本發(fā)明涉及雨量監(jiān)控裝置，具體涉及一種雨量實時監(jiān)控裝置。

背景技術：

酸雨是影響空氣質量的重要指標，也是大氣降水檢測的重要工作，酸雨的主要檢測項目包括PH值、電導率、酸沉降、降水量等。現有的檢測方案都是將各個傳感器簡單的集中在一個裝置中，并由后期的技術人員對數據進行處理，數據滯后性較高。尤其是雨量測試這一操作，現有技術通常采用具有儲水功能的雨量計。但降雨過程中雨量的變化頻率、變化幅度較大，采用現有的儲水式雨量計無法精確、快速地測量出短時間內的降雨量，無法準確采集雨量變化的趨勢。

技術實現要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種可精確、快速監(jiān)控降雨量以及雨水酸堿度的裝置。

本發(fā)明的目的通過以下技術實現：一種雨量實時監(jiān)控裝置，包括基體，所述基體的頂部設有漏斗形的雨水收集腔；雨水收集腔的內壁表面覆蓋有薄膜電極層；所述薄膜電極層上設有呈梳妝交錯排列的多個薄膜電極，所述薄膜電極為聚丙胺/聚丙烯復合薄膜薄膜電極。

降雨時，雨水流經雨水收集腔的表面，與薄膜電極層的薄膜電極接觸，使薄膜電極之間產生瞬時的電容變化。通過采集薄膜電極之間的電容變化，即可精確計算出瞬時的雨量。本發(fā)明利用設置在雨水收集腔表面的薄膜電極采集降雨數據，可以精確、快速地獲得降雨時的瞬時雨量，使環(huán)保、氣象部門可以直接、及時、準確的了解降水量，同時為制定有效的治理措施提供可靠的依據。采集電容變化的設備、方法、通過薄膜電極計算雨量的方法均可選用現有技術實現，本發(fā)明不再贅述。

進一步的，所述薄膜電極包括多個并列的分電極；所述分電極呈以雨水收集腔中心為圓形的圓弧形。

由于雨水收集腔為漏斗狀，本發(fā)明分電極呈以雨水收集腔中心為圓形的圓弧形，確保相鄰的分電極在微觀的尺度上始終保持等距狀態(tài)，提高雨量測量的精度。

更進一步的，所述薄膜電極層與所述雨水收集腔內壁之間還設有保溫層；所述保溫層與薄膜電極層之間設有加熱組件及溫度傳感器。

所述保溫層可選用任意一種保溫材料制成。降雨過程中，環(huán)境的溫度容易發(fā)生大幅度的變化，不同溫度下，電容變化值與雨量的對應關系并不完全相同。因此，本發(fā)明特別采用保溫材料從外側包裹薄膜電極層，以保持薄膜電極的溫度的恒定。而加熱組件有利于在降雨過程中對薄膜電極進行加熱，使之維持在一預設的工作溫度，確保雨量計算的精確度。所述加熱組件可選用任意一種現有技術實現，如電熱絲；所述溫度傳感器可選用任意一種現有技術實現。具體的，本發(fā)明可以報考一控制單元，控制單元采集溫度傳感器的數據，當溫度數據低于預設值，則對加熱組件供電，以升高薄膜電極的溫度。

更進一步的，所述薄膜電極層表面覆蓋有親水性涂層。

所述親水性涂層可選用任意一種現有技術實現。親水性涂層的存在，可以促進落入雨水收集腔雨水快速流走而不聚集、停留在雨水收集腔內壁，確保薄膜電極測量數據的精確度。

進一步的，所述薄膜電極的制備方法為：S1. 在0.01-0.25M的苯胺水溶液中，加入0.05-0.3M的過硫酸銨，在0-4℃條件下保溫6-10小時，高速攪拌獲得納米聚苯胺顆粒；S2.將納米聚苯胺顆粒，以25-60%的體積比濃度分散于聚丙烯酸酯溶液中，混合均勻，獲得pH敏感組合物；S3.通過熱固化形成pH值敏感的高分子薄膜電極。本發(fā)明提供的聚丙胺/聚丙烯復合薄膜薄膜電極為pH敏感電極，可用于檢測酸雨和水體中的pH值變化，既可以有顏色變化而且有電阻響應。

