本實用新型屬于氣象地面自動化觀測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雨滴譜式降水現(xiàn)象儀。該儀器是以激光測量為基礎(chǔ)的光學測量系統(tǒng)，能精確測量降水(液態(tài)、固態(tài)、混合)粒子直徑、速度、分布密度、雨強、累積雨量、天氣現(xiàn)象、降水能見度等氣象參數(shù)的高性能傳感器，適用于天氣現(xiàn)象的自動觀測。

背景技術(shù)：

降水現(xiàn)象的觀測是地面氣象觀測中最基本的項目之一，降水類型、降水強度、降水量、雷達反射率等的準確判別為氣象、水文、農(nóng)業(yè)和資源環(huán)境等科學的研究提供了重要依據(jù)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸和防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域有重大的實用價值。

目前市場上常用的雨滴譜式降水現(xiàn)象儀的傳感器，在傳感器各組成部件上有較大的改進空間，如雨水會流到視窗窗口，對檢測造成干擾；支撐管出線口外伸過長，容易劃傷線纜等。

另外，常用的雨滴譜式降水現(xiàn)象儀的傳感器沒有數(shù)據(jù)存儲功能，在實際應(yīng)用過程中，當出現(xiàn)通訊中斷等故障時，會造成觀測數(shù)據(jù)缺少的問題。

此外，常用的雨滴譜式降水現(xiàn)象儀對霜、水霧等造成的視窗污染等影響傳感器測量的故障，沒有自動清除的功能，只能通過人工來進行維護。

還有，常用的雨滴譜式降水現(xiàn)象儀，其通訊方式往往為固定的RS232或者RS485的其中一種，當通訊方式不符合時，只能通過增加外置轉(zhuǎn)換器在RS232和RS485之間進行轉(zhuǎn)換，儀器本身不具備通訊方式可設(shè)置的功能。

因此，如何對雨滴譜式降水現(xiàn)象儀作進一步優(yōu)化，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種雨滴譜式降水現(xiàn)象儀。該降水現(xiàn)象儀在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對多處結(jié)構(gòu)和構(gòu)造進行了優(yōu)化設(shè)計，有效解決了上述技術(shù)問題，提高了產(chǎn)品使用性能。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種雨滴譜式降水現(xiàn)象儀，包括傳感器單元、向所述傳感器單元供電的供電單元、以及連接所述傳感器單元的上位機；所述傳感器單元的左右兩部分均包括防濺網(wǎng)、上蓋、底托和L型管，所述防濺網(wǎng)設(shè)于所述上蓋，所述上蓋和底托固定連接；所述L型管連接位于中間的底座，所述上蓋前沿設(shè)計有用于防止雨水流到視窗玻璃上的雨水導流槽。

優(yōu)選地，所述傳感器單元進一步設(shè)有加熱模塊，并在所述視窗玻璃上設(shè)有由所述加熱模塊控制的加熱貼膜。

優(yōu)選地，所述L型管的兩端分別切割有避免線纜同L型管兩端接觸的缺口。

優(yōu)選地，所述底座為分體式結(jié)構(gòu)，包括底座上蓋、底座中段和底座下段，所述底座中段的下端面和底座下段的上端面設(shè)有容納所述L型管的半圓形卡槽，并通過銷釘和緊固螺栓固定在一起，所述底座上蓋安裝在底座中段的上方。

