一种降雨碰撞力测量装置的制作方法

本实用新型属于传感器技术领域，尤其涉及一种降雨碰撞力测量装置。

背景技术：

降雨会对植被或者建筑结构产生碰撞力，降雨碰撞力会对植被或土壤产生冲刷作用，造成水土流失；降雨碰撞力作用在建筑结构上会使结构产生内力，影响结构的耐久性，严重时甚至威胁结构的安全。所以，研究降雨碰撞力就显得十分必要。

当前测量降雨碰撞力主要采用传感器，尤其是压电陶瓷传感器。所谓的压电效应是指当对压电陶瓷片施加压力或拉力，它的两端会产生极性相反的电荷，通过回路而形成电流。测量降雨碰撞力时不免要与水进行接触，而传统的传感器无法在覆水的情况下进行长期工作；测量降雨碰撞力时，传感器工作面需要水平，而传统的传感器由于其本身构造的原因，会有一些难以避免的倾斜。

因此，本实用新型创新性地提供了一种降雨碰撞力测量装置，采用了挡雨板遮挡、防水硅胶覆盖等多种防水措施，能够在覆水环境下对降雨碰撞力进行测量；通过设置稳流板可以最大程度地减小竖向风对测量造成的误差；通过设置脚螺旋、滚珠支撑和一种特殊形状的压电陶瓷芯片，可以减小传感器工作面的倾斜，从而更加精确地测出竖直方向的降雨碰撞力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供了一种降雨碰撞力测量装置。

本实用新型的技术方案：

一种降雨碰撞力测量装置，包括基底1、绝缘片2、压电陶瓷片3、底座4、挡雨板a5、挡雨板b6、空心圆柱体7、环形支撑8、稳流板9、挡雨板c10、排水口11、支撑12、柔性材料13、底板14、脚螺旋15、基座16、滚珠支撑17、支座18、防水硅胶19、排水板20、导线21和滑槽22；

所述的基底1为圆形平板，直接承受降雨；所述的绝缘片2有2个，分别位于压电陶瓷片3的两极，与压电陶瓷片3紧密贴合；所述的压电陶瓷片3，相对于绝缘片2设有一个突出，用于安放电极；基底1、绝缘片2和压电陶瓷片3构成的整体安置在底座4上，四者构成装置的传感器；所述的传感器通过支座18固定安装于底板14上，传感器下部分及支座18位于挡雨板c10内部；所述的挡雨板c10下端固定在底板14上，其上端为自由端，位于基底1下方、挡雨板a5内侧形成的空间；所述的挡雨板a5由轻质高强材料制成，贴合于基底1侧面；所述的挡雨板b6位于稳流板9末端，向下弯折；挡雨板a5与挡雨板b6相对布置；

所述的空心圆柱体7套装于挡雨板c10外，通过四个圆柱形刚性支撑12实现空心圆柱体7和挡雨板c10的连接；所述的空心圆柱体7下端固定在底板14上，其上端安装有稳流板9；所述的稳流板9为环形薄板，与基底1持平，固定在空心圆柱体7上，以空心圆柱体7作为分界线，内侧的部分往内倾斜，外侧的部分往外倾斜；所述的稳流板9上开有滑槽22，稳流板9往内倾斜的部分开两排孔，往外倾斜的部分开一排孔；

所述的环形支撑8分别与空心圆柱体7和稳流板9刚接；所述的空心圆柱体7、环形支撑8、稳流板9、底板14构成整个装置的外壳；

所述的排水口11有4个，开在空心圆柱体7的下部，底板14上方；

所述的排水板20为一环形倾斜平板，两端分别与挡雨板c10和底板14连接；所述的柔性材料13覆盖于排水板20上；

所述的基座16位于装置的最下端，为圆形平板，与脚螺旋15的一端相连接，脚螺旋15的另一端固定在底板14上；所述的滚珠支撑17位于基座16和底板14之间，在基座16和底板14上开有配合的凹孔，使上部装置绕滚珠支撑17转动，从而达到调平的目的；所述的脚螺旋15、滚珠支撑17、基座16构成整个装置的调平装置；

所述的防水硅胶19覆盖压电陶瓷片3和绝缘片2侧面的缝隙；

所述的导线21连接传感器与外部信号采集装置。

所述的滚珠支撑17为球形钢珠。

所述的挡雨板a5、挡雨板b6、挡雨板c10之间留有缝隙，使传感器自由伸缩。

所述的滑槽22为圆弧形孔槽。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型的降雨碰撞力测量装置，在压电陶瓷片和绝缘片的侧面缝隙处采用防水硅胶填充，从而可以避免水汽进入传感器内部而影响其正常工作，使传感器能够在覆水环境下对降雨碰撞力进行测量。

(2)本实用新型的降雨碰撞力测量装置，接导线的电极位于压电陶瓷片的小突出上，可以消除导线的内伸对压电陶瓷片造成倾斜；同时，在装置的底部设置了三个脚螺旋，可以对传感器工作面进行调平，可以进一步减小传感器工作面的倾斜，从而更加精确地测出竖直方向的降雨碰撞力。

(3)本实用新型的降雨碰撞力测量装置，在基底处设置了环形稳流板，从而可以使风水平吹向传感器，消除或减少竖向风对降雨碰撞力测量造成的误差。

(4)本实用新型的降雨碰撞力测量装置，采用了挡雨板进行防水，且各块挡雨板之间有缝隙，不会对压电陶瓷片受力时的变形造成约束，从而使测量结果更加准确。

(5)在稳流板上开了许多滑槽，从而使板上雨水尽快排走，不会产生积水。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种降雨碰撞力测量装置的三维立体图；

