专利名称：一种降水采样器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采样器，具体地说，是涉及一种环境检测部门或气象检测部门使 用的降水采样器结构的改进。
背景技术：
环境检测部门或气象检测部门使用的降水采样器，是用来对采集的雨水进行pH 值和电导率等指标的测定，以供科研人员对雨水进行分析和研究。现有降水采样器中的雨量计、感雨器、防尘盖等部件是三个相互独立的部件。雨量 计置于降水采样器外部较远处，通过数据连线与降水采样器进行数据传送。其缺陷是1、防 尘盖为一平盖，雨量计中的雨量采集口也为单独部件，各部件功能单一，未能有效地集成， 结构利用率低。2、占用空间大，使用材料多，浪费资源，增加成本。3、长信号线连接时容易 引入外界干扰造成雨量计量误差的问题。4、另一方面，雨量计外置条件比较恶劣，在冬天采 集降雪量时既要保证降雪迅速融化又要保证雪水在计量部件内部不结冰，两者的功能和作 用要同时兼顾，很难达到理想效果。现有降水采样器的箱体上部用来安装采样器中的仪器等部件，这一部分的部件体 积较小就可实现；箱体下部主要是用来放置恒温箱，恒温箱也可以是冰箱，而恒温箱是选配 件，对于某些客户可以不用。由于冰箱体积较大，因而箱体下部体积较大。现有箱体分为两 种结构形式，一种是上小下大形式，另一种是上下一样大。上述两种形式均造成箱体体积过 大和重量重，存在的不足是1、运输时，使用包装材料多，浪费材料，增加材料及运输成本。 2、降水采样器整体占据空间大，空间利用率低，对于不用恒温箱的客户是很大的浪费。3、仪 器体积大，重量大，运输时搬运困难，损坏风险高。降水采样器通常都包括主机和雨量计两部分。雨量计与主机之间通过信号线连接 通信，由主机负责整个降水监测系统的控制、数据处理，并通过雨量计传输的脉冲信号记录 雨量信息，通过PH测量模块和电导率测量模块测量降水的PH值和电导率值。在传统的降水监测仪上都设置有232接口或485接口，通过数据线把信号传输到 本地的数据库中，再由工作人员把数据递交给上级主管部门进行分析。这种数据传输方式 的缺点是监测仪器安装布线的成本较高，且易受到地域的限制，数据的上报需要工作人员 的参与，且数据上报的周期相对较长等。

发明内容
本发明提供了一种降水采样器，它可以解决现有技术存在的结构利用率低等问题。为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种降水采样器，包括 雨量计、雨量计的雨量采集口、感雨器、降水采样器的箱体、降水采集漏斗、电机、防尘盖和 控制电路，所述雨量计设置在所述降水采样器的箱体内部，所述雨量计的雨量采集口设在 所述防尘盖上面，且两者为同一注塑件，所述感雨器固定在所述防尘盖上面。
进一步的，所述降水采样器的箱体具有上部箱体和下部箱体，所述雨量计设置在 所述上部箱体内，所述下部箱体内设置有可内外移动的活动箱体。又进一步的，所述下部箱体底面两侧设有导轨槽，所述活动箱体的底部两侧设有 导轨，所述活动箱体外端底部两侧安装有万向轮，使所述活动箱体可以通过导轨沿所述下 部箱体的导轨槽内外移动。再进一步的，所述下部箱体底面设有翻转底板，所述翻转底板通 过铰链与所述下 部箱体的底板连接。更进一步的，所述防尘盖上连接有用于移动所述防尘盖的摆臂连杆机构，工作时， 所述电机驱动所述摆臂连杆机构，使所述防尘盖从降水采集漏斗移动到雨量计的雨量进水 口上方。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述摆臂连杆机构为四连杆，每侧 各两个，所述连杆一端铰接在降水采样器中的驱动轴上；另一端铰接在所述防尘盖上的连 接轴上。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述雨量采集口的背面设有加热 装置，并通过粘接胶粘接固定，所述雨量计所处的箱体内设有加热装置。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述控制电路中具有无线通信模 块，用于与数据中心平台建立无线网络链接，进行检测数据和控制信号的无线传输。