優(yōu)選地，所述底座上蓋為圓錐形結(jié)構(gòu)，其通過螺柱固定在所述底座中段之上。

優(yōu)選地，所述L型管為兩端有開口的不銹鋼管，其一端通過銷釘固定在所述底托底部的固定孔上，另一端通過銷釘和緊固螺栓固定在所述底座中段和底座下段之間。

優(yōu)選地，進一步包括底托底蓋，所述底托底蓋安裝在所述底托的后端。

優(yōu)選地，所述傳感器單元的接收端設(shè)有用于儲存數(shù)據(jù)的存儲單元。

優(yōu)選地，所述傳感器單元的接收端設(shè)有用于切換通訊方式的撥碼開關(guān)。

優(yōu)選地，所述供電單元設(shè)有在斷電后為所述傳感器單元供電的蓄電池。

本實用新型所提供的雨滴譜式降水現(xiàn)象儀，在上蓋前端設(shè)計有導流槽，降落的雨水可順著導流槽滴落，從而避免雨水流到視窗玻璃上，影響對降水的判斷，除此之外，還為視窗玻璃增設(shè)了加熱貼膜，使其具有去霜、除霧功能，同時還改進了L型管和底座的結(jié)構(gòu)，為傳感器單元增設(shè)了存儲單元和開關(guān)，并為供電單元增設(shè)了蓄電池。通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、模塊的增加以及采集軟件的升級，在整體性能上有了很大的提高。具有精度高、實用性強、性能穩(wěn)定、操作簡單等特點。

附圖說明

圖1為本實用新型所提供雨滴譜式降水現(xiàn)象儀的一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中所示傳感器單元、L型管以及底座的示意圖；

圖3為防濺網(wǎng)在展開后的平面示意圖；

圖4為傳感器單元上蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為傳感器單元底托的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為L型管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為底座上蓋的剖面圖；

圖8為底座中段的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為底座下段的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為上位機采集軟件的顯示狀態(tài)示意圖。

圖中：

1.傳感器單元 2.供電單元 3.外圍組件 4.上位機 11.防濺網(wǎng) 12.上蓋 121.導流槽 13.底托 14.底托底蓋 15.濾光片 16.L型管 17.底座上蓋 18.底座中段 19.底座下段

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

請參考圖1，圖1為本實用新型所提供雨滴譜式降水現(xiàn)象儀的一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖所示，在一種具體實施方式中，本實用新型所提供的雨滴譜式降水現(xiàn)象儀，主要由傳感器單元1、供電單元2、外圍組件3和上位機4等四部分組成。

傳感器單元1的左右兩部分相對布置，通過L型管16安裝在底座上，外圍組件包括立桿、配電箱、基座等輔助部件，供電單元2安裝在立桿上，用于向傳感器單元1供電，傳感器單元1的線纜從L型管16和底座的通道中引出，與安裝有采集軟件的上位機4(即顯示終端，可以是電腦等)通訊連接，將檢測信號實時傳遞至上位機4，由上位機4處理后實時顯示傳感器上傳的各種參數(shù)。

具體地，當有降水粒子穿越傳感器單元1采樣空間激光帶時，傳感器自動記錄遮擋物的寬度，通過穿越時間計算降水粒子的粒徑D和速度V，由檢測的信號變化數(shù)目計算出設(shè)定周期內(nèi)通過采樣區(qū)的粒子數(shù)量N，根據(jù)降水粒子的粒徑、末速度和數(shù)量對降水粒子進行分類，以雨滴譜的形式在上位機4上利用采集軟件展現(xiàn)出來。

請參考圖2、圖3、圖4、圖5，圖2為圖1中所示傳感器單元、L型管以及底座的示意圖；圖3為防濺網(wǎng)在展開后的平面示意圖；圖4為傳感器單元上蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為傳感器單元底托的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖所示，傳感器單元1包括激光采集模塊、溫度采集模塊、加熱模塊以及相應(yīng)的機械結(jié)構(gòu)部件，其左右兩部分的機械結(jié)構(gòu)分別主要由防濺網(wǎng)11、上蓋12、底托13、底托底蓋14等構(gòu)成，防濺網(wǎng)11安裝固定在上蓋12上，上蓋12和底托13通過底托前端和后端的兩個螺栓固定在一起，底托底蓋14安裝在底托13后端，濾光片15安裝在底托13的接收端。

