一種無源無觸點雨量信息採集裝置的製作方法
2023-10-31 02:52:22 1
專利名稱：一種無源無觸點雨量信息採集裝置的製作方法
技術領域：
一種無源無觸點雨量信息採集裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種雨量信息採集裝置，尤其是一種無源無觸點雨量信息採集裝置。
背景技術：
[0002]雨量測量設備是一種廣泛應用於氣象臺(站)等部門進行降雨量測量的設備。通常 雨量測量設備包括雨水收集裝置、雨量信息採集裝置、雨量信息處理裝置等部分。這三者可 以是做成一體化的，也可以是分立式的。測量時，雨水經雨水收集裝置收集並過濾後注入雨 量信息採集裝置，雨量信息採集裝置將採集到的雨量轉換成電信號，電信號傳送至雨量信 息處理裝置進行處理，最後轉換成雨量。[0003]目前常見的雨量信息採集裝置是採用幹簧管作為雨量感應元件的，其構成主要包 括翻鬥式盛水容器、磁鋼、幹簧管等。當盛水容器承載的雨量達到設定值時，盛水容器發生 翻轉，帶動磁鋼從幹簧管旁邊掃過，使幹簧管通斷。翻鬥每翻轉一次，幹簧管便通斷一次，並 輸出一個電脈衝信號。幹簧管是一種有機械觸點的電子開關兀件，工作時需要外接電源。這 對於長期工作在雨水中的測量設備來說可能帶來諸多問題，如機械觸點容易老化、可靠性 差；在雷電氣候下，現場使用電源存在安全隱患；如果信號需要遠傳，則存在信號衰減和幹 擾問題，等等。發明內容[0004]發明目的本實用新型的目的在於克服現有技術的缺點，提供一種不需使用電源、 無機械觸點的雨量信息採集裝置。[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型採用了如下的技術方案[0006]一種無源無觸點雨量信息採集裝置，它包括盛水翻鬥組件、傳感器組件、底座和連 接杆；盛水翻鬥組件包括翻鬥支柱，翻鬥支柱內安裝有磁鋼，翻鬥支柱的上端設有帶有出水 缺口的左側盛水容器、右側盛水容器，左側盛水容器、右側盛水容器容積相等，且對稱分布 在翻鬥支柱上端的左右兩側；翻鬥支柱上還設有翻鬥通孔；雨量傳感組件包括U型的支架， 零功耗磁敏傳感器安裝在支架的一側豎直臂內，支架的兩豎直側臂上端設有支架通孔；連 接杆貫通翻鬥通孔、支架通孔，將盛水翻鬥組件與雨量傳感組件鉸合連接，形成一個等臂槓 杆結構，整體固定在底座上。[0007]其中，在底座的兩側分別設有一個用於調節左盛水容器、右盛水容器翻轉角度的 擋板。[0008]其中，所述的磁鋼為棒狀永久磁鋼；磁鋼的軸線垂直於翻鬥支柱，零功耗磁敏傳感 器豎直安裝在支架一側豎直臂內。[0009]其中，所述的帶有缺口的左側盛水容器、右側盛水容器均為三角形容器。[0010]其中，所述零功耗磁敏傳感器的安裝方向垂直於底座。[0011]本實用新型的工作原理盛水翻鬥組件結構如同一個等臂槓桿，兩個盛水容器可以以連接杆為支點上下翻轉。初始狀態時，盛水翻鬥組件傾向一側，其中一個盛水容器處於 工作狀態，開始承接雨水，另一個盛水容器處於等待狀態；當處於工作狀態的盛水容器承載 雨量達到設定值時，盛水翻鬥發生翻轉，原處於工作狀態的盛水容器轉換成處於等待狀態， 而原處於等待狀態的盛水容器則轉換成處於工作狀態，繼續承接雨水。如此反覆，盛水翻鬥 組件上下來回翻轉，帶動磁鋼左右往返搖擺。此時磁鋼如同一個交變磁場發生器，磁鋼的磁 力線從上到下或從下到上交替作用於零功耗磁敏傳感器的敏感絲，激勵零功耗磁敏傳感器 產生一系列電脈衝信號。將零功耗磁敏傳感器信號送往雨量信息處理裝置進行處理，即可 獲得待測的雨量。[0012]本實用新型的有益效果(1)工作時不需要使用電源，節省能源，且不怕雷電幹 擾，安全性高；(2)採用無機械觸點式結構，使用壽命長，可靠性高；(3)零功耗磁敏傳感器 輸出信號幅值與磁鋼左右搖擺頻率無關，因此既能檢測小雨雨量，也內檢測大暴雨雨量；(4)零功耗磁敏傳感器輸出信號幅值高達2V以上，無須放大即可直接傳送至1000米以外或 更遠的地方進行處理，因此特別適用於野外無人值守場合的遠程檢測。
