称重式雨雪量传感器的制作方法

1.本实用新型涉及一种气象领域监测仪器，特别是一种称重式雨雪量传感器。


背景技术：

2.目前，气象指标监测已经成为诸多行业所必备，实时了解自然气象情况，能够做出及时应对，以减小或避免自然气象对生产、生活带来的负面影响。
3.降水量是所要监测的众多要素之一，而降水方式普遍分为两种，一种是降雨，一种是降雪，但两者形态不同，需要监测仪器能够同时满足两种形态的监测要求。目前市面上所使用的监测仪器一般分为两种，一种是翻斗雨雪量计，其存在测量精度低，量程范围小，尤其是下雪时，积雪很容易就会填满雨量计的盛水筒的问题；另一种是称重雨雪量计，其监测手段是将雪融化后，通过得到的集水量进行监测，但目前市面上的只在盛水桶口处加热，不能及时完全融化雪，使桶内堆积冰雪，影响测试精度，且没有自动排水功能，盛水桶内水满后需要人工现场排水，比较麻烦。
4.因此急需一种能够准确测量降水量，并且自动化程度较高的监测装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对上述技术中存在的缺陷，提供一种称重式雨雪量传感器，能够将雪完全融化成水，同时满足雨雪两种形态的降水量监测，并且水满后可自动排水，自动化程度高，无需人工看管。
6.本实用新型的目的是这样实现的：设有外筒；
7.所述外筒设有第一开口；
8.设有集雨筒，所述集雨筒设有第二开口，集雨筒外表面缠绕设置伴热带；
9.所述集雨筒放置在外筒内部空间中，所述第二开口对应设置在第一开口下方，第二开口外廓尺寸大于第一开口的外廓尺寸；
10.设有称重单元；
11.所述称重单元与外筒底部固定连接；
12.所述集雨筒放置在称重单元上部，使称重单元能够对集雨筒进行称重；
13.设有排水装置；
14.所述排水装置包括水泵和水管；
15.所述水泵悬浮于集雨筒内部，悬浮高度低于第二开口；
16.所述水管将水排至外筒外部；
17.还设有控制单元，所述控制单元与称重单元和排水装置及伴热带电联。
18.近一步地，所述称重单元设有称重传感器、底盘、上盖和围板；
19.所述底盘固定设置，
20.所述称重传感器设置于底盘和上盖之间，集雨筒放置在上盖上表面，其中集雨筒重量可通过上盖传递至称重传感器；
21.所述围板与上盖固定连接，并将称重传感器和底盘包裹在其内部空间；
22.所述围板与底盘之间设有间隙，以使围板可沿底盘轴线方向上下移动。
23.近一步地，所述底盘通过调节支柱与外筒的底座连接，可通过调节支柱调整称重单元水平度；
24.所述底盘设有水平泡，调整调节支柱过程中可通过观察水平泡判断称重单元水平度。
25.近一步地，所述上盖上表面绕上盖轴线圆周设置至少三个定位柱；
26.定位柱所形成的内切圆直径大于集雨筒外径；
27.所述集雨筒放置于多个定位柱所形成的包围空间内，定位柱用于限位集雨筒位置。
28.近一步地，所述外筒包括筒壁和底座；
29.所述底座绕自身轴线圆周设置多个凸块；
30.所述凸块设有螺纹孔；
31.所述筒壁底部与所述凸块位置对应设置槽口；
32.所述筒壁和底座通过螺栓相连；
33.所述螺栓穿过槽口，并与凸块的螺纹孔连接，将筒壁与底座固定。
34.近一步地，在集雨筒内部设置温度传感器；
35.所述温度传感器固定设置在水泵外表面并与控制单元电联。
36.近一步地，还设有安装座；
37.所述安装座与外筒固定连接；
38.所述安装座包括套筒、立柱和法兰；
39.所述套筒与外筒的底座固定连接；
40.所述立柱与套筒套装，并通过顶丝固定；
41.所述立柱底端与法兰固定连接。
42.近一步地，所述外筒底部设有数据传输接口；
43.所述接口与控制单元相连，用于数据传输。
44.本实用新型的有益效果：集雨筒缠绕设置伴热带，将雪融化为水，同时满足雨、雪两种降水量的监测，其中伴热带温度可通过控制单元调节，加热方式自动调节，通过预设温控阈值灵活调整，有效控制加热温度，不至于温度过低冰雪无法融化，也不会因为温度过高而导致雨雪遇热造成意外蒸发损失；设置排水装置，增加自动排水功能，集雨桶水满后自动排出，自动记录，不影响测量数据，测量的量程大，不需要人员经常去现场维护。
45.附图说明：
46.图1是本实用新型称重式雨雪量传感器立体图结构示意图；
47.图2是本实用新型称重式雨雪量传感器内部结构示意图；
48.图3是本实用新型外筒底座部分结构示意图；
49.图4是本实用新型外筒与底座连接方式示意图；
50.图5是本实用新型控制单元的工作逻辑图。
具体实施方式
51.本专利申请提供一种称重式雨雪量传感器，集雨筒缠绕设置伴热带，将雪融化为水，同时满足雨、雪两种降水量的监测，其中伴热带温度可通过控制单元调节，加热方式自动调节，通过预设温控阈值灵活调整，有效控制加热温度，不至于温度过低冰雪无法融化，也不会因为温度过高而导致雨雪遇热造成意外蒸发损失；设置排水装置，增加自动排水功能，集雨桶水满后自动排出，自动记录，不影响测量数据，解决了现有设备量程小、需人工看管的问题，本装置测量的量程大，不需要人员经常去现场维护。
52.下面结合附图对本实施案例进行进一步说明
