一種自動除塵除霜節(jié)能型氣象監(jiān)測儀的制作方法
【專利摘要】一種自動除塵除霜節(jié)能型氣象監(jiān)測儀，屬于氣象監(jiān)測領(lǐng)域，監(jiān)測儀本體通過支架支撐于一底座上，在底座上還布置智能雨刮器，所述智能雨刮器包括光學(xué)傳感器、電機(jī)驅(qū)動電路、電機(jī)和雨刮器，光學(xué)傳感器的信號輸出端連接在電機(jī)驅(qū)動電路的信號輸入端，電機(jī)驅(qū)動電路的輸出端連接在電機(jī)的工作電路上，所述電源模塊還分別與光學(xué)傳感器的工作電源端和電機(jī)連接。本發(fā)明由于采用了智能雨刮器，使得即使氣象監(jiān)測儀安裝于高處，也不會因?yàn)樘柲茈姵匕迳系乃┮约盎覊m而影響整個系統(tǒng)的供電。
【專利說明】
一種自動除塵除霜節(jié)能型氣象監(jiān)測儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于氣象監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種自動除塵除霜節(jié)能型氣象監(jiān)測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，氣象監(jiān)測技術(shù)也越來越成熟，由于氣象監(jiān)測儀一般都在固定地點(diǎn)工作，且工作時(shí)間長，所以一般都采用太陽能電池供電，這樣既能保氣象監(jiān)測儀的長時(shí)間工作，也環(huán)保安全。但是由于氣象監(jiān)測儀一般都安置于高處，經(jīng)過長時(shí)間使用，若遇特殊氣象環(huán)境，專業(yè)太陽能電池板上就會出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，灰塵也會特別多，這樣就影響了電能的轉(zhuǎn)換效率，影響了氣象監(jiān)測儀的工作時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述難題，提出一種能保障氣象監(jiān)測儀長時(shí)間正常使用的自動除霜節(jié)能型氣象監(jiān)測儀。
[0004]本發(fā)明監(jiān)測儀本體通過支架支撐于一底座上，在底座表面布置太陽能電池板，在底座內(nèi)設(shè)置與太陽能電池板連接的電源模塊，所述電源模塊的一個輸出端與監(jiān)測儀本體連接，其特征在于:在底座上還布置智能雨刮器，所述智能雨刮器包括光學(xué)傳感器、電機(jī)驅(qū)動電路、電機(jī)和雨刮器，光學(xué)傳感器的信號采集端設(shè)置在太陽能電池板的側(cè)面，雨刮器布置在太陽能電池板的表面，電機(jī)布置在底座內(nèi)，雨刮器的一端與電機(jī)的輸出軸，光學(xué)傳感器的信號輸出端連接在電機(jī)驅(qū)動電路的信號輸入端，電機(jī)驅(qū)動電路的輸出端連接在電機(jī)的工作電路上，所述電源模塊還分別與光學(xué)傳感器的工作電源端和電機(jī)連接。
[0005]本發(fā)明工作原理:通過光學(xué)傳感器自動檢測太陽能電池板表面的雜物，一旦發(fā)現(xiàn)了雜物，即通過啟動電機(jī)的工作電路使雨刮器開始工作清除異物。本發(fā)明由于采用了智能雨刮器，使得即使氣象監(jiān)測儀安裝于高處，也不會因?yàn)樘柲茈姵匕迳系乃┮约盎覊m而影響整個系統(tǒng)的供電。
[0006]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述智能雨刮器還包括一計(jì)時(shí)器，所述計(jì)時(shí)器連接在電源模塊和光學(xué)傳感器的工作電源端之間。
[0007]計(jì)時(shí)器的倒計(jì)時(shí)時(shí)間可以自行設(shè)置，目的是讓整個智能雨刮器在每間隔一定時(shí)間后啟動信號采集，以利于節(jié)省用電，從而保證氣象監(jiān)測儀有足夠的電能長時(shí)間高效的工作。
[0008]本發(fā)明的光電傳感器包括限流電阻、光電二極管、放大單元、AD轉(zhuǎn)換單元和信號處理單元，限流電阻的第一端連接在電源模塊上，限流電阻的第二端連接至光電二極管的第一端，光電二極管的第二端接地，放大單元的輸入端連接至限流電阻的第二端，AD轉(zhuǎn)換單元的輸入端與放大單元的輸出端相連，信號處理單元的輸入端連接至AD轉(zhuǎn)換單元的輸出端。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明正面視圖。
[0010]圖2為本發(fā)明的整體系統(tǒng)工作原理框圖。
