阅读说明：本技术 一种基于蠕动泵的雨量传感器在线校准系统 (On-line calibration system for rainfall sensor based on peristaltic pump ) 是由 徐炜 芮婷 严家德 张颢恬 霍达 于 2020-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于蠕动泵的雨量传感器在线校准系统,包括上位机和校准仪,所述校准仪与翻斗式雨量计连接,所述上位机与校准仪无线连接,所述校准仪包括单片机、蠕动泵和电磁阀,所述蠕动泵的一端通过进水管与储水室连接,所述蠕动泵的另一端通过出水管与翻斗式雨量计的承水器连接,所述电磁阀设于所述翻斗式雨量计和所述储水室之间,所述蠕动泵和电磁阀与所述单片机电连接。本发明实现了自动模拟并检定各类雨强,最后收集信号进行数据处理,上位机可以进行多站点信息的统一管理；并且用无线通信技术解决了远程控制问题,有效提高了检定的精度和工作效率,具有更好的户外适应性。(The invention discloses an online calibration system of a rainfall sensor based on a peristaltic pump, which comprises an upper computer and a calibrator, wherein the calibrator is connected with a tipping bucket type rainfall meter, the upper computer is wirelessly connected with the calibrator, the calibrator comprises a single chip microcomputer, a peristaltic pump and an electromagnetic valve, one end of the peristaltic pump is connected with a water storage chamber through a water inlet pipe, the other end of the peristaltic pump is connected with a water bearing device of the tipping bucket type rainfall meter through a water outlet pipe, the electromagnetic valve is arranged between the tipping bucket type rainfall meter and the water storage chamber, and the peristaltic pump and the electromagnetic valve are electrically connected with the single chip microcomputer. The invention realizes automatic simulation and detection of various rain intensities, and finally collects signals for data processing, and the upper computer can perform unified management of multi-site information; and the problem of remote control is solved by using a wireless communication technology, the verification precision and the working efficiency are effectively improved, and the outdoor adaptability is better.)

一种基于蠕动泵的雨量传感器在线校准系统

技术领域

本发明属于翻斗式雨量计校准装置技术领域，具体涉及一种基于蠕动泵的雨量传感器在线校准系统。

背景技术

雨量计的一般检定方法是，取定量水，使其在指定时间长度按照固定速度流入雨量计的承水漏斗，从而模拟出不同雨强的降水环境下雨量计的降水记录值，和标定值比较后即可确定雨量计的准确程度。现有的雨量计检定校准装置按照使用场合分为户外现场检定装置和室内检定装置，这两种装置有着以下的不同缺陷：

此前的现场雨量计检定校准装置一般都依靠人工检定或简单加上计数器，具体方法是取一定量的水，通过人工控制或采用限流阀门控制水在指定时间长度流入雨量计，从而模拟不同雨强下雨量计的工作情况。此类产品有以下缺陷：

(1)精确度较差，水流速度前后差异较大、水流时间长度不稳定，无法精确的模拟不同雨强；

(2)基本靠人工操作，繁杂费时，占用人力；

(3)数据采集受操作者人为因素影响较大，有时难免发生误操作，不确定因素较多；

(4)不能自动建立档案库，难以保证长期检定数据的完整；

(5)检定装置自身精度随时间发生变化，影响检定效果。

此前有一些室内使用的检定装置，虽然精度有一定保证，可是又存在自动化程度低，体积大，重量重，软件功能不全面，造价高，特别是无法用于户外现场检定等缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于蠕动泵的雨量传感器在线校准系统，能够远程自动检定和校准翻斗式雨量计的精度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于蠕动泵的雨量传感器在线校准系统，包括上位机和校准仪，所述校准仪与翻斗式雨量计连接，所述上位机与校准仪无线连接，所述校准仪包括单片机、蠕动泵和电磁阀，所述蠕动泵的一端通过进水管与储水室连接，所述蠕动泵的另一端通过出水管与翻斗式雨量计的承水器连接，所述电磁阀设于所述翻斗式雨量计和所述储水室之间，所述蠕动泵和电磁阀与所述单片机电连接。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，上述校准仪还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器用于判断环境是否满足检定条件。

