降水指标测量装置的制作方法

本发明涉及一种降水指标测量装置。

背景技术：

我国地质情况复杂，强降雨可能会造成不同程度的滑坡和泥石流等地质灾害。实时、准确地获取不同区域的降水强度信息对地质灾害的预警工作具有重要意义。常用的降水强度检测装置一般包括一个标准漏斗、一个标准量筒和一个用于计算时间的计时器。检测过程为：将标准量筒放置在标准漏斗下方时标准漏斗收集的雨水流入标准量筒内；在标准漏斗接雨的同时用计时器计时；计时器在标准漏斗停止接雨的同时停止计时，并根据标准量筒内的雨水和计时时间计算出该区域的降水强度。

常用的测量装置，需要人工操作操作过程中可能存在误差从而无法精确测量降水指标。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够自动化测量且能够精准测量降水指标的降水指标测量装置。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种降水指标测量装置，包括：主机体、两个uwb传感器、电池和电路板；主机体包括：壳体和两个支撑臂；电池和电路板固定至壳体；电池电连接至uwb传感器为uwb传感器供电；电路板上设有mcu芯片；电池电连接至电路板；支撑臂固定至壳体的顶部；两个uwb传感器分别固定至两个支撑臂；两个uwb传感器之间设有敞开的检测空间；壳体形成有供雨水贯穿壳体的贯穿孔；贯穿孔位于检测空间的下方；贯穿孔的直径大于两个uwb传感器之间的距离。

进一步地，壳体包括：底座和上盖；上盖固定至底座；支撑臂固定至上盖；电池和电路板安装至底座。

进一步地，降水指标测量装置还包括：调平装置；调平装置包括：纵向水平泡、横向水平泡和3个调节支脚；纵向水平泡沿纵向设置于上盖；横向水平泡沿横向设置于上盖；调节支脚设置于壳体的下方；调节支脚包括固定脚和活动脚；固定脚固定至底座；活动脚可动连接至固定脚以调节调节支脚的长度。

进一步地，活动脚包括金属支脚和连接套；金属支脚固定至连接套；连接套和固定脚构成螺纹连接。

进一步地，支撑臂包括：垂直于壳体的上表面的竖支撑部和平行于竖支撑部和横安装部；竖支撑部固定至壳体；uwb传感器固定至横安装部。

进一步地，检测空间在壳体的上表面所在的平面的投影位于贯穿孔内。

进一步地，降水指标测量装置还包括用于显示降水指标测量装置结果的显示屏；显示屏安装至壳体。

进一步地，壳体成圆柱环状；显示屏设置于圆柱环状的外周。

进一步地，降水指标测量装置还包括用于传输测量结果的无线通讯芯片。

进一步地，壳体的底部设有用于为电池充电的充电端口。

发明的有益之处在于：提供一种能够自动化测量且能够精准测量降水指标的降水指标测量装置。

附图说明

图1是本发明的降水指标测量装置的立体图；

图2是图1中降水指标测量装置的平面图；

图3是图2中降水指标测量装置沿a-a线的剖视图；

图4是图1中降水指标测量装置的爆炸图；

图5是图1中降水指标测量装置的另一视角的爆炸图。

降水指标测量装置100，检测空间101，贯穿孔102，主机体10，壳体11，底座111，上盖112，支撑臂12，竖支撑部121，横安装部122，第一壳体123，第二壳体124，uwb传感器20，电池30，充电端口31，电路板40，调平装置50，纵向水平泡51，横向水平泡52，调节支脚53，固定脚531，活动脚532，金属支脚533，连接套534，显示屏60，启动键70。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

如图1至图5所示，一种降水指标测量装置100，包括：主机体10、两个uwb传感器20、电池30和电路板40。

主机体10用于安装或承载降水指标测量装置100的各部件，使降水指标测量装置100构成一个整体。主机体10包括：壳体11和两个支撑臂12。

电池30和电路板40固定至壳体11。具体而言，壳体11形成有容纳腔，电池30和电路板40设置于容纳腔内，起到密封防水作用。作为一种具体的实施方式，壳体11包括：底座111和上盖112。上盖112固定至底座111；支撑臂12固定至上盖112；电池30和电路板40安装至底座111。底座111形成有电路板盒。电路板40设置于电路板盒内。电路板盒内封胶以防护电子元器件。降水指标测量装置100还包括显示屏60。显示屏60用于显示降水指标测量装置结果。显示屏60安装至壳体11。具体而言，显示屏60安装至上盖112。壳体11成圆柱环状。显示屏60设置于圆柱环状的外周。更具体而言，降水指标测量装置100还包括无线通讯芯片。无线通讯芯片可以将测量上传至服务器。作为一种可选的实施方式，无线通讯芯片也可以采用近场通讯的方式将数据传输至移动终端。降水指标测量装置100包括用于启动装置以进行测量的启动键70。具体而言，启动键70为薄膜开关。薄膜开关设置于壳体11。具体而言，薄膜开关安装至上盖112。

电池30电连接至uwb传感器20为uwb传感器20供电。电池30电连接至电路板40，电路板40上设有用于控制uwb传感器的mcu芯片。壳体11的底部设有用于为电池30充电的充电端口31。