本發(fā)明的薄膜電極隨著pH的的增加，顏色由綠色變?yōu)樗{色再變?yōu)樽仙?。依據顏色和電導率可以pH從1～12范圍可分為3個部分，其中當pH=1～4時，復合膜處于較高電導率區(qū)間，電導率在3.0×10^-4～4.5×10^-4S/cm區(qū)域，復合膜的顏色為綠色；當pH=5～8時，復合膜的電導率顯著降低，為1.0×10^-4～0.3×10^-5S/cm，復合膜的顏色也從藍綠轉為深藍色。當pH=9～12時，此時復合膜基本上喪失了導電性，接近絕緣體，其電導率在1.0×10^-5～1.0×10^-6S/cm區(qū)域，且膜的顏色也變?yōu)樽仙?。這樣就可以通過顏色和阻值兩項直觀和客觀的數據測量溶液中的pH數據，可廣泛應用于雨水酸堿度的檢測當中。

優(yōu)選的，所述雨水收集腔的底部設有至少一個排水口；所述排水口的邊緣設有至少一個集水槽；所述集水槽內設有pH傳感器和/或電導率傳感器。

所述pH傳感器和電導率傳感器可選用任意一種現有技術實現。雨水收集腔收集的雨水首先將匯聚進所述集水槽內，集水槽內的雨水溢出后從排水口排走。由于本發(fā)明中，集水槽內的雨水始終處于更新狀態(tài)，pH傳感器和電導率傳感器可以采集得動態(tài)的雨水pH數據和電導率，其結果更準確，更加便于獲得降雨過程中pH數據和電導率的趨勢和變化，便于后續(xù)進行數據分析。

優(yōu)選的，所述集水槽沿所述排水口邊緣設置。

優(yōu)選的，所述pH傳感器為pH；所述電導率傳感器為電導率電極。所述集水槽的數量為一個或多個與所述排水口同心的環(huán)形槽。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明的局部放大圖。

圖3是本發(fā)明雨水收集腔的俯視圖。

圖4是本發(fā)明另一實施例的結構示意圖。

圖5是本發(fā)明雨水收集腔另一實施例的俯視圖。

圖6是本發(fā)明另一實施例的的結構示意圖。

圖7是本發(fā)明另一實施例的的局部放大圖。

圖8是本發(fā)明雨水收集腔另一實施例的的俯視圖。

圖9是本發(fā)明另一實施例的的結構示意圖。

圖10是本發(fā)明另一實施例的的局部放大圖。

圖11是本發(fā)明雨水收集腔另一實施例的的俯視圖。

具體實施方式

為了便于本領域技術人員理解，下面將結合附圖以及實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述：

實施例1

本實施例提供一種雨量實時監(jiān)控裝置，包括基體1，所述基體1的頂部設有漏斗形的雨水收集腔2；雨水收集腔2的內壁表面覆蓋有薄膜電極層3；所述薄膜電極層3上設有呈梳妝交錯排列的3個薄膜電極31。

進一步的，所述薄膜電極31包括個并列的分電極32；所述分電極32呈以雨水收集腔中心為圓形的圓弧形。

進一步的，所述薄膜電極層3與所述雨水收集腔內壁之間還設有保溫層4；所述保溫層4與薄膜電極層之間設有加熱組件及溫度傳感器（圖中未出示）。

更進一步的，所述薄膜電極層表面覆蓋有親水性涂層5。

更進一步的，所述雨水收集腔的底部設有一個排水口6；所述排水口6的邊緣設有一個集水槽7；所述集水槽內設有pH傳感器8和電導率傳感器9。

優(yōu)選的，所述集水槽沿所述排水口邊緣設置。

優(yōu)選的，所述pH傳感器為pH；所述電導率傳感器為電導率電極。

優(yōu)選的，所述集水槽為一個與所述排水口同心的環(huán)形槽。

實施例2

實施例提供一種雨量實時監(jiān)控裝置，包括基體1，所述基體1的頂部設有漏斗形的雨水收集腔2；雨水收集腔2的內壁表面覆蓋有薄膜電極層3；所述薄膜電極層3上設有呈梳妝交錯排列的2個薄膜電極31。

進一步的，所述薄膜電極31包括個并列的分電極32；所述分電極32呈以雨水收集腔中心為圓形的圓弧形。

進一步的，所述薄膜電極層3與所述雨水收集腔內壁之間還設有保溫層4；所述保溫層4與薄膜電極層之間設有加熱組件及溫度傳感器（圖中未出示）。

更進一步的，所述雨水收集腔的底部設有一個排水口6；所述排水口6的邊緣設有一個集水槽7；所述集水槽內設有pH傳感器8。

優(yōu)選的，所述集水槽沿所述排水口邊緣設置。

優(yōu)選的，所述pH傳感器為pH。

優(yōu)選的，所述集水槽為一個與所述排水口同心的環(huán)形槽。

實施例3

實施例提供一種雨量實時監(jiān)控裝置，包括基體1，所述基體1的頂部設有漏斗形的雨水收集腔2；雨水收集腔2的內壁表面覆蓋有薄膜電極層3；所述薄膜電極層3上設有呈梳妝交錯排列的3個薄膜電極31。

