本实用新型属于气象研究器具技术领域，具体涉及一种基于多传感器的雨雪量计。
背景技术：
降雨、降雪是水文气象观测中主要因素之一，对工程、农业、水利、自然灾害预测等诸多领域有非常重要的意义，这极大引起了仪器制造者与使用者的关注与重视。目前对雨雪量计的主要设计工作在于减少误差和提高精度阶段。
当前，既能观测降雨又能观测降雪的装置还不够成熟，一是在降雨方面，引流管口少、小，盛水器具对雨水引流不及时，存在雨水溢出、收集效率差问题，使得雨量监测失效。二是，传统的融雪装置不能根据内外环境温度对加热元件实施有效的控制，一方面过度加热不仅引起大量耗能，更重要导致肉眼可见的蒸发，另一方面加热不够，出现结冰、不能及时融雪状况，造成测量产生较大误差。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于多传感器的雨雪量计，以在不同温度下、特大暴雨和暴雪等天气情况下，都能完成测量及满足精度要求。
本实用新型上述目的通过如下技术方案实现：
一种基于多传感器的雨雪量计，包括上部开口的壳体、倾斜设于壳体上部开口处的盛水箱、设于壳体与盛水箱形成的密闭空间内的储水筒以及设于所述密闭空间内的加热单元、控制模块和蓄电池保护装置；所述盛水箱高低两端处的壳体上设有太阳能电池板，壳体其余部分的内部设有保温层；盛水箱高的一端处的太阳能电池板下方设有第一温度传感器，盛水箱低的一端处的太阳能电池板下方设有雨水传感器；所述盛水箱的底部由高至低依次设有多个用于引流液体至其下方储水筒的引流管；所述加热单元包括设于最高处引流管之前的第一加热管、分别设于引流管之间的第二、第三加热管和设于第二、第三加热管下方并悬于储水筒内的第四加热管；所述储水筒的上部内壁上设有超声波液位模块，下部外壁设有第二温度传感器，底部设有用于将液体引流至壳体外的排水管，下方设有压力传感器，所述排水管上设有电磁阀；所述蓄电池保护装置包括蓄电池组，太阳能电池板与蓄电池组连接；所述控制模块与蓄电池组连接，包括依次连接的数据采集模块、数据处理模块、数据转换模块、信号放大模块、信号输入模块和主控模块，所述数据采集模块分别与第一温度传感器、第二温度传感器、雨水传感器、超声波液位传感器和压力传感器连接，所述主控模块分别与第一加热管、第二加热管、第三加热管、第四加热管和电磁阀连接。盛水箱采取倾斜式，针对暴雨、暴雪情况可以实现缓流，引流管呈梯度状排布在盛水箱底部，在缓流过程中能更快更有效收集雨水。
进一步地，所述蓄电池保护装置还包括太阳能控制器，太阳能电池板通过太阳能控制器与蓄电池组连接。光照时太阳能电池板将电能储存在蓄电池组，太阳能控制器可对蓄电池组过充电保护、过放电保护。
进一步地，所述引流管和排水管为纳米材质。
进一步地，所述引流管的入口处设有滤网。
更进一步地，所述滤网为纳米材质。
有益效果：
本实用新型将传感器技术与太阳能发电技术相结合，实现了长期高效利用太阳能，提高了在特大暴雨、暴雪天气下雨水收集的效率，提高了测量精度。
附图说明
图1为本实用新型基于多传感器的雨雪量计结构示意图；
图2是蓄电保护装置及控制模块结构示意图；
图3是本实用新型基于多传感器的雨雪量计的工作流程图；
其中：1为太阳能电池板；2为盛水箱；3为雨水传感器；4为滤网；5为外壳；6为第一温度传感器；7为超声波液位传感器；8为第二温度传感器；9为电磁阀；10为排水管；11为引流管；12为第四加热管；13为蓄电池保护装置；14为控制模块；15为保温层；16为压力传感器；17为储水筒；18为第二加热管；19为太阳能控制器；20为蓄电池组；21为第三加热管；22为第一加热管；23为数据采集模块；24为数据处理模块；25为数模转换模块；26为信号放大模块；27为信号输入模块；28为主控模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例具体介绍本实用新型实质性内容，但并不以此限定本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型基于多传感器的雨雪量计，包括上部开口的壳体5、倾斜设于壳体5上部开口处的盛水箱2、设于壳体5与盛水箱2形成的密闭空间内的储水筒17以及设于所述密闭空间内的加热单元、控制模块14和蓄电池保护装置13。盛水箱2高低两端处的壳体5上设有太阳能电池板1，壳体5其余部分的内部设有保温层；盛水箱2高的一端处的太阳能电池板1下方设有第一温度传感器6，盛水箱2低的一端处的太阳能电池板1下方设有雨水传感器3；盛水箱2的底部由高至低依次设有多个用于引流液体至其下方储水筒17的引流管11，引流管11的入口处设有滤网，其中引流管11和滤网为纳米材料。盛水箱2采取倾斜式，针对暴雨、暴雪情况可以实现缓流，引流管11呈梯度状排布在盛水箱2底部，在缓流过程中能更快更有效收集雨水。加热单元包括设于最高处引流管11之前的第一加热管22、分别设于引流管11之间的第二18、第三加热管21和设于第二18、第三加热管21下方并悬于储水筒17内的第四加热管12。储水筒17的上部内壁上设有超声波液位模块7，下部外壁设有第二温度传感器8，底部设有用于将液体引流至壳体外的排水管10，下方设有压力传感器16，其中排水管10上设有电磁阀9，排水管10为纳米材质。蓄电池保护装置13包括蓄电池组20和太阳能控制器19，太阳能电池板1通过太阳能控制器19与蓄电池组20连接。太阳能电池板1将电能储存在蓄电池组20，太阳能控制器19可对蓄电池组20过充电保护、过放电保护。