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述降水采样器还包括电导率测 量模块、PH值测量模块和和电磁阀，在所述控制电路中具有微控制器和数据采集控制模块， 所述数据采集控制模块接收感雨器、雨量计、电导率测量模块和PH值测量模块反馈的检测 信号，并转换为检测数据传输至微控制器，所述微控制器将接收到的检测数据通过无线通 信模块发送给数据中心平台。在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征所述微控制器与降水采样器中设 置的电磁阀和用于驱动防尘盖开闭的电机相连接，根据感雨器反馈的检测信号，驱动电磁 阀和电机动作。本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果1、防尘盖与雨量采集口集成为一体，并在防尘盖上固定感雨器，结构简单实用，利 用率提高。2、雨量计量与降水样品收集功能集于一身，一机多能，用户使用方便。 3、雨量计与降水采样器一体式设计，避免长信号线连接时容易弓I入外界干扰造成 雨量计量误差的问题。4、箱体具有上部箱体和下部箱体，上部箱体和下部箱体横截面积相同，下部箱体内设 置有活动箱体，使用时，活动箱体可伸缩拉出，箱体整体体积变小，重量轻，搬运及运输方便。5、由于采用了无线传输方式，减少了过去由工作人员手工记录测量数据逐级上报 数据的工作量，避免了数据在上报过程中由于人为因素造成的误差，而且使数据的收集具 有更高的实时性和准确性。


图1是本发明降水采样器中的雨量计的雨量采集口和感雨器处于非采集降水工作时立体图之一；图2是本发明降水采样器的中的雨量计的雨量采集口和感雨器处于非采集降水工作时另一方向的立体图之二，在图2中，下部箱体和活动箱体被局部剖开；图3是本发明降水采样器中的雨量计的雨量采集口和感雨器处于采集降水工作 位的立体图；图4是本发明降水采样器中的雨量计的雨量采集口和感雨器处于非采集降水工 作位的上半部分剖视图，在图4中，下部箱体省略未被剖视；图5-1是本发明降水采样器中的活动箱体收缩于下部箱体时的侧面剖视图；图5-2是本发明降水采样器中的活动箱体部分伸出于下部箱体时的侧面剖视图；图5-3是本发明降水采样器中的活动箱体全部伸出于下部箱体时的侧面剖视图；图6是本发明降水采样器中的电路原理框图；1、降水采集漏斗；2、雨量计的雨量采集口 ；3、感雨器；4、防尘盖；4-1、连接轴；5、 无线通讯接口 ；6、电导率测量模块；7、PH值测量模块；8、摆臂连杆机构；9、箱体；9-1、上部 箱体；9-2、下部箱体；9-2-1、导向柱；10、活动箱体；10-1、插销；10_2、把手；10_3、万向轮； 10-4、翻转底板；10-5、导轨；10-6、限位橡胶柱；11、恒温箱；12、导轨槽；13、铰链；14、箱 门；15、加热装置；16、保温装置；17、雨量计；18、雨量进水口 ；19、降尘缸；20、驱动轴；21、 底盖；22、降水采样器。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细地描述。本发明的降水采样器用标记22总代表，参见图1至图5。本实施例为了进一步解决传统降水采样器由于将雨量计外置，容易遭受外界环境 的影响，从而导致雨/雪量计量出现误差甚至不能正常工作的问题，提出了一种将雨量计 内置于降水采样器的内部腔室中的设计方案。参见图4，雨量计17设置在降水采样器22的 箱体9内部。就具体技术方案而言，雨量计17设置在上部箱体9-1内部。为了克服防尘盖4、雨量计的雨量采集口 2和感雨器3为分体式部件所带来的问 题，提出了新的设计构思。参见图1、图2和图3，雨量计的雨量采集口 2设在防尘盖4上面， 且两者为同一注塑件，即为同一注塑整体。感雨器3固定在防尘盖4上面。这样雨量计的 雨量采集口 2和感雨器3均集成在防尘盖4上，便于控制，并且结构紧凑，还可以使雨量计 17和降水采样器22合并为一个仪器。防尘盖4上连接有可以使防尘盖4移动的摆臂连杆机构8，摆臂连杆机构8为四连 杆，降水采样器的箱体9每侧各两个，连杆一端铰接在降水采样器22中的驱动轴20上；另 一端铰接在防尘盖4上的连接轴4-1上，当下雨的时候，电机会驱动摆臂连杆机构8，从而使 防尘盖4从降水采集漏斗1移动到雨量进水口 18上方，即从图1和图2到图3的位置，此 时雨水通过雨量采集口 2收集，由雨量进水口 18经过雨量导流管引入到内置雨量计17中， 由内置雨量计17进行雨量的测量，测量完毕后由雨量计排水口排出到仪器外。