53.由图1—图4可知，本实用新型设有外筒1，所述外筒1设有第一开口101；设有集雨筒2，所述集雨筒2设有第二开口201，集雨筒2外表面缠绕设置伴热带3。所述集雨筒2放置在外筒1内部空间中，所述第二开口201对应设置在第一开口101下方，第二开口201外廓尺寸大于第一开口101的外廓尺寸。
54.其中，第一开口101用于雨雪能顺利落入集雨筒2中，而集雨筒2的第二开口201外廓尺寸大于第一开口101，是为了让落入第一开口101的所有雨雪都落入集雨筒2，防止部分雨雪落入外筒与集雨筒间隙，保证测量精度。
55.设有称重单元4，所述称重单元4与外筒1底部固定连接，所述集雨筒2放置在称重单元4上部，使称重单元4能够对集雨筒2进行称重。
56.设有排水装置，所述排水装置包括水泵501和水管502，其中所述水泵501悬浮于集雨筒2内部，悬浮高度低于所述第二开口201；当集雨筒2积满水后，水泵501工作，所述水管501连接至外筒1底部的排水孔503，将水排至外筒1外部。
57.还设有控制单元6，所述控制单元6与称重单元4和排水装置及伴热带3电联。其中控制单元对称重单元4获取的重量数据进行存储，当控制单元6捕捉到集雨筒2水集满后，自动控制排水装置运行，自动排水功能可减去固定人员看管程序，并增大了量程，不会因雨雪积满而无法监测。伴热带3加热方式为自动调节，通过预设温控阈值灵活调整，有效控制加热温度，不至于温度过低冰雪无法融化，也不会因为温度过高而导致雨雪遇热造成意外蒸发损失，同时满足对雨和雪两种形态的测量。
58.作为本技术的其中一种实施方式，所述称重单元4设有称重传感器401、底盘402、上盖403和围板404。所述底盘402固定设置，所述称重传感器401设置于底盘402和上盖403之间，集雨筒2放置在上盖403上表面，其中集雨筒2重量可通过上盖403传递至称重传感器401。所述围板404与上盖403固定连接，并将称重传感器401和底盘402包裹在其内部空间，围板404与底盘402之间设有间隙，以使围板404可沿底盘402轴线方向上下移动。
59.作为本技术的一种实施方式，所述底盘402通过调节支柱7与外筒1的底座102连接，可通过调节支柱7调整称重单元4水平度，为了近一步方便调整，所述底盘402设有水平泡8，调整调节支柱7过程中可通过观察水平泡8判断称重单元4水平度。其中附图中调节支柱采用螺柱加螺母组成，在底盘402和底座102上分别对应设置多组连接孔并穿入螺柱，其中，底盘402和底座102上下表面分别设置一个螺母，用于锁紧，通过调整螺母在螺柱上的位置调平称重单元4。
60.作为本技术的一种实施方式，所述上盖403上表面绕上盖轴线圆周设置至少三个定位柱405，定位柱405所形成的内切圆直径大于集雨筒2外径，以使所述集雨筒2能够放置
于多个定位柱405所形成的包围空间内，定位柱405用于限位集雨筒2位置。
61.作为本技术的一种实施方式，所述外筒1包括筒壁103和底座102，所述底座102绕自身轴线圆周设置多个凸块104，所述凸块设有螺纹孔；所述筒壁103底部与所述凸块104位置对应设置槽口105；
62.所述筒壁103和底座102通过螺栓106相连，所述螺栓106穿过槽口105，并与凸块104的螺纹孔连接，将筒壁103与底座102固定，实现快速连接。
63.作为本技术的一种实施方式，在集雨筒2内部设置温度传感器8，所述温度传感器8固定设置在水泵501外表面并与控制单元6电联。控制单元6通过温度传感器8传递的温度数据控制伴热带3工况。
64.作为本技术的一种实施方式，还设有安装座9，所述安装座9与外筒1固定连接。所述安装座9包括套筒901、立柱902和法兰903。其中所述套筒901与外筒1的底座102固定连接；所述立柱902与套筒901套装，并通过顶丝904固定。所述立柱902底端与法兰903固定连接，法兰903用于与安装基础连接。
65.作为本技术的一种实施方式，所述外筒1底部设有数据传输接口10，所述接口10与控制单元相连6，用于数据传输。
66.如图5所示，提供本技术控制单元6的工作逻辑图。具体工作过程为：称重式雨雪量计的中控线路板实时采集称重传感器的信号，之后中控线路板再将采集到的模拟信号转化为数字信号，通过通讯输出电路将换算后的雨雪量数据输出给上位机。与此同时中控线路板也要采集温度传感器的数据，然后根据事先预设好的温度控制阈值，给温控电路发送指令，温控电路再根据接收到的指令来控制伴热带的加热与否，进而实现对集雨桶内冰雪的加热融化。当中控线路板检测到盛水桶内水满，便给水泵发送指令，通过控制水泵通电状态来控制水泵的启停，进而将盛水桶内的水自动控制排出。
67.使用方法：
68.1、安装现场需要按照图纸要求制作一个水泥基础，之后将称重式雨雪量计用膨胀螺丝固定在水泥基础上；
69.2、安装之后要通过调节支柱将雨雪量计调好水平；
70.3、连接好供电及输出线缆；
71.4、通电（dv12v）工作；
72.5、根据现场使用需求设置好数据的采样频率、存储频率等参数，配置好通讯的各项参数；
73.6、以上步骤都调试好之后，就可以进行户外长时间监测了，在后台实时都可以直接查看瞬时的监测数据，也可以将雨雪量计的输出直接集成到其他的采集终端上。

