一种光学雨量计及其测量方法技术

本发明专利技术提出的一种光学雨量计及其测量方法，包括壳体，壳体内设有用于输出光源的发射端和用于采集雨量光信号的接收端，发射端和接收端通过雨量测量电路连接；壳体包括透明罩和底座，透明罩扣装在底座上，透明罩包括顶面和侧面，侧面包括棱台状侧面一和棱柱状侧面二，顶面和棱台状侧面一的窄边连接，棱台状侧面一的宽边和棱柱状侧面二连接，棱台状侧面一倾斜角度为与水平方向呈45度；透明罩内设有电路板，电路板中央处设有圆柱形凸起，发射端设在圆柱形凸起上，接收端安装在电路板的上表面；棱台状侧面一、接收端、发射端的数量相同，位置关系一一对应；发射端水平发射的光线经棱台状侧面一反射后射入对应的接收端。

【技术实现步骤摘要】
一种光学雨量计及其测量方法
本专利技术涉及雨量监测
，更具体的说是涉及一种光学雨量计及其测量方法。
技术介绍
目前现有的雨量计多为机械式，如翻斗式雨量计、虹吸式雨量计等，这类雨量计受外界影响大，容易发生损坏、生锈，测量误差也较大。而光学雨量计是利用光学原理进行雨量监测，弥补了机械式雨量计的不足，被开始广泛使用。中国专利CN201721142928.9公开了一种光学雨量计，其中透明罩为圆弧结构，且使用了两个发射端和两个接收端，一一对应后在电路板上呈十字形排布。这样会出现光的反射角度不固定，接收端接收到的光信号之间会互相影响。且因光学雨量计在室外使用，会有外界光的影响，进而会对雨量的数据监测带来影响，导致数据监测不准确。另外，现有的光学雨量计，因其内置的测量电路相对简单，功能相对单一，无法根据需求和雨情进行测量模式的调整，且因其运行环境相对恶劣，存在数据传输不稳定的情况。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术的目的在于提供一种光学雨量计及其测量方法，能够通过棱台形状的透明罩，使测试光的路径为45度反射，保证在接收端接收信号时，外界光不会对检测数据造成影响，接收端之间也不会互相影响，通过相对两接收端的电压差值来消除外界光对检测数据的影响；通过采用遮光罩来保证接收端之间互不影响。本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种光学雨量计，包括壳体，壳体内设有用于输出光源的发射端和用于采集雨量光信号的接收端，所述发射端和接收端通过雨量测量电路连接；所述壳体包括透明罩和底座，透明罩扣装在底座上，所述透明罩包括顶面和侧面，所述侧面包括棱台状侧面一和棱柱状侧面二，所述顶面和所述棱台状侧面一的窄边连接，所述棱台状侧面一的宽边和所述棱柱状侧面二连接，所述棱台状侧面一倾斜角度为与水平方向呈45度；透明罩内设有电路板，电路板中央处设有圆柱形凸起，发射端设在圆柱形凸起上，所述接收端安装在电路板的上表面；所述棱台状侧面一、接收端、发射端的数量相同，位置关系一一对应；发射端水平发射的光线经棱台状侧面一反射后射入对应的接收端；所述雨量测量电路包括控制模块，电源模块，信号发射模块，信号接收模块，485输出模块和模式选择模块，控制模块分别与电源模块，信号发射模块，信号接收模块，485输出模块和模式选择模块连接，电源模块与信号发射模块连接；电源模块用于为控制模块和信号发射模块供电，控制模块通过信号发射模块控制光学雨量计的发射端输出光源，并通过信号接收模块分多个通道采集雨量的光信号发送至控制模块，控制模块通过485输出模块将雨量测量数据发送至远程终端；模式选择模块利用拨码开关进行选择，为光学雨量计提供多种工作模式。进一步，所述发射端有六个，发射端呈圆周分布，发射端均匀向圆周外侧照射，所述接收端有六个，沿所述电路板的圆周均布。进一步，所述接收端通过信号接收模块分为三个通道采集雨量的光信号；所述任一通道包括两个接收端，所述两个接收端在电路板圆周的任一直径上的；所述发射端采用发光二极管，接收端采集光电二极管。进一步，所述控制模块包括：单片机U1的一脚分别与单片机U1的二十四脚、单片机U1的三十六脚、单片机U1的四十八脚、单片机U1的九脚、电容C1的一端、电容C2的一端、电源模块连接，单片机U1的二十三脚、三十五脚、四十七脚、八脚、四十四脚分别接地，单片机U1的二十九脚依次串联电阻R8的发光二极管D5后接地，单片机U1的三十脚与连接器P5的二脚连接，单片机U1的三十一脚与连接器P5的一脚连接，单片机U1的三十四脚与连接器P2的二脚连接，单片机U1的三十七脚与连接器P2的三脚连接，单片机U1的二脚分别与晶振Y1的二脚电容C5的一端连接，单片机U1的三脚分别与晶振Y1的一脚、电容C6的一端连接，单片机U1的七脚分别与连接器P2的五脚、电阻R9的一端、电容C7的一端连接；电容C5的另一端、电容C6的另一端分别接地；连接器P2的一脚与单片机U1的一脚连接，连接器P2的四脚接地；电阻R9的另一端与单片机U1的一脚连接，电容C7的另一端接地；连接器P5的三脚接地；单片机U1的四十五脚、四十六脚分别与信号发射模块连接，单片机U1的十二脚、十三脚、十九脚分别与信号接收模块连接，单片机U1的二十脚、二十一脚、二十二脚分别与485输出模块连接，单片机U1的二十六脚、二十七脚、二十八脚分别与模式选择模块连接。