上述雨量采 集口 2、雨量进水口 18和雨量导流管构成雨量计测量路径。降水采集漏斗2、防尘盖4均采用优质惰性工程塑料材料注塑制成，化学稳定性 高，耐候性好，不易老化，尺寸稳定。摆臂连杆机构8采用优质不锈钢材料精铸制成，强度高，耐腐蚀。为了缩小箱体9的体积，减少包装材料，降低成本，对箱体9进行了改进。箱体9 具有上部箱体9-1和下部箱体9-2，下部箱体9-2内设置有可内外移动的活动箱体10。具体而言，下部箱体9-2底面两侧设有导轨槽12，活动箱体10的底部两侧设有导 轨10-5，活动箱体10外端底部两侧安装有万向轮10-3，使活动箱体10可以通过导轨10-5 沿所述下部箱体9-2的导轨槽12内外移动。 下部箱体9-2底面设有翻转底板10-4，翻转底板10-4通过铰链13与下部箱体9_2 的底板连接。参见图5-1、图5-2和图5-3，当使用中需要配置恒温箱11时，将活动箱体10 从图5-1所示的状态通过把手10-2向外拉出，因为下部箱体9-2与活动箱体10在底部通过两根导轨10-5和导轨槽12相连，活 动箱体10下安装有两个万向轮10-3，使活动箱体10可以前后移动。活动箱体10拉出后，其上部可以通过两插销10-1向下插锁定，下部可以通过翻转 底板10-4限位锁止。具体实施方法为活动箱体向外拉至终端位置，将固定在下部箱体内的插销10-1 向下推出，栓住活动箱体10边沿使之不能向前部移动，即可使上部完全锁定；活动箱体10 向外拉至终端位置后，参见图5-3，将下部翻转底板10-4通过铰链13翻转至活动箱体10的 底面内，顶住活动箱体10内壁使之不能向前部移动，即可使下部完全锁定。此时，箱体处于 全开状态。由于活动箱体10的容积加上下部箱体9-2的容积，即可装入恒温箱11，参见图 5-3。而运输时，按图5-1所示状态，使活动箱体10的大部分缩回下部箱体9-2内，因而体 积大为减小，便于包装和运输。翻转底板10-4通过两铰链13与下部箱体9-2相连，活动箱体10拉出时将其翻转 至活动箱体10内，活动箱体10推入时将其翻转至下部箱体9-2内。活动箱体10推入后，可以通过两侧限位用橡胶柱10-6及导轨上锁止机构(导轨 10-5自带卡槽)锁止。具体实施方法为活动箱体10向前推入至下部箱体9-2内，至终端位 置时两侧限位用橡胶柱10-6顶住下部箱体9-2框架，使之不能继续向内部移动，同时导轨 10-5缩至自带的卡槽内嵌入锁定。活动箱体10在前后移动过程中，可以通过固定在下部箱体9-2两侧框架上的导向 柱9-2-1辅助导向，活动箱体10运动时导向柱9-2-1的球头顶住活动箱体10侧壁，使活动 箱体10前后滑动平稳、不易左右晃动。参见图2。活动箱体10外装有金属折叠把手10-2，便于前后推拉。参见图2。活动箱体10置于全开状态时，将恒温箱11从箱门14处放置进下部箱体9-2和活 动箱体10的腔内。箱门14可配锁，以防所收集的样品丢失。所用导轨10-5选用带有精密滚动轴承及锁止机构的优质导轨，运行平稳、可靠。 不用恒温箱11的用户可以不配置活动箱体10，以避免浪费。参见图4，雨量采集口 2呈漏斗形，雨量采集口 2的背面设有加热装置15，并通过 粘接胶粘接固定，雨量计17所处的箱体内设有加热装置，并在腔室周围附上保温层，保温 层使雨量计17等计量部件和外界冷空气之间形成一道屏蔽层阻止外部冷空气的入侵和内 部温度的扩散。雨量计17采用容栅原理，测量精度和分辨率比翻斗式和虹吸式雨量计更
高ο
加热装置15下部设有底盖21，通过安装螺钉将底盖21与防尘盖4上雨量计的雨 量采集口 2固定连接。底盖21与加热装置15之间设有保温层16，避免热量无效散失。
参见图6，数据中心平台可以由安装在环境监测部门的PC机以及与PC机相连接的 无线通信模块组建而成；控制电路则主要由无线通信模块、微控制器和数据采集控制模块 等部分组成。其中，数据采集控制模块与降水监测仪的感雨器3、雨量计17、电导率测量模 块6和PH值测量模块7相连接，结合图1所示，接收各传感器反馈的检测信号，并转换为检 测数据传输至微控制器。所述微控制器将接收到的检测数据通过无线通信模块发送给远端 的数据中心平台，供环境监测部门的工作人员随时掌握各地的降水情况。在本实施例中，所述微控制器和数据采集控制模块可以采用一颗单片机实现，以 完成数据采集及系统控制的功能。