进一步地，上述校准仪还包括时钟模块，所述时钟模块用于控制单片机定时发送检定指令。

进一步地，上述校准仪还包括超声波测距模块，所述超声波测距模块用于判断储水室的水量是否满足检定条件。

进一步地，上述校准仪还包括雨量传感器，所述雨量传感器用于用于判断环境是否满足检定条件。

进一步地，上述无线通讯模块为GSM/GPRS无线通信模块。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种基于蠕动泵的雨量传感器在线校准系统，上位机与单片机进行无线通讯，通过单片机控制蠕动泵的转速和步数，从而实现了自动模拟并检定各类雨强，最后收集信号进行数据处理，上位机可以进行多站点信息的统一管理；并且用无线通信技术解决了远程控制问题，有效提高了检定的精度和工作效率，具有更好的户外适应性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的校准仪结构示意图。

图3为本发明的单片机结构示意图。

图中：1-上位机，2-校准仪，3-雨量传感器，4-单片机，5-翻斗式雨量计，6-过滤网，7-超声波测距模块，8-储水室，9-出水口，10-蠕动泵，11-进水口，12-电磁阀，13-GPRS无线通信模块，14-时钟模块，15-步进电机，16-温湿度传感器，17-引脚。

具体实施方式

现在结合附图1-3对本发明作进一步详细的说明。

需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1和图2所示，在本发明的其中一个实施例中，一种基于蠕动泵的雨量传感器在线校准系统，其特征在于，包括上位机1和校准仪2，所述校准仪2与翻斗式雨量计5连接，所述上位机1与校准仪2通过无线通讯模块13连接，所述校准仪2包括单片机4、蠕动泵10和电磁阀12，所述蠕动泵10的一端通过进水管与储水室8连接，所述蠕动泵10的另一端通过出水管与翻斗式雨量计5的承水器连接，所述电磁阀12设于所述翻斗式雨量计5和所述储水室8之间，所述蠕动泵10和电磁阀12与所述单片机4电连接。

在本实施例中，上位机1控制端通过无线通讯模块13与单片机4控制板相连，对各模块进行远程控制并接收返回的数据。校准仪2主机内进水管连接蠕动泵10和储水室8。储水室8的水通过蠕动泵10抽出，从出水口9输送至翻斗式雨量计5的承水器。蠕动泵10以上位机1选定的检定模式下，按相应转速、时间送水，模拟不同雨强的降水情况。雨量计5产生的脉冲信号通过信号线连接的单片机4传回到上位机1控制端。校准仪2主机中，蠕动泵10一端通过进水口11连接到储水室8，另一端通过出水口9连接到翻斗式雨量计5的承水器，翻斗式雨量计5和储水室8之间水的流断由电磁阀12的开闭控制，当电磁阀12、蠕动泵10开启时，校准仪2内部形成一个水循环：检定所模拟的降水通过翻斗式雨量计5经过滤网6过滤后进入储水室8，储水室内8的水路通过蠕动泵10进入翻斗式雨量计5，实现自动化检定。

如图2和图3所示，在本发明的其中一个实施例中，校准仪2还包括温湿度传感器16、时钟模块14、超声波测距模块7和雨量传感器3。

在本实施例中，雨量传感器3、温湿度传感器16通过I2C协议与单片机4进行通讯，用于检测环境是否满足检定条件，并实时反馈到上位机1控制端。超声波测距模块7通过I2C协议与单片机4进行通讯，将储水室8水量情况传回上位机1控制端。当超声波测距模块7判断储水室8雨量不足时，雨量传感器3和翻斗式雨量计5的脉冲信号采集同时判断是否降雨，并在降雨时打开电磁阀12，将储水室8的水补满，当超声波测距模块7检测水量到达指定水位时，关闭电磁阀12。通过在时钟模块14设置好时间间隔后，校准仪2会自动定时发送检定指令给单片机4进行翻斗式雨量计5的检定。

在本发明的其中一个实施例中，一种基于蠕动泵的雨量传感器在线校准系统工作方法如下：

超声波测距模块7判断储水室8的水量是否满足检定条件，如不满足则向上位机1控制端报错，停止检定程序。

雨量传感器3、温湿度传感器16判断环境是否满足检定条件，如不满足则向上位机1控制端报错，停止检定程序。

如果满足检定条件，上位机1控制端选择检定模式(小雨、中雨、大雨三种雨强)，开始检定流程。

上位机1发出指令，开启电磁阀12和蠕动泵10，蠕动泵10以选定模式下的转速、时间向翻斗式雨量计5里注水，并采集翻斗式雨量计5输出的脉冲信号。

当达到设定雨量时，关闭蠕动泵10，继续采集翻斗式雨量计5输出的脉冲信号，直到不再产生信号，关闭电磁阀12。检测完成。时钟模块13重新开始计时。

单片机3将脉冲信号个数通过无线通讯模块13上传到上位机1控制端，与理想值进行比对，并给出结果、误差分析，可视化的显示在上位机1界面。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。