柵狀高靈敏雨雪檢測器的製作方法
2023-07-29 09:50:26
專利名稱：柵狀高靈敏雨雪檢測器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種柵狀高靈敏雨雪檢測器。主要應用於氣象參數收集、環境保護監測、農業生產安排、交通運輸管理等諸多領域。特別在核電站的環境核輻射監測中，由於降雨的原因會引起氡值迅速增加，影響了γ輻射劑量率的檢測，因此降雨對γ輻射劑量率的檢測影響很大。因此必須準確獲知γ輻射劑量率的上升是否由於降雨所引起的變化，還是核電站的核輻射洩漏所引起的變化。
背景技術：
探知降雨目前除了雨量計外，沒有任何的檢測手段，而雨量計只能在持續的小雨或間歇中雨、大雨時使用，它的起點靈敏度為0.1mm/min的平均降雨量，它需將雨量累積至一定的值時才會輸出一個脈衝信號，它的工作原理是採用翻鬥結構當翻鬥中的雨滴加滿時，它輸出一個脈衝信號；對於微雨甚至毛毛細雨或間歇小雨，它根本無法即時感知，而γ輻射劑量率即使有微微細雨也會引起環境γ輻射劑量率的急遽上升。
發明內容
本發明的目的是提供一種柵狀高靈敏雨雪檢測器。
它具有覆金或鍍金柵狀膜感雨板，覆金或鍍金柵狀膜感雨板通過不鏽鋼連接螺釘與防腐組合金屬加熱板連接，防腐組合金屬加熱板的底部開有凹槽，凹槽內嵌有橡膠密封條，在防腐組合金屬加熱板的底部凹槽的外側設有安裝螺釘，並與不鏽鋼接線盒連接，防腐組合金屬加熱板的恆溫控制由安裝在底部的微型雙金屬開關型溫控器來進行控制，不鏽鋼接線盒內安裝有接線端子，不鏽鋼接線盒底板上焊接有不鏽鋼軸套，不鏽鋼軸套與不鏽鋼支撐杆相連且通過螺釘緊固，不鏽鋼支撐杆底部焊接有不鏽鋼底座，底座與地面安裝螺釘固定。
本發明的優點1)最小能感知Φ0.3mm的單顆雨滴，足以滿足環境監測要求；2)對霧、霜、露水有很強的抗幹擾能力；3)響應時間快速，能在0.1秒時間內對所檢測到的雨滴作出反應；4)能檢測微雨、毛毛細雨或雨滴，並對＞3分鐘的下雨間歇作出反應；5)能常年野外24小時連續運行。
圖1是本發明覆金柵狀膜感雨板結構示意圖；圖2是柵狀高靈敏雨雪檢測器電路原理圖；
圖3是感雨信號檢測電路激勵源波形示意圖；圖4是本發明加熱板結構結構示意圖；圖5是柵狀高靈敏雨雪檢測器結構示意圖。
具體實施例方式
柵狀高靈敏雨雪檢測器具有覆金或鍍金柵狀膜感雨板8，覆金或鍍金柵狀膜感雨板8通過不鏽鋼連接螺釘7與防腐組合金屬加熱板5連接，防腐組合金屬加熱板5的底部開有凹槽，凹槽內嵌有橡膠密封條4，在防腐組合金屬加熱板5的底部凹槽的外側設有安裝螺釘，並與不鏽鋼接線盒2連接，防腐組合金屬加熱板的恆溫控制由安裝在底部的微型雙金屬開關型溫控器9來進行控制，不鏽鋼接線盒2內安裝有接線端子3，不鏽鋼接線盒2底板上焊接有不鏽鋼軸套1，不鏽鋼軸套1與不鏽鋼支撐杆10相連且通過螺釘12緊固，不鏽鋼支撐杆10底部焊接有不鏽鋼底座11，底座與地面安裝螺釘固定，且接地良好，以防止雷擊。
覆金柵狀膜感雨板主要用於探測微小雨滴，其探測表面如圖1所示，感雨板8採用耐高溫的鋁基型的印製電路板，也可採用環氧玻璃纖維印製電路板，印製電路板上相鄰的直線線條間距為0.3～0.5mm，直線線條寬度為2mm～5mm。
覆金或鍍金柵狀膜感雨板8的傾斜角為25-65°，以達到既可承接雨雪，又便於雨水即時下瀉，提高間歇雨雪的檢測靈敏度。
電路板上除直線線條電路部分外均需塗覆保護層，直線條電路作為雨滴感測電極進行覆金或鍍金處理，當Φ0.3mm的單顆雨滴下滴至電路板上時其散開約為Φ0.6mm，因此該間距能精確感測微小雨滴。由圖可知線條之間的電極引出線可由左右兩邊分別引出，通過檢測兩電極之間的電導率即可探知有無雨滴。
高靈敏雨雪檢測器僅能對雨滴、雪花檢測發出信號，而對霧、霜、露水要具有很強的抗幹擾能力，要達到此要求，採用在感雨板緊貼加熱器的解決辦法，加熱器的溫度控制在45℃-65℃，太低達不到間歇雨滴測量的要求，太高將縮短感雨板的使用壽命。溫度控制採用微型雙金屬開關型溫控器，緊貼在鋁合金加熱板上安裝，與電加熱絲電路串聯連接，溫控器的控制點為55±5℃，因此鋁合金加熱板上的溫度將始終維持在55℃左右，使霧、霜、露水無法在感雨板上生成，並能在較短的時間內使排乾雨水。