底座為分體式結(jié)構(gòu)，分為底座上蓋17、底座中段18和底座下段19三部分，L型管16為兩端有開口的不銹鋼管，一端通過銷釘固定在底托13底部固定孔上，另一端通過銷釘和緊固螺栓固定在底座中段18和底座下段19之間，底座上蓋17安裝在底座中段18上。

防濺網(wǎng)11的材質(zhì)為不銹鋼材316L或者304H材質(zhì)，厚度為0.2mm，孔徑為0.35mm，孔間距為0.15mm，防濺網(wǎng)11安裝在傳感器單元1頂部，當雨滴落在防濺網(wǎng)11上時，可以被有效吸收，防止飛濺的雨滴進入傳感器采集區(qū)域，以免引起誤判。

上蓋12前沿設(shè)計有導流槽121，降落的雨水順導流槽121滴落，以免雨水流到視窗玻璃上，影響對降水的判斷，上蓋12頂部有三個固定螺孔用于安裝加熱模塊。

底托13前端為一斜面，該斜面同水平面的夾角為45°，斜面上開有窗口，窗口使用石英玻璃作為視窗，并且在石英玻璃上安裝有加熱貼膜，當傳感器探測到窗口有霜或者雨霧污染時，啟動加熱貼膜，直到霜或者雨霧污染蒸發(fā)消失為止，能有效去除污染。

請參考圖6、圖7、圖8、圖9，圖6為L型管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為底座上蓋的剖面圖；圖8為底座中段的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為底座下段的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖所示，底座上蓋17為圓錐形結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)的好處是，可以避免飛濺起的雨滴向上進入傳感器采集區(qū)，從而引起誤報的發(fā)生。

L型管16兩端分別切割出兩個缺口，在傳感器兩端線纜引出時，可避免線纜同L型管兩端接觸，以免割傷線纜。

底座中段18的下端面和底座下段19的上端面設(shè)有容納L型管的半圓形卡槽，并通過銷釘和緊固螺栓固定在一起，底座上蓋17通過螺柱固定在底座中段18之上。

請參考圖10，圖10為上位機采集軟件的顯示狀態(tài)示意圖。

如圖10所示，采集軟件按照界面劃分區(qū)域，可分為標題欄、主體區(qū)域與狀態(tài)欄等幾部分，采集軟件自帶數(shù)據(jù)庫，并帶有故障診斷功能，可對傳感器的運行以及通訊端口狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并對故障進行告警。當通訊端口故障修復時，軟件可自動連接上傳感器，并對通訊故障期間缺少的數(shù)據(jù)進行自動補傳，還可用于對降水現(xiàn)象儀進行參數(shù)設(shè)置。

另外，通過在傳感器接收端增加存儲芯片，使得傳感器具有數(shù)據(jù)存儲功能，可儲存超過十天的數(shù)據(jù)。

傳感器同采集軟件之間的通訊方式為RS232或RS485方式，通過傳感器底部的撥碼開關(guān)可進行兩種方式之間的切換，其撥碼開關(guān)位于傳感器接收端電路板底部，打開傳感器底蓋板可進行設(shè)置，使得通訊方式可以手動切換。

供電單元包括電源模塊、蓄電池、空開、防雷模塊等部件，并安裝有蓄電池過充過放保護裝置，通過在供電單元增加蓄電池，使得斷電后傳感器可照常工作，可實現(xiàn)斷電后儀器持續(xù)工作十二小時。

由上所述，本實用新型所提供的雨滴譜式降水現(xiàn)象儀，通過在傳感器結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化設(shè)計，如在上蓋前沿增加導流槽以避免雨水流到視窗窗口上、L型管出線口做缺口以避免出線口割傷線纜、視窗上增加加熱裝置以去除霜、雨霧等污染、底座采用分體式結(jié)構(gòu)便于安裝組合等方式，顯著提高了儀器的性能。具有精度高、實用性強、性能穩(wěn)定、操作簡單等特點。

以上對本實用新型所提供的雨滴譜式降水現(xiàn)象儀進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的核心思想。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。