进一步，所述信号发射模块包括：电源模块分别与发光二极管D14的阳极、发光二极管D15的阳极连接，场效应管Q1的漏极分别与发光二极管D17的阴极、发光二极管D18的阴极连接，发光二极管D14的阴极串联发光二极管D3后与发光二极管D18的阳极连接，发光二极管D15的阴极串联发光二极管D16后与发光二极管D17的阳极连接；放大器U3B的四脚接地，放大器U3B的五脚分别与电阻R11的一端、电容C11的一端连接，电阻R11的另一端与单片机U1的四十六脚连接，电容C11的另一端接地；放大器U3B的六脚与电阻R19的一端连接，放大器U3B的七脚与场效应管Q1的栅极连接，放大器U3B的八脚与单片机U1的一脚连接；场效应管Q1的源极分别与电阻R19的另一端、电阻R10的一端连接；场效应管Q2的漏极与电阻R10的另一端连接，场效应管Q2的栅极串联电阻R7后与单片机U1的四十五脚连接，场效应管Q2的源极接地；电容C20的一端与单片机U1的一脚连接，电容C20的另一端接地。进一步，所述信号接收模块包括：放大器U3A的一脚分别与单片机U1的十九脚、电容C4的一端、电阻R2的一端连接，放大器U3A的二脚分别与电容C4的另一端、电阻R4的一端、电阻R6的一端连接，放大器U3A的三脚分别与电阻R22的一端、电阻R23的一端连接，放大器U3A的四脚接地，放大器U3A的八脚与单片机U1的一脚连接；电阻R22的另一端与单片机U1的一脚连接，电阻R23的另一端接地；电阻R2的另一端分别与电阻R4的另一端、电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端串联电容C3后接地；电阻R6的另一端分别与光电二极管D4的阴极、光电二极管D2的阳极连接，光电二极管D2的阴极接地，光电二极管D4的阳极串联电阻R3后与单片机U1的一脚连接；放大器U5A的一脚分别与单片机U1的十二脚、电容C17的一端、电阻R29的一端连接，放大器U5A的二脚分别与电容C17的另一端、电阻R30的一端、电阻R31的一端连接，放大器U5A的三脚分别与电阻R33的一端、电阻R34的一端连接，放大器U5A的四脚接地，放大器U5A的八脚与单片机U1的一脚连接；电阻R33的另一端与单片机U1的一脚连接，电阻R34的另一端接地；电阻R29的另一端与电阻R30的另一端、电阻R28的一端连接，电阻R28的另一端串联电容C16后接地；电阻R31的另一端分别与光电二极管D10的阴极、光电二极管D11的阳极连接，光电二极管D11的阴极接地，光电二极管D10的阳极串联电阻R27后与单片机U1的一脚连接；放大器U5B的四脚接地，放大器U5B的五脚分别与电阻R40的一端、电阻R41的一端连接，放大器U5B的六脚分别与电容C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学雨量计，其特征在于：包括壳体，壳体内设有用于输出光源的发射端和用于采集雨量光信号的接收端，所述发射端和接收端通过雨量测量电路连接；/n所述壳体包括透明罩和底座，透明罩扣装在底座上，所述透明罩包括顶面和侧面，所述侧面包括棱台状侧面一和棱柱状侧面二，所述顶面和所述棱台状侧面一的窄边连接，所述棱台状侧面一的宽边和所述棱柱状侧面二连接，所述棱台状侧面一倾斜角度为与水平方向呈45度；透明罩内设有电路板，电路板中央处设有圆柱形凸起，发射端设在圆柱形凸起上，所述接收端安装在电路板的上表面；所述棱台状侧面一、接收端、发射端的数量相同，位置关系一一对应；发射端水平发射的光线经棱台状侧面一反射后射入对应的接收端；/n所述雨量测量电路包括控制模块，电源模块，信号发射模块，信号接收模块，485输出模块和模式选择模块，控制模块分别与电源模块，信号发射模块，信号接收模块，485输出模块和模式选择模块连接，电源模块与信号发射模块连接；电源模块用于为控制模块和信号发射模块供电，控制模块通过信号发射模块控制光学雨量计的发射端输出光源，并通过信号接收模块分多个通道采集雨量的光信号发送至控制模块，控制模块通过485输出模块将雨量测量数据发送至远程终端；模式选择模块利用拨码开关进行选择，为光学雨量计提供多种工作模式。/n...