防腐組合金屬加熱板5的結構充分考慮了戶外環境的惡劣條件，從防雨、防鹽霧侵蝕考慮，採用將電加熱絲放在Φ8-Φ12mm不鏽鋼管6內，管道空間內充入石英砂，一方面起到絕緣作用，另一方面防止電加熱絲接觸空氣氧化或腐蝕，管道埠封閉並將電加熱絲通過絕緣瓷珠引出。將含有電加熱絲的不鏽鋼管(6)彎成U型並澆鑄在一平板鋁合金5內，將電加熱絲通過絕緣瓷珠引出，構成了一個整體加熱板，該加熱板外部進行整體噴塑處理以隔絕外部環境的侵蝕。鋁合金外設有溝槽，溝槽內嵌入橡膠密封圈4以防止雨雪的侵入內部電路。感雨信號的檢測電路為R1一端與R2一端、電橋輸出Vo一端相接，R3一端與R4一端、電橋輸出Vo另一端、覆金或鍍金柵狀膜感雨板(8)一端相接，R1另一端與R4另一端、信號激勵源Vi一端、覆金或鍍金柵狀膜感雨板(8)一端相接，R2另一端與R3另一端、信號激勵源Vi另一端相接。
通過由R1、R2、R3、R4所組成的電導電橋來進行檢測；電橋的一端接信號激勵源Vi，其激勵源波形如圖3所示，通過正負交替的激勵源對電橋迴路供電；信號正負交替激勵源的作用是防止雨雪水在電路中的極化反應保持檢測靈敏度。激勵源的頻率在1KHz-30KHz。R1、R2、R3、R4的電導值均相等，因此，無雨雪下落時，電橋平衡，電橋輸出Vo為零；當雨滴下落至感雨板上時，電橋輸出Vo為類似激勵源波形的矩形波信號。通過信號放大與整流電路後，輸出為一直流電壓信號，對該電壓信號進行檢測即可辨別有無雨雪的降落。
權利要求
1.一種柵狀高靈敏雨雪檢測器，其特徵在於它具有覆金或鍍金柵狀膜感雨板(8)，覆金或鍍金柵狀膜感雨板(8)通過不鏽鋼連接螺釘(7)與防腐組合金屬加熱板(5)連接，防腐組合金屬加熱板(5)的底部開有凹槽，凹槽內嵌有橡膠密封條(4)，在防腐組合金屬加熱板(5)的底部凹槽的外側設有安裝螺釘，並與不鏽鋼接線盒(2)連接，防腐組合金屬加熱板的恆溫控制由安裝在底部的微型雙金屬開關型溫控器(9)來進行控制，不鏽鋼接線盒(2)內安裝有接線端子(3)，不鏽鋼接線盒(2)底板上焊接有不鏽鋼軸套(1)，不鏽鋼軸套(1)與不鏽鋼支撐杆(10)相連且通過螺釘(12)緊固，不鏽鋼支撐杆(10)底部焊接有不鏽鋼底座(11)，底座與地面安裝螺釘固定。
2.根據權利要求1所述的一種柵狀高靈敏雨雪檢測器，其特徵在於所說的覆金或鍍金柵狀膜感雨板(8)的傾斜角為25～65°。
3.根據權利要求1所述的一種柵狀高靈敏雨雪檢測器，其特徵在於所說的覆金或鍍金柵狀膜感雨板(8)採用耐高溫的鋁基型的印製電路板或者採用環氧玻璃纖維印製電路板，印製電路板上相鄰的直線線條間距為0.3～0.5mm，直線線條寬度為2～5mm。
4.根據權利要求1所述的一種柵狀高靈敏雨雪檢測器，其特徵在於所說的防腐組合金屬加熱板(5)採用將電加熱絲放在Φ8～Φ12mm不鏽鋼管(6)內，鋼管內填充石英砂，不鏽鋼管(6)彎成U型澆鑄在平板鋁合金內。
5.根據權利要求1所述的一種柵狀高靈敏雨雪檢測器，其特徵在於所說的感雨信號的檢測電路為R1一端與R2一端、電橋輸出Vo一端相接，R3一端與R4一端、電橋輸出Vo另一端、覆金或鍍金柵狀膜感雨板(8)一端相接，R1另一端與R4另一端、信號激勵源Vi一端、覆金或鍍金柵狀膜感雨板(8)一端相接，R2另一端與R3另一端、信號激勵源Vi另一端相接。
全文摘要
本發明公開了一種柵狀高靈敏雨雪檢測器。它具有覆金或鍍金柵狀膜感雨板，覆金或鍍金柵狀膜感雨板通過不鏽鋼連接螺釘與防腐組合金屬加熱板連接，防腐組合金屬加熱板的底部開有凹槽，凹槽內嵌有橡膠密封條，在防腐組合金屬加熱板的底部凹槽的外側設有安裝螺釘，並與不鏽鋼接線盒連接，防腐組合金屬加熱板的恆溫控制由安裝在底部的微型雙金屬開關型溫控器來進行控制，不鏽鋼接線盒內安裝有接線端子，不鏽鋼接線盒底板上焊接有不鏽鋼軸套，不鏽鋼軸套與不鏽鋼支撐杆、不鏽鋼底座相接。本發明的優點1)最小能感知Φ0.3mm的單顆雨滴，足以滿足環境監測要求；2)對霧、霜、露水有很強的抗幹擾能力；3)響應時間快速，能在0.1秒時間內對所檢測到的雨滴作出反應。
文檔編號G01W1/14GK1570672SQ20041001839
公開日2005年1月26日 申請日期2004年5月12日 優先權日2004年5月12日
發明者胡赤鷹, 張宏建 申請人:浙江大學