支撑臂12固定至壳体11的顶部；两个uwb传感器20分别固定至两个支撑臂12；具体而言，支撑臂12包括：竖支撑部121和横安装部122。竖支撑部121固定至壳体11；uwb传感器20固定至横安装部122。竖支撑部121垂直于壳体11的上表面的竖支撑部121。横安装部122平行于竖支撑部121。支撑臂12包括第一壳体123和第二壳体124。支撑臂12由第一壳体123和第二壳体124拼接而成。第一壳体123和第二壳体124采用激光焊接的方式固定成一个整体。横安装部122的一端设置防水密封膜，以起到防水作用。

两个uwb传感器20之间设有敞开的检测空间101。雨水穿过检测空间101时，能够被uwb传感器20所检测。敞开是指在两个uwb传感器20连线的周向上敞开或者说在两个uwb传感器20的连线的周向上没有遮挡。避免了穿过检测空间101的雨水撞击遮挡物，再次反射进入检测空间101内，造成测量结果的准确度降低。

壳体11形成有供雨水贯穿壳体11的贯穿孔102；贯穿孔102位于检测空间101的下方；贯穿孔102的直径大于两个uwb传感器20之间的距离。作为一种具体的实施方式，检测空间101在壳体11的上表面所在的平面的投影位于贯穿孔102内。

穿过检测空间101的雨水能够直接经由贯穿孔102穿过壳体11。雨水不会由于撞击壳体11发生溅射再次进入到检测空间101内。

作为一种具体的实施方式，uwb传感器20到壳体11的上表面的距离大于两个uwb传感器20之间的距离且小于两倍的两个uwb传感器20之间的距离。避免了悬臂较长受风力影响大，容易发生晃动的问题。

降水指标测量装置100还包括：调平装置50。调平装置50能使调节壳体11的上表面水平，控制检测空间101的方位，使得两个uwb传感器20保持水平布置。避免由于倾斜造成检测结果的下降。调平装置50包括：纵向水平泡51、横向水平泡52和3个调节支脚53。3个调节支脚53采用三角支撑稳定性高。调节支脚53提升了主机体10的高度。避免积水浸入到壳体11内。

纵向水平泡51沿纵向设置于上盖112。横向水平泡52沿横向设置于上盖112。

上盖112形成有纵向水平泡安装槽和横向水平泡安装槽。纵向水平泡51部分位于纵向水平泡安装槽。横向水平泡52部分位于横向水平泡安装槽。

调节支脚53设置于壳体11的下方；调节支脚53包括固定脚531和活动脚532。固定脚531固定至底座111；活动脚532可动连接至固定脚531以调节调节支脚53的长度。

作为一种具体的实施方式，活动脚532包括金属支脚533和连接套534。金属支脚533固定至连接套534；连接套534和固定脚531构成螺纹连接。

作为uwb传感器的使用，一般用来检测距离。进一步，可以通过多个空间距离实现空间定位。uwb传感器101的基础工作原理是采用飞行时间测距法。飞行时间测距法主要利用信号在两个异步收发机之间飞行时间来测量节点间的距离。双向飞行时间法每个模块从启动开始即会生成一条独立的时间戳。模块a的发射机在其时间戳上的ta1发射请求性质的脉冲信号，模块b在tb2时刻发射一个响应性质的信号，被模块a在自己的时间戳ta2时刻接收。由此可以计算出脉冲信号在两个模块之间的飞行时间，从而确定飞行距离s。

距离：s＝c[(ta2-ta1)-(tb2-tb1)](c为光速)。

本申请利用电磁波在不同介质中传播速度不同的原理，将传统的uwb传感器作为一种新的使用方式，放置到待测物体的两侧，介质直接影响了uwb传感器的检测数据，或者说uwb传感器检测的数据由电磁波所经过的介质所影响。uwb传感器释放的电磁波穿过了空气和水，空气和水在uwb传感器的电磁波运动路径上的占比直接影响了uwb传感器的测量数据。电磁波在水中的传播速度小于空气中的传播速度。其中水在电磁波传播路径上的占比与uwb传感器检测的数据成线性关系。

电磁波穿过检测空间的速度远大于雨水穿过检测空间的速度，可以认为在电磁波往复穿梭检测空间的时间内，雨水相对于检测空间的位置静止。此时uwb传感器可以测出一时刻，水的体积与检测空间的体积的比值θ。即该检测空间内水的占比。可以用一定空间内水的占比作为一种衡量降水的指标。θ可以作为衡量降水的指标。该降水指标数值大时则代表空气中的雨水含量高，降水强度大。uwb传感器可以实时测得该指标。

降水强度是对于现有的衡量降水的指标。降水强度是指在单位时间内的降水量。检测空间内的水落地后能够积累的深度与时间的比值即为降水强度r。检测空间的体积为v1，底面积为s1，高度为h1，满足以下公式，v1＝s1*h1。v1*θ为检测空间内水的总体积。v1*θ/s1为能够积累的深度。该体积的水完全穿过检测空间所需时间t1。降水强度r满足以下公式r＝(v1*θ/s1)/t1。v0为雨水下落的速度，t1＝h1/v0。精简以上公式r＝θ*v0。

作为一种可选的实施方式，可以采用高速摄像机拍摄图像并比对图像，从而获得雨水的速度v0。进而获得降水强度指标r。

作为一种具体的实施方式，雨水的速度v0与雨水体积以及降水强度均存在对应关系。一定的降水强度对应一定体积的雨滴和雨滴的降落速度。也就是说水的体积与检测空间的体积的比值θ与雨滴的降落速度存在对应关系。可以根据θ获得雨滴的降落速度范围，范围均值作为v0。进而获得降水强度指标r。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。