量器142用于测量落入所述承雨器141内的雨水的降雨量。

在本实施例中，所述承雨器141上设有开口，用于供雨水通过所述开口落入所述承雨器141内。所述承雨器141与所述雨量计防护装置130活动连接。通过所述雨量计防护装置130可以密封所述承雨器141或敞开所述承雨器141。

在本实施例中，所述雨量计量器142用于测量所述承雨器141内的雨水的降雨量，从而检测降雨量。

在本实施例中，所述第一支架160可以是不锈钢制成，也可以是铝型材制成。在此，不作具体限定。

在本实施例中，优选地，还设有自动开关，所述自动开关与所述控制器120连接，所述自动开关还与所述旋转电机1332的电源端和所述升降电机1322的电源端连接。自动开关用于接收所述控制器120所发出的控制信号，从而控制所述旋转电机1332和所述升降电机1322的启动与停止。其中，所述自动开关的型号可以是c65n1p－c16a，也可以是c65n1p－20a。在此，不作具体限定。

在本实施例中，所述防尘罩131在下雨时开启的原理是：在控制器120接收到雨滴传感装置110中的光敏传感器113所发送的降雨信号时，发送旋转信号至所述旋转电机1332，以使所述旋转电机1332启动，带动升降杆1321和防尘罩131旋转一定角度后，使防尘罩131脱离所述承雨器141的开口时，所述旋转电机1332自动停止；而升降电机1322便立刻启动并下降，带动防尘罩131下降到一定高度后自动停止。此时，雨量计140的开口已经敞开，以使所述承雨器141及时接收降雨并通过雨量计量器142测量降雨量。

防尘罩131在雨停或未下雨时关闭的原理是：在控制器120接收到雨滴传感装置110中的光敏传感器113所发送的雨停信号时，所述控制器120发送升降信号至所述升降电机1322，以使所述升降电机1322启动，所述升降电机1322控制所述升降杆1321和防尘罩131上升到一定高度后自动停止，所述控制器120在控制所述旋转电机1332启动，通过所述旋转电机1332的转动，从而带动所述旋转托盘1331旋转，进而带动升降杆1321和防尘罩131旋转到所述承雨器141的开口的正上方，此时防尘罩131盖合在所述承雨器141的开口上。

雨量计智能防护系统100的工作原理是：通过将控制器120与升降电机1322和旋转电机1332及光敏传感器113相连，从而使得所述控制器120实时接收光敏传感器113输出的电流信号，并根据光敏传感器113输出的电流大小进行判断是否降雨，例如，通过按照预设的电流值进行判断所接收到的电流信号是否为降雨，如果接收的电流大于或等于预设的电流值，则判断为晴天或无降雨，所述控制器120就发出无降雨指令至所述升降电机1322和旋转电机1332，如果此时防尘罩131处于开启状态，则所述控制器120就会控制升降电机1322启动，从而控制所述升降杆1321开始上升，待所述升降杆1321上升到指定高度后停止，所述控制器120并立即给旋转电机1332发出旋转指令，待所述旋转电机1332控制所述旋转托盘1331旋转到一定角度后自动停止，进而使得所述防尘罩131便处于所述雨量计140开口的正上方，此时所述防尘罩131与所述雨量计140盖合；如果此时防尘罩131本来就处于关闭状态并且是非降雨状态，那么控制器120不会做出任何指令，使得防尘罩131依旧处于关闭状态。反之，如果所述控制器120接收的电流小于或等于预设的电流值时，则判断为降雨，所述控制器120就会给旋转电机1332发出旋转指令，待旋转电机1332控制所述旋转托盘1331旋转到指定角度后停止，所述控制器120并立即控制所述升降电机1322下降，以使所述升降杆1321下降到指定高度后自动停止，从而通过所述升降杆1321带动所述防尘罩131脱离雨量计140的开口处于打开状态，进而不影响所述雨量计140接收降雨，使得所述雨量计量器142能够正常测量降雨的工作。

综上所述，本发明提供的雨量计智能防护系统100，通过雨滴传感装置110检测当前是否有降雨，从而将采集到的是否降雨的信号传输给控制器120，所述控制器120通过所采集的是否降雨的信号控制所述雨量计防护装置130的打开与闭合，从而使得在降雨的时候打开所述雨量计防护装置130，以使雨水落入所述雨量计140内，使得所述雨量计量器142能够正常工作，并且在没有降雨的情况下所述控制器120控制所述雨量计防护装置130盖合在所述雨量计140的开口上，进而有效地避免了在不下雨的时候，空中的沙尘及杂物落入所述雨量计140内，进一步使得所述雨量计140的测量更加准确。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。