【技术特征摘要】
1.一种光学雨量计，其特征在于：包括壳体，壳体内设有用于输出光源的发射端和用于采集雨量光信号的接收端，所述发射端和接收端通过雨量测量电路连接；
所述壳体包括透明罩和底座，透明罩扣装在底座上，所述透明罩包括顶面和侧面，所述侧面包括棱台状侧面一和棱柱状侧面二，所述顶面和所述棱台状侧面一的窄边连接，所述棱台状侧面一的宽边和所述棱柱状侧面二连接，所述棱台状侧面一倾斜角度为与水平方向呈45度；透明罩内设有电路板，电路板中央处设有圆柱形凸起，发射端设在圆柱形凸起上，所述接收端安装在电路板的上表面；所述棱台状侧面一、接收端、发射端的数量相同，位置关系一一对应；发射端水平发射的光线经棱台状侧面一反射后射入对应的接收端；
所述雨量测量电路包括控制模块，电源模块，信号发射模块，信号接收模块，485输出模块和模式选择模块，控制模块分别与电源模块，信号发射模块，信号接收模块，485输出模块和模式选择模块连接，电源模块与信号发射模块连接；电源模块用于为控制模块和信号发射模块供电，控制模块通过信号发射模块控制光学雨量计的发射端输出光源，并通过信号接收模块分多个通道采集雨量的光信号发送至控制模块，控制模块通过485输出模块将雨量测量数据发送至远程终端；模式选择模块利用拨码开关进行选择，为光学雨量计提供多种工作模式。


2.根据权利要求1所述的光学雨量计，其特征在于：所述发射端有六个，发射端呈圆周分布，发射端均匀向圆周外侧照射，所述接收端有六个，沿所述电路板的圆周均布。


3.根据权利要求2所述的光学雨量计，其特征在于：所述接收端通过信号接收模块分为三个通道采集雨量的光信号；所述任一通道包括两个接收端，所述两个接收端在电路板圆周的任一直径上的；所述发射端采用发光二极管，接收端采集光电二极管。


4.根据权利要求3所述的光学雨量计，其特征在于：所述控制模块包括：
单片机U1的一脚分别与单片机U1的二十四脚、单片机U1的三十六脚、单片机U1的四十八脚、单片机U1的九脚、电容C1的一端、电容C2的一端、电源模块连接，单片机U1的二十三脚、三十五脚、四十七脚、八脚、四十四脚分别接地，单片机U1的二十九脚依次串联电阻R8的发光二极管D5后接地，单片机U1的三十脚与连接器P5的二脚连接，单片机U1的三十一脚与连接器P5的一脚连接，单片机U1的三十四脚与连接器P2的二脚连接，单片机U1的三十七脚与连接器P2的三脚连接，单片机U1的二脚分别与晶振Y1的二脚电容C5的一端连接，单片机U1的三脚分别与晶振Y1的一脚、电容C6的一端连接，单片机U1的七脚分别与连接器P2的五脚、电阻R9的一端、电容C7的一端连接；电容C5的另一端、电容C6的另一端分别接地；连接器P2的一脚与单片机U1的一脚连接，连接器P2的四脚接地；电阻R9的另一端与单片机U1的一脚连接，电容C7的另一端接地；连接器P5的三脚接地；
单片机U1的四十五脚、四十六脚分别与信号发射模块连接，单片机U1的十二脚、十三脚、十九脚分别与信号接收模块连接，单片机U1的二十脚、二十一脚、二十二脚分别与485输出模块连接，单片机U1的二十六脚、二十七脚、二十八脚分别与模式选择模块连接。


5.根据权利要求4所述的光学雨量计，其特征在于：所述信号发射模块包括：电源模块分别与发光二极管D14的阳极、发光二极管D15的阳极连接，场效应管Q1的漏极分别与发光二极管D17的阴极、发光二极管D18的阴极连接，发光二极管D14的阴极串联发光二极管D3后与发光二极管D18的阳极连接，发光二极管D15的阴极串联发光二极管D16后与发光二极管D17的阳极连接；
放大器U3B的四脚接地，放大器U3B的五脚分别与电阻R11的一端、电容C11的一端连接，电阻R11的另一端与单片机U1的四十六脚连接，电容C11的另一端接地；放大器U3B的六脚与电阻R19的一端连接，放大器U3B的七脚与场效应管Q1的栅极连接，放大器U3B的八脚与单片机U1的一脚连接；场效应管Q1的源极分别与电阻R19的另一端、电阻R10的一端连接；场效应管Q2的漏极与电阻R10的另一端连接，场效应管Q2的栅极串联电阻R7后与单片机U1的四十五脚连接，场效应管Q2的源极接地；电容C20的一端与单片机U1的一脚连接，电容C20的另一端接地。


6.根据权利要求4所述的光学雨量计，其特征在于：所述信号接收模块包括：放大器U3A的一脚分别与单片机U1的十九脚、电容C4的一端、电阻R2的一端连接，放大器U3A的二脚分别与电容C4的另一端、电阻R4的一端、电阻R6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王相，万洪虎，林虹宇，赵执政，杜中鹏，庞喜龙，
申请(专利权)人：威海精讯畅通电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37