能够分辩降水强度、雨雪两用传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种能够分辨降水强度，雨雪两用的传感器，主要用于降水水样的采集，也可用于防雨防雪等方面。它是由检测器，加热器和电路部分组成。检测器是一个伞形网状结构，其Ａ、Ｂ两极均采用导电性能好且不生锈的金属材料制成，当雨雪落在上面时，电路部分则将雨雪信号转换成与之成正比的电脉冲信号。该传感器具有灵敏度高，抗干扰性能好，工作可靠，能够分辨降水强度，雨雪两用，寿命长等特点。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种能够分辨降水强度，雨雪两用传感器，主要用于降水水样的采集，也可用于防雨防雪等方面。至今为止降水传感器，一种是网状传感器，工作时，它是静止不动的，落雨时，雨滴将两用电极短路在一起，便形成一个电信号。它的主要缺点是1、灵敏度差，一个好的传感器应该是下雨时立刻有电信号输出，雨停时，电信号立即消失。而该传感器在雨停以后，只要雨水未干，就一直有电信号输出。2、抗干扰性能差，例如，当鸟粪落在传感器上时，同样有电信号输出，只要鸟粪不干，就一直有电信号输出，造成采样系统的误动作，如开盖污染样品瓶。3、不能采雪，由于雪的电阻值比水大许多倍，虽然雪可以落在传感器上，但没有电信号输出。4、寿命短，由于该种传感器是用敷铜板制成的，经受不了夏季阳光近90℃的蒸烤和冬季零下40℃的严寒，敷铜板将很快变形，电极脱落损坏。另一种旋转式传感器，其输出电信号是一个与降水强度无关的平直信号，没有分辨降水强度的能力，在这一点上与网状传感器没有什么区别。因而，它也不能很有效的克服阵雨、毛毛雨、鸟粪等一些没有采集价值的湿物的干扰。由于其结构是采用了在敷铜板上腐蚀出A、B两极，因而，寿命短且不能采雪。本技术的目的是要提供一种能够分辨降水强度，雨雪两用传感器，它能将雨雪转换为与之成正比的电脉冲信号，从而有效的克服以上两种传感器的缺点，保证雨水采样系统可靠工作。本技术传感器由检测器，加热器和电路部分组成，在检测器上有A极和B极与电路相接，A极是一种伞形网状结构，B极也有与A极形状相似的网状结构，A极与B极的网状结构均采用1.5至2mm的不锈钢板或铝板等导电性能好的材料制成，两个极均采用环氧树脂粘合在绝缘材料上，并固定在电机轴上。A极与电机轴之间以电刷相连并接地，B极由电刷引出接＋24V，利用伞形极形成的避雨空间，安装电刷，加热器，电机。其中，加热器用于冬季采雪时加热用，最后在电机下方的空间安装传感器线路板。需要说明的是，该传感器的结构中间的圆锥部分是A极在上，B极在下，以绝缘材料绝缘。A、B两极的网状部分则在一个平面上，平行排列，以空气绝缘。网状部分的面积与降水时的灵敏度成正比，面积越大，灵敏度越高。网状部分A、B两极之间的间隙与灵敏度成反比，间隙越小，灵敏度越高。同时这种网状结构便于雪花的降落和积存。A极中间的圆锥部分便于降雨时雨水的分切和甩向。同时可以造一个较好的避雨空间来安装有关的电机、加热器等。本技术工作原理是这样的无雨时，该传感器处于静止状态。当雨滴落在传感器的网状环上跨接A、B两极时，电路接通，电机带动传感器立刻旋转，利用离心力将水滴由A极甩向B极，雨点越大、雨点个数越多，需要甩干的时间越长，A、B两极跨接的时间越长，输出的电脉冲个数越多。雨点越小或雨点个数越少，需甩干的时间越短。A、B两极跨接的时间越短，输出电脉冲的个数越少。只要有雨，传感器就一直旋转下去，电路就一直有脉冲信号输出。雨停后，传感器将最后一滴水甩干，无脉冲信号输出，传感器停止旋转。下雪时，加热器加热(5℃以上即可)雪在传感器上变为水，然后一切过程与雨信号变为电脉冲信号的过程相同。下面将结合附图作进一步的描述附图说明图1是本技术传感器的剖视图图2是图1的俯视图图3是图2的C向剖视图图4是本技术传感器的电路原理图参照图1、A极(1)是由一个锥型体延伸出的四个翅并在四个翅上固定多条圆环构成一种伞形网状电极，B极(2)也是一个类似的网状电极。两个电极均由不生锈且导电性能良好的金属材料制成并安装在绝缘锥体(3)上。绝缘锥体(3)直联于电机(7)的轴上。