技术特征：
1.称重式雨雪量传感器，其特征是，设有外筒；所述外筒设有第一开口；设有集雨筒，所述集雨筒设有第二开口，集雨筒外表面缠绕设置伴热带；所述集雨筒放置在外筒内部空间中，所述第二开口对应设置在第一开口下方，第二开口外廓尺寸大于第一开口的外廓尺寸；设有称重单元；所述称重单元与外筒底部固定连接；所述集雨筒放置在称重单元上部，使称重单元能够对集雨筒进行称重；设有排水装置；所述排水装置包括水泵和水管；所述水泵悬浮于集雨筒内部，悬浮高度低于第二开口；所述水管将水排至外筒外部；还设有控制单元，所述控制单元与称重单元和排水装置及伴热带电联。2.根据权利要求1所述的称重式雨雪量传感器，其特征是，所述称重单元设有称重传感器、底盘、上盖和围板；所述底盘固定设置，所述称重传感器设置于底盘和上盖之间，集雨筒放置在上盖上表面，其中集雨筒重量可通过上盖传递至称重传感器；所述围板与上盖固定连接，并将称重传感器和底盘包裹在其内部空间；所述围板与底盘之间设有间隙，以使围板可沿底盘轴线方向上下移动。3.根据权利要求2所述的称重式雨雪量传感器，其特征是，所述底盘通过调节支柱与外筒的底座连接，可通过调节支柱调整称重单元水平度；所述底盘设有水平泡，调整调节支柱过程中可通过观察水平泡判断称重单元水平度。4.根据权利要求2所述的称重式雨雪量传感器，其特征是，所述上盖上表面绕上盖轴线圆周设置至少三个定位柱；定位柱所形成的内切圆直径大于集雨筒外径；所述集雨筒放置于多个定位柱所形成的包围空间内，定位柱用于限位集雨筒位置。5.根据权利要求1所述的称重式雨雪量传感器，其特征是，所述外筒包括筒壁和底座；所述底座绕自身轴线圆周设置多个凸块；所述凸块设有螺纹孔；所述筒壁底部与所述凸块位置对应设置槽口；所述筒壁和底座通过螺栓相连；所述螺栓穿过槽口，并与凸块的螺纹孔连接，将筒壁与底座固定。6.根据权利要求1所述的称重式雨雪量传感器，其特征是，在集雨筒内部设置温度传感器；所述温度传感器固定设置在水泵外表面并与控制单元电联。7.根据权利要求1或5所述的称重式雨雪量传感器，其特征是，还设有安装座；所述安装座与外筒固定连接；所述安装座包括套筒、立柱和法兰；
所述套筒与外筒的底座固定连接；所述立柱与套筒套装，并通过顶丝固定；所述立柱底端与法兰固定连接。8.根据权利要求1所述的称重式雨雪量传感器，其特征是，所述外筒底部设有数据传输接口；所述接口与控制单元相连，用于数据传输。

技术总结
本实用新型提供一种称重式雨雪量传感器，设有外筒，所述外筒设有第一开口，设有集雨筒，所述集雨筒设有第二开口，集雨筒外表面缠绕设置伴热带；所述集雨筒放置在外筒内部空间中，所述第二开口对应设置在第一开口下方，第二开口外廓尺寸大于第一开口的外廓尺寸；设有称重单元，所述称重单元与外筒底部固定连接，所述集雨筒放置在称重单元上部，使称重单元能够对集雨筒进行称重；设有排水装置；所述排水装置包括水泵和水管；所述水泵悬浮于集雨筒内部，悬浮高度低于第二开口；所述水管将水排至外筒外部，还设有控制单元，所述控制单元与称重单元和排水装置及伴热带电联。能同时监测雨雪量，水满后可自动排水。水满后可自动排水。水满后可自动排水。


技术研发人员：闻涛 谢萌 何丽 闻宝民 闫春英 田成华 黄文 欧哲
受保护的技术使用者：锦州阳光气象科技有限公司
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/8/9