图2为本实用新型实施例提供的一种降雨碰撞力测量装置的稳流板滑槽详图；

图3为本实用新型实施例提供的一种降雨碰撞力测量装置的A-A剖面图；

图4为本实用新型实施例提供的一种降雨碰撞力测量装置的B-B剖面图。

图中：1基底、2绝缘片、3压电陶瓷片、4底座、5挡雨板a、6挡雨板b、7空心圆柱体、8环形支撑、9稳流板、10挡雨板c、11排水口、12支撑、13柔性材料、14底板、15脚螺旋、16基座、17滚珠支撑、18支座、19防水硅胶、20排水板、21导线、22滑槽。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图3，本实用新型实施例提供的一种降雨碰撞力测量装置的一个实施例，包括：基底1、绝缘片2、压电陶瓷片3、底座4、挡雨板a5、挡雨板b6、空心圆柱体7、环形支撑8、稳流板9、挡雨板c10、排水口11、支撑12、柔性材料13、底板14、脚螺旋15、基座16、滚珠支撑17、支座18、防水硅胶19、排水板20、导线21、滑槽22；

在本实施例中基底1为圆形平板，直接承受降雨；

绝缘片2有2个，分别位于压电陶瓷片3的两极，由绝缘材料制成，与压电陶瓷片3紧密贴合；

压电陶瓷片3，相对于绝缘片2做一个小突出，突出上安放电极，以避免导线内伸造成压电陶瓷片3的倾斜；

底座4对其上各部分起安置作用；

挡雨板a5由轻质高强材料制成，贴合于基底1的侧面；

挡雨板b6位于稳流板9的末端，且向下弯折；

空心圆柱体7构成整个上部装置的侧壁；

环形支撑8分别与空心圆柱体7和稳流板9刚接，使空心圆柱体7和稳流板9更加稳定；

稳流板9为环形薄板，与基底持平，有小角度的倾斜，从空心圆柱体7侧壁开始，内侧的部分往内倾斜，外侧的部分往外倾斜，同时上面开有滑槽，便于排水；

挡雨板c10为空心圆柱体的侧面；

排水口11有4个，开在空心圆柱体7的下侧；

支撑12为圆柱形刚性支撑，共有有四个，两端分别连接空心圆柱体7和挡雨板c10，使结构的整体刚度增加，提高稳定性；

柔性材料13覆盖于排水板20上，它会使雨滴落到排水板20上时产生的力大大减小，从而提高测量精度；

底板14与空心圆柱体7刚接，将整个装置密封成一个整体；

脚螺旋15有3个，安装于底板14与基座16之间，使用前转动脚螺旋，对装置进行调平；

基座16位于装置的最下端，为圆形平板，与脚螺旋15相连接，起到固定装置的作用，可以避免使用时被风雨吹倒；

滚珠支撑17支撑为球形钢珠，在基座16和底板14上开有凹孔，使滚珠支撑17支撑只能转动而不能有水平移动，上部装置可以绕着滚珠支撑17支撑转动从而达到调平的目的，同时装置的重力中间最大，设置滚珠支撑17支撑可以分担脚螺旋15受到的力；

支座18对传感器进行支撑和固定；

防水硅胶19覆盖压电陶瓷片3和绝缘片2侧面的缝隙，沿着侧面抹平；

排水板20为一环形倾斜平板，两端分别与挡雨板c10和底板14连接，作用是将上部落下的雨水向外排走；

导线21连接传感器与外部信号采集装置；

滑槽22位于稳流板9之上，为圆弧形孔槽，稳流板9往内倾斜的部分开两排孔，往外倾斜的部分开一排孔，落到稳流板上的水向内通过两道滑槽22以及挡雨板之间的缝隙流走，向外一部分通过滑槽22流下去，一部分通过稳流板的倾斜直接流到地面。

挡雨板a5、挡雨板b6、挡雨板c10之间留有缝隙，可使传感器自由伸缩。

本实用新型的降雨碰撞力测量装置，在压电陶瓷片3和绝缘片3的侧面缝隙处采用防水硅胶19填充，从而可以避免水汽进入传感器内部而影响其正常工作，使传感器能够在覆水环境下对降雨碰撞力进行测量；本实用新型的降雨碰撞力测量装置，接导线21的电极位于压电陶瓷片3的小突出上，可以消除导线21的内伸对压电陶瓷片3造成倾斜；同时，在装置的底部设置了三个脚螺旋15，可以对传感器工作面进行调平，可以进一步减小传感器工作面的倾斜，从而更加精确地测出竖直方向的降雨碰撞力；本实用新型的降雨碰撞力测量装置，在基底处设置了环形稳流板9，从而可以使风水平吹向传感器，消除或减少竖向风对降雨碰撞力测量造成的误差；本实用新型的降雨碰撞力测量装置，采用了挡雨板进行防水，且各块挡雨板之间有缝隙，不会对压电陶瓷片受力时的变形造成约束，从而使测量结果更加准确；在稳流板9上开了许多滑槽22，从而使板上雨水尽快排走，不会产生积水。

设计本实用新型时需要注意：第一，防水硅胶6为质地柔软的类型，若质地太硬则会影响传感器的正常工作；第二，除基底1、绝缘片2、压电陶瓷片3、挡雨板a5、柔性材料13、防水硅胶19、导线21外，传感器的其他部分均采用不锈钢制作，从而避免装置在接触雨水时产生锈蚀。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。