A极(1)的导电圆环与B极(2)的导电圆环互相之间靠得近但又互相绝缘，A极(1)通过双面电刷(10)与电机(7)的轴相连并接传感器路板(9)上，B极(2)通过电刷(5)接传感器路板(9)。加热器位于B极下方，安装在绝缘板(6)上，电机(7)安装在绝缘板(6)上，圆环形外壳(8)固定在绝缘板(6)上，传感器(9)位于外壳(8)内部下方。图2是图1的俯视图，它反映了伞形网状极有四个对称的网状区间。图3是图2的C向剖视图，它反映了A、B的四周网状部分是处在同一平面上。图1、图2、图3清楚的反映了整个传感器的机械结构，传感器中间的圆锥部分便于降水时雨水的分切和甩向，这部分是A极在上，B极在下，两极以绝缘材料绝缘，传感器四周的网状部分便于雪花的降落和积存及静止时雨水的检测。这部分A、B两极处于同一个平面，平行排列，以空气绝缘。且网状部分的面积与传感器灵敏度成正比，A、B两极圆环之间的间隙与传感器灵敏度成反比。图4是本技术传感器的电路原理图，其电路原理详细介绍如下F1、F2、R8、C3组成一个多谐振荡器，输出一个频率为F的方波脉冲信号。无雨时，A、B两极开路，BG1的基极为“0”电位，BG1截止，BG2饱和导通，BG2的集电极输出“0”电平锁住YF门，YF1输出“1”电平，BG3导通，BG4、BG5截止，BG5发射极输出“0”电平。当水滴跨接A、B两极时形成接触电阻R0，R0与Rw分压，BG1基极由原来的“0”电位上升到Vw＋2v左右，BG1导通，BG2截止，BG2的集电极输出“1”电平，打开YF门，经BG4发射极输出方波脉冲序列。雨滴大，甩干时间长，A、B两极跨接时间长，输出的脉冲个数多。雨滴小，甩干时间短，A、B两极跨接的时间短，输出的脉冲个数少。这样就完成了由雨信号转换为电脉冲信号的过程。综上所述本技术与现有技术相比有以下几个优点1、灵敏度高，该传感器的机械结构与电路相结合使得其灵敏度高于任何一种降水传感器，灵敏度M＝K·S／δ·F式中K为常数，S为传感器面积，δ为A、B两极导电圆环的平面间隙，F为电路多谐振荡器的振荡频率。有雨立刻有电脉冲信号输出，无雨电脉冲信号立刻消失。在一般情况下，传感器采用无雨静止，有雨工作方式。在需要检测或采集毛毛雨，雾等特殊情况下，可以使传感器处于连续旋转的工作方式。2、对降水强度有分辩能力。这一特点可以使降水采样系统对降水性质有选择采集的能力，这也是其它降水传感器所不具备的。3、抗干扰能力强，由于该传感器对降水强度有分辩能力，当与相应的采样控制系统相配合时，具有很好的抗干扰能力。例如降水采样控制系统设定每分钟有6个雨脉冲信号时就开盖采样，当有鸟粪或其它导电物落在传感器上时，传感器立刻旋转，将鸟粪或其它异物甩掉，此时仅产生一个或两个脉冲信号，达不到6个，故采样系统不理采这就减少了误动作的发生。同样道理，在一般情况下，对于没有采集价值的毛毛雨、雾、阵雨等干扰也可以很好的避免。4、工作方式最佳，无雨静止，有雨旋转，减少电能损耗，延长电机寿命。5、两极材料采用金属结构，空气绝缘，抗老化、受命长。6、雾、雨、雪均可用，工作可靠，使用区域广，是名符其实的降水传感器。下面给出具体实施例机械结构方面按图1、图2、图3所示，前面已给予详细描述，这里就不再重复了。电路方面按图4所示，取Rw＝500KR1＝50KR2＝20KR3＝2KR4＝100KR5＝5KR6＝12KR7＝2KR8＝390KR9＝30KR10＝10K R11＝15K C1＝4.7μ C2＝4.7μ C3＝0.01μW1＝2CW17W2＝2CW17BG1为3DG6DBG2为3DG6DBG3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够分辩降水强度，雨雪两用传感器，由检测器、加热器、电路部分组成，其特征在于Ａ极（１）是一个锥形体延伸出的四个翅并在四个翅上固定多条圆环构成的一种伞形网状电极，Ｂ极（２）也是一个类似的网状电极，两个电极均采用导电性能好且不生锈的金属材料制成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯倩慧，陈敬强，
申请(专利权)人：青岛崂山电子仪器实验所，
类型：实用新型
国别省市：95[中国|青岛]