進一步的，所述薄膜電極31包括個并列的分電極32；所述分電極32呈以雨水收集腔中心為圓形的圓弧形。

更進一步的，所述薄膜電極層表面覆蓋有親水性涂層5。

實施例4

實施例提供一種雨量實時監(jiān)控裝置，包括基體1，所述基體1的頂部設有漏斗形的雨水收集腔2；雨水收集腔2的內壁表面覆蓋有薄膜電極層3；所述薄膜電極層3上設有呈梳妝交錯排列的3個薄膜電極31。

進一步的，所述薄膜電極31包括個并列的分電極32；所述分電極32呈以雨水收集腔中心為圓形的圓弧形。

進一步的，所述薄膜電極層3與所述雨水收集腔內壁之間還設有保溫層4；所述保溫層4與薄膜電極層之間設有加熱組件及溫度傳感器（圖中未出示）。

更進一步的，所述薄膜電極層表面覆蓋有親水性涂層5。

更進一步的，所述雨水收集腔的底部設有一個排水口6；所述排水口6的邊緣設有2個集水槽7；所述集水槽內設有pH傳感器8和電導率傳感器9。

優(yōu)選的，所述集水槽沿所述排水口邊緣設置。

優(yōu)選的，所述pH傳感器為pH；所述電導率傳感器為電導率電極。

優(yōu)選的，所述集水槽為2個與所述排水口同心的環(huán)形槽。

實施例5

本實施例提供一種與實施例結構一致的雨量實時監(jiān)控裝置，所不同的是，本實施例中所述薄膜電極的制備方法為：S1. 在0.01M的苯胺水溶液中，加入0.05M的過硫酸銨，在4℃條件下保溫8小時，高速攪拌獲得納米聚苯胺顆粒；S2.將納米聚苯胺顆粒，以45%的體積比濃度分散于聚丙烯酸酯溶液中，混合均勻，獲得pH敏感組合物；S3.通過熱固化形成pH值敏感的高分子薄膜電極。本發(fā)明提供的聚丙胺/聚丙烯復合薄膜薄膜電極為pH敏感電極，可用于檢測酸雨和水體中的pH值變化，既可以有顏色變化而且有電阻響應。

實施例6

本實施例提供一種與實施例結構一致的雨量實時監(jiān)控裝置，所不同的是，本實施例中所述薄膜電極的制備方法為：S1. 在0.25M的苯胺水溶液中，加入0.3M的過硫酸銨，在4℃條件下保溫6小時，高速攪拌獲得納米聚苯胺顆粒；S2.將納米聚苯胺顆粒，以25%的體積比濃度分散于聚丙烯酸酯溶液中，混合均勻，獲得pH敏感組合物；S3.通過熱固化形成pH值敏感的高分子薄膜電極。本發(fā)明提供的聚丙胺/聚丙烯復合薄膜薄膜電極為pH敏感電極，可用于檢測酸雨和水體中的pH值變化，既可以有顏色變化而且有電阻響應。

實施例7

本實施例提供一種與實施例結構一致的雨量實時監(jiān)控裝置，所不同的是，本實施例中所述薄膜電極的制備方法為：S1. 在0.15M的苯胺水溶液中，加入0.15M的過硫酸銨，在0℃條件下保溫10小時，高速攪拌獲得納米聚苯胺顆粒；S2.將納米聚苯胺顆粒，以60%的體積比濃度分散于聚丙烯酸酯溶液中，混合均勻，獲得pH敏感組合物；S3.通過熱固化形成pH值敏感的高分子薄膜電極。本發(fā)明提供的聚丙胺/聚丙烯復合薄膜薄膜電極為pH敏感電極，可用于檢測酸雨和水體中的pH值變化，既可以有顏色變化而且有電阻響應。

實施例8

本實施例提供一種與實施例結構一致的雨量實時監(jiān)控裝置，所不同的是，本實施例中所述薄膜電極的制備方法為：S1. 在0.20M的苯胺水溶液中，加入0.20M的過硫酸銨，在0-4℃條件下保溫9小時，高速攪拌獲得納米聚苯胺顆粒；S2.將納米聚苯胺顆粒，以35%的體積比濃度分散于聚丙烯酸酯溶液中，混合均勻，獲得pH敏感組合物；S3.通過熱固化形成pH值敏感的高分子薄膜電極。本發(fā)明提供的聚丙胺/聚丙烯復合薄膜薄膜電極為pH敏感電極，可用于檢測酸雨和水體中的pH值變化，既可以有顏色變化而且有電阻響應。

以上為本發(fā)明的其中具體實現方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些顯而易見的替換形式均屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明中所有未詳細描述的技術問題均可通過任一現有技術實現。