为了在监测地有降水时，该地的降水采样器能够及时地采集大气降水，本实施例 利用微控制器对连接在各管路上的电磁阀(图中未示出)以及用于驱动防尘盖4开闭的电 机(图中未示出)进行控制，如图3所示，根据感雨器3反馈的检测信号，驱动电磁阀和电 机动作。比如在感雨器3感应到有降水时，将检测信号传输至微控制器，通过微控制器输出 的开关指令一方面控制电机运转，驱动防尘盖4移动，露出降水采集漏斗1 ；另一方面控制 连接在雨量导流管上的电磁阀打开，将采集到的雨水引入到雨量计17，进行当前雨量的检 测。与此同时，降水采集漏斗1也开始收集降水，由降水导流管引入特定的采样桶内。降水 采集漏斗1采用惰性工程塑料材料制成，采集的降水样品与惰性工程塑料材料之间不容易 发生化学反应，采样真实可靠。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任 何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等 效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
一种降水采样器，包括雨量计、雨量计的雨量采集口、感雨器、降水采样器的箱体、降水采集漏斗、电机、防尘盖和控制电路，其特征在于，所述雨量计设置在所述降水采样器的箱体内部，所述雨量计的雨量采集口设在所述防尘盖上面，且两者为同一注塑件，所述感雨器固定在所述防尘盖上面。
2.根据权利要求1所述的降水采样器，其特征在于，所述降水采样器的箱体具有上部 箱体和下部箱体，所述雨量计设置在所述上部箱体内，所述下部箱体内设置有可内外移动 的活动箱体。
3.根据权利要求2所述的降水采样器，其特征在于，所述下部箱体底面两侧设有导轨 槽，所述活动箱体的底部两侧设有导轨，所述活动箱体外端底部两侧安装有万向轮，使所述 活动箱体通过导轨沿所述下部箱体的导轨槽内外移动。
4.根据权利要求3所述的降水采样器，其特征在于，所述下部箱体底面设有翻转底板， 所述翻转底板通过铰链与所述下部箱体的底板连接。
5.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的降水采样器，其特征在于，所述防尘 盖上连接有用于移动所述防尘盖的摆臂连杆机构，工作时，所述电机驱动所述摆臂连杆机 构，使所述防尘盖从降水采集漏斗移动到雨量计的雨量进水口上方。
6.根据权利要求5所述的降水采样器，其特征在于，所述摆臂连杆机构为四连杆，每侧 各两个，所述连杆一端铰接在降水采样器中的驱动轴上；另一端铰接在所述防尘盖上的连 接轴上。
7.根据权利要求6所述的降水采样器，其特征在于，所述雨量采集口的背面设有加热 装置，并通过粘接胶粘接固定，所述雨量计所处的箱体内设有加热装置。
8.根据权利要求1所述的降水采样器，其特征在于，所述控制电路中具有无线通信模 块，用于与数据中心平台建立无线网络链接，进行检测数据和控制信号的无线传输。
9.根据权利要求8所述的降水采样器，其特征在于，所述降水采样器还包括电导率测 量模块、PH值测量模块和电磁阀，在所述控制电路中具有微控制器和数据采集控制模块，所 述数据采集控制模块接收感雨器、雨量计、电导率测量模块和PH值测量模块反馈的检测信 号，并转换为检测数据传输至微控制器，所述微控制器将接收到的检测数据通过无线通信 模块发送给数据中心平台。
10.根据权利要求9所述的降水采样器，其特征在于，所述微控制器与降水采样器中设 置的电磁阀和用于驱动防尘盖开闭的电机相连接，根据感雨器反馈的检测信号，驱动电磁 阀和电机动作。
全文摘要
本发明提供了一种降水采样器，它可以解决现有技术存在的结构利用率低等问题。技术方案是，包括雨量计、雨量计的雨量采集口、感雨器、降水采样器的箱体、降水采集漏斗、电机、防尘盖和控制电路，雨量计设置在降水采样器的箱体内部，雨量计的雨量采集口设在防尘盖上面，且两者为同一注塑件，感雨器固定在所述防尘盖上面。防尘盖与雨量采集口集成为一体，并在防尘盖上固定感雨器，结构简单实用，利用率提高。雨量计与降水采样器一体式设计，避免长信号线连接时容易引入外界干扰造成雨量计量误差的问题。
文档编号G01W1/14GK101813794SQ20101016638
公开日2010年8月25日 申请日期2010年5月10日 优先权日2010年5月10日
发明者梁永, 陈永坤 申请人:青岛海纳光电环保有限公司