[0013]圖1為本實用新型的盛水翻鬥組件的示意圖。[0014]圖2為本實用新型的雨量傳感組件主視圖。[0015]圖3為圖2的左視圖。[0016]圖4為本實用新型的結構示意圖。[0017]圖5為本實用新型的工作狀態示意圖一。[0018]圖6為本實用新型的工作狀態示意圖二。
具體實施方式
[0019]
以下結合附圖對本實用新型做進一步的說明。[0020]本實用新型的一種無源無觸點雨量信息採集裝置包括盛水翻鬥組件、傳感器組 件、底座和連接杆5。[0021]如圖1所示，盛水翻鬥組件呈T型結構。盛水翻鬥組件包括豎直的翻鬥支柱1，翻 鬥支柱I的下端內部安裝有磁鋼2，翻鬥支柱I的上端設有兩個帶有出水缺口的三角形的盛 水容器左側盛水容器3、右側盛水容器4 ;左側盛水容器3、右側盛水容器4的容積相等，且 對稱分布在翻鬥支柱I上端的左右兩側；翻鬥支柱I上還設有翻鬥通孔A。[0022]其中，磁鋼2為棒狀永久磁鋼，且磁鋼2的軸線垂直於翻鬥支柱I。[0023]所述的帶有缺口的左側盛水容器3、右側盛水容器4均為三角形容器。[0024]如圖2、3所示，雨量傳感組件包括U型的支架6，零功耗磁敏傳感器7豎直安裝在 支架6的一側豎直臂內，支架6的兩豎直側臂上端設有兩個支架通孔B。[0025]如圖4所示，連接杆5貫通翻鬥通孔A和支架通孔B，將盛水翻鬥組件與雨量傳感 組件鉸合連接，形成一個等臂槓桿結構，整體固定在底座8上。左側盛水容器3、右側盛水容 器4可以以連接杆5為支點而上下翻轉；在左側盛水容器3、右側盛水容器4下方對應位置 的底座8的兩側分別設有一個擋板9，用於調節左盛水容器3、右盛水容器4的翻轉角度。[0026]本實用新型中，所述的零功耗磁敏傳感器7為WG112型零功耗磁敏傳感器，這是由本公司(南京艾馳電子技術有限公司)自主研製的一種不需要使用電源的無觸點傳感器，具有磁電轉換功能。零功耗磁敏傳感器7主要由一支磁雙穩態敏感絲和一個纏繞在敏感絲外圍的感應線圈組成。敏感絲具有兩個穩定狀態的磁化方向當外界施加一個交變磁場，且平行於敏感絲方向的磁感應強度分量B ^ 4mT (毫特斯拉)時，敏感絲磁化指向方向為a ;當 B ( -4mT時,敏感絲磁化指向與a相反的方向b。敏感絲磁化方向瞬間發生翻轉,令感應線圈感生出一幅值大於2伏的電壓脈衝。敏感絲磁化方向發生翻轉與否，僅僅與平行於敏感絲方向的磁感應強度分量閾值有關，而與交變磁場變化頻率無關。[0027]本實用新型中，零功耗磁敏傳感器7豎直安裝在基座I中，也即零功耗磁敏傳感器 7的敏感絲是豎直安裝。磁鋼2在擺動的時候，施加在零功耗磁敏傳感器7的敏感絲的磁場強度和方向在不斷變化。當平行於零功耗磁敏傳感器7的磁感應強度分量大於等於零功耗磁敏傳感器7的激勵磁感應強度閾值時，就會產生電壓脈衝。[0028]如圖5、6所示,為本實用新型進行雨量信息採集的工作狀態示意圖。[0029]初始狀態時，盛水翻鬥組件向左側翻，右側盛水容器4處於工作狀態，雨水注入右側盛水容器4中，左側盛水容器3處於等待狀態；假設磁鋼2的左側為N極，右側為S極；此時磁鋼2的磁力線從上向下通過零功耗磁敏傳感器7中的敏感絲，如圖5所示。