控制模块14与蓄电池组20连接，包括依次连接的数据采集模块23、数据处理模块24、数据转换模块25、信号放大模块26、信号输入模块27和主控模块28(如图2所示)，数据采集模块23分别与第一温度传感器6、第二温度传感器8、雨水传感器3、超声波液位传感器7和压力传感器16连接，主控模块28分别与第一加热管22、第二加热管18、第三加热管21、第四加热管12和电磁阀9连接。具体连接方式如下：数据采集模块23采集第一温度传感器6监测盛水箱2环境温度数据，第二温度传感器8监测储水筒17内部温度数据，雨水传感器3判断外部降雨、降雪、降雨雪的信息，超声波液位传感器7与压力传感器16监测储水筒17信息；数据处理模块24处理数据采集模块23采集的数据，将处理之后的数据经数模转换装置25将数据转换为信号；信号放大模块26将信号放大整形，经信号输入模块27输入到主控模块28；根据各传感器的输入信号，主控模块28发出指令，直接控制第一加热管22、第二加热管18、第三加热管21开闭的数量、直接决定储水筒17内部的第四节加热管12的开闭、经过主控模块28内a\d电路间接控制电磁阀9的开闭。
结合图3，控制方法如下：
a)太阳能电池板1将电能储存在蓄电池组20，太阳能控制器19对其过充电保护、过放电保护。蓄电池组20为各传感器、模块、器件、加热管供电。
b)第一温度传感器6监测盛水箱2环境温度，主控模块28根据第一温度传感器6会发出如下指令：
(1)盛水箱2环境温度低于0℃，发出指令，控制第一22、第二18、第三加热管21对盛水箱2、外壳5体内部环境及引流管11加热。
(2)盛水箱2环境温度高于0℃，但低于5℃，关闭第二加热管18，第一22、第三加热管21仍持续加热。
(3)盛水箱2环境温度高于10℃，关闭第一22、第三加热管21。
c)雨水传感器3监测如有雨、雨雪，且第一温度传感器6监测高于0℃，不打开第一22、第二18、第三加热管21。
d)第二温度传感器8监测储水筒17内部环境温度，如果温度低于0℃，控制第四加热管12对其内部加热，当温度高于10℃时关闭第四加热管12。
e)压力传感器16与超声波液位传感器7协同实时测量雨量，并通过输入信号，实时传递降雨、降雨雪、降雪的大小。降雨停止，通过主模块内部的a\d电路开闭电磁阀9，根据液位信号及压力信号，判断储水筒17内积水是否排尽，不影响下一次测量的精度。
本实用新型基于多传感器的雨雪量计，利用蓄电池组给整个雨雪量计供电，并通过太阳能控制器对蓄电池组过充电、过放电保护。装置根据温度传感器监测内外部环境温度，控制加热管加热数量。雨水传感器配合温度传感器，进一步做节能控制。倾斜式盛水箱及引流装置设计，极大提高收集的效率。本装置还设有压力传感器和超声波液位模块，实时监测雨雪量以及准确监测是否排尽积水，从一定程度上提高测量精度和节能。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种基于多传感器的雨雪量计，其特征在于：包括上部开口的壳体、倾斜设于壳体上部开口处的盛水箱、设于壳体与盛水箱形成的密闭空间内的储水筒以及设于所述密闭空间内的加热单元、控制模块和蓄电池保护装置；所述盛水箱高低两端处的壳体上设有太阳能电池板，壳体其余部分的内部设有保温层；盛水箱高的一端处的太阳能电池板下方设有第一温度传感器，盛水箱低的一端处的太阳能电池板下方设有雨水传感器；所述盛水箱的底部由高至低依次设有多个用于引流液体至其下方储水筒的引流管；所述加热单元包括设于最高处引流管之前的第一加热管、分别设于引流管之间的第二、第三加热管和设于第二、第三加热管下方并悬于储水筒内的第四加热管；所述储水筒的上部内壁上设有超声波液位模块，下部外壁设有第二温度传感器，底部设有用于将液体引流至壳体外的排水管，下方设有压力传感器，所述排水管上设有电磁阀；所述蓄电池保护装置包括蓄电池组，太阳能电池板与蓄电池组连接；所述控制模块与蓄电池组连接，包括依次连接的数据采集模块、数据处理模块、数据转换模块、信号放大模块、信号输入模块和主控模块，所述数据采集模块分别与第一温度传感器、第二温度传感器、雨水传感器、超声波液位传感器和压力传感器连接，所述主控模块分别与第一加热管、第二加热管、第三加热管、第四加热管和电磁阀连接。
2.根据权利要求1所述的雨雪量计，其特征在于：所述蓄电池保护装置还包括太阳能控制器，太阳能电池板通过太阳能控制器与蓄电池组连接。
3.根据权利要求1所述的雨雪量计，其特征在于：所述引流管和排水管为纳米材质。
4.根据权利要求1所述的雨雪量计，其特征在于：所述引流管的入口处设有滤网。
5.根据权利要求4所述的雨雪量计，其特征在于：所述滤网为纳米材质。
技术总结