[0030]當右側盛水容器4的承載雨量達到設定值時，在雨水重力的作用下，盛水翻鬥組件向右發生翻轉，右側盛水容器4中的雨水從三角形的出水缺口流出，右側盛水容器4轉換成處於等待狀態，而左側盛水容器3則轉換成處於工作狀態，繼續承接雨水。此時磁鋼2的磁力線從下向上通過零功耗磁敏傳感器7中的敏感絲，如圖6所示。[0031]如此反覆，左側盛水容器3和右側盛水容器4上下來回翻轉，帶動磁鋼2左右往返搖擺，磁鋼2成為一個交變磁場發生器,磁力線方向交替變化作用於零功耗磁敏傳感器7。 磁鋼2每左右搖擺一次，激勵零功耗磁敏傳感器7產生一對正負電脈衝信號。盛水翻鬥組件承接的雨量與磁鋼2左右搖擺的次數成正比，亦即與零功耗磁敏傳感器7輸出的電脈衝數成正比。進而實現雨量信息採集並將雨量變換成電信號的功能。[0032]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以 做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種無源無觸點雨量信息採集裝置，其特徵在於它包括盛水翻鬥組件、傳感器組件、底座和連接杆(5)； 盛水翻鬥組件包括翻鬥支柱(I )，翻鬥支柱(I)內安裝有磁鋼(2)，翻鬥支柱(I)的上端設有帶有出水缺口的左側盛水容器(3)、右側盛水容器(4)，左側盛水容器(3)、右側盛水容器(4)容積相等，且對稱分布在翻鬥支柱(I)上端的左右兩側；翻鬥支柱(I)上還設有翻鬥通孔(A)； 雨量傳感組件包括U型的支架(6 )，零功耗磁敏傳感器(7 )安裝在支架(6 )的一側豎直臂內，支架(6)的兩豎直側臂上端設有支架通孔(B)； 連接杆(5)貫通翻鬥通孔(A)、支架通孔(B)，將盛水翻鬥組件與雨量傳感組件鉸合連接，形成一個等臂槓桿結構，整體固定在底座(8 )上。
2.根據權利要求1所述的一種無源無觸點雨量信息採集裝置，其特徵在於在底座(8)的兩側分別設有一個用於調節左盛水容器(3)、右盛水容器(4)翻轉角度的擋板(9)。
3.根據權利要求1或2所述的一種無源無觸點雨量信息採集裝置，其特徵在於所述的磁鋼(2)為棒狀永久磁鋼；
4.根據權利要求3所述的一種無源無觸點雨量信息採集裝置，其特徵在於磁鋼(2)的軸線垂直於翻鬥支柱(I )，零功耗磁敏傳感器(7)豎直安裝在支架(6) 一側豎直臂內。
5.根據權利要求1所述的一種無源無觸點雨量信息採集裝置，其特徵在於所述的帶有缺口的左側盛水容器(3)、右側盛水容器(4)均為三角形容器。
6.根據權利要求1所述的一種無源無觸點雨量信息採集裝置，其特徵在於所述零功耗磁敏傳感器(7)的安裝方向垂直於底座(8)。
專利摘要本實用新型公開了一種無源無觸點雨量信息採集裝置，包括盛水翻鬥組件、傳感器組件、底座和連接杆；盛水翻鬥組件包括翻鬥支柱，翻鬥支柱內安裝有磁鋼，翻鬥支柱的上端設有帶有出水缺口的左側盛水容器、右側盛水容器，左側盛水容器、右側盛水容器容積相等，且對稱分布在翻鬥支柱上端的左右兩側；翻鬥支柱上還設有翻鬥通孔；雨量傳感組件包括U型的支架，零功耗磁敏傳感器安裝在支架的一側豎直臂內，支架的兩豎直側臂上端設有支架通孔；連接杆貫通翻鬥通孔、支架通孔，將盛水翻鬥組件與雨量傳感組件鉸合連接，形成一個等臂槓桿結構，固定在底座上。工作時不需要使用電源，且不怕雷電幹擾，安全性高；採用無機械觸點式結構，使用壽命長，可靠性高。
文檔編號G01W1/14GK202870322SQ20122054831
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月24日 優先權日2012年10月24日
發明者凌超, 崔義煒, 李雲方, 劉玉林, 孟祥龍, 潘旭東 申請人:南京艾馳電子科技有限公司