[0011 ]圖3為本發(fā)明光電傳感器的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，本發(fā)明的監(jiān)測儀本體I通過支架2支撐于底座4上。
[0013]底座4的正面為具有一定斜度的平面，在該平面上設(shè)置太陽能電池板5，在太陽能電池板5的上方布置一雨刮器6.1，雨刮器6.1刷臂的長度小于太陽能電池板5的寬度，雨刮器6.1的軸心置于太陽能電池板5的下邊緣中心處。
[0014]在底座4內(nèi)布置有電源模塊7、設(shè)有電機(jī)驅(qū)動電路的電機(jī)6.3，并使電機(jī)6.3的輸出軸暴露在太陽能電池板5下邊緣中心處，雨刮器6.1的軸心連接在電機(jī)6.3的輸出軸上。兩個光學(xué)傳感器6.2分別設(shè)置在太陽能電池板5的兩側(cè)。
[0015]以上光學(xué)傳感器6.2、電機(jī)6.3和雨刮器6.1共同構(gòu)成智能雨刮器。
[0016]如圖2所示，太陽能電池板5的輸出端連接一電源模塊7，電源模塊7分別設(shè)置有一個24V電壓輸出端和兩個12V電壓輸出端。
[0017]24V電壓輸出端連接監(jiān)測儀本體I，用于監(jiān)測儀本體I自身工作的供電。
[0018]一個12V電壓輸出端通過電機(jī)驅(qū)動電路6.32直接連接電機(jī)6.3。
[0019]另一個12V電壓輸出端通過計(jì)時(shí)器3與光電傳感器連接。
[0020]如圖3所示，光電傳感器6.2主要由限流電阻Rl、光電二極管H)、放大單元6.21、AD轉(zhuǎn)換單元6.22和信號處理單元6.23組成。
[0021]限流電阻Rl的第一端連接電源VCC，第二端連接至所述光電二極管ro的第一端，光電二極管PD的第二端接地。放大單元6.21連接至限流電阻Rl的第二端，AD轉(zhuǎn)換單元
6.22的輸入端與放大單元6.21的輸出端相連。信號處理單元6.23的輸入端連接至AD轉(zhuǎn)換單元6.22的輸出端。
[0022]其中，作為放大單元6.21的一個具體結(jié)構(gòu)例，可以為一個二級放大的放大單元，運(yùn)算放大器Al、電阻Z1、電阻Z2和參考電壓VFl構(gòu)成放大單元的第一級，運(yùn)算放大器A2、電阻Z3、電阻TA和參考電壓VF2構(gòu)成放大單元的第二級。
[0023]計(jì)時(shí)器3串接在12V電壓輸出端和限流電阻Rl的第一端之間。
[0024]正常工作使用時(shí)，12V的電壓信號在放大單元6.21中進(jìn)行放大后在AD轉(zhuǎn)換單元6.22中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后轉(zhuǎn)換了的數(shù)字信號在信號處理單元6.23中以對應(yīng)于Rl的光電轉(zhuǎn)換系數(shù)進(jìn)行數(shù)字信號處理，以得到需要的參數(shù)，將得到的參數(shù)與預(yù)先設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行對比，當(dāng)參數(shù)低于設(shè)定參數(shù)時(shí)，即接收端接收到的光通量較小，系統(tǒng)將開啟雨刮器的驅(qū)動電機(jī)，當(dāng)參數(shù)高于設(shè)定參數(shù)時(shí)則不作處理。
[0025]正常情況下，當(dāng)太陽能電池板上沒有異物時(shí)，光學(xué)傳感器的發(fā)射端發(fā)射出來的光線能被接收端完全接收到，而當(dāng)系統(tǒng)工作了一段時(shí)間，太陽能電池板表面堆積了灰塵，或者在寒冷的天氣，太陽能電池板表面結(jié)霜或者有積雪時(shí)，光學(xué)傳感器發(fā)射端射出的光線則不能完全被接收端接收到，當(dāng)接收端接收到的光線總量低于某一個比例的時(shí)候，雨刮器則開始工作，雨刮器工作達(dá)到5分鐘或者光學(xué)傳感器接收端接收到的光線總量比例達(dá)到90%以上時(shí)，雨刮器則停止工作。
[0026]當(dāng)氣象監(jiān)測儀工作時(shí)間較長時(shí)，太陽能電池板表面會積累灰塵，灰塵雖然細(xì)小但也會一定程度上影響太陽能電池板吸收光能，而且光學(xué)傳感器很難感應(yīng)到灰塵，所以本發(fā)明還加入了一個計(jì)時(shí)器，該計(jì)時(shí)器可以設(shè)置倒計(jì)時(shí)時(shí)間，當(dāng)時(shí)間為O時(shí)，雨刮器則開始工作，并于工作5分鐘后停止工作，一般的情況下設(shè)置時(shí)間為一周即168小時(shí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動除塵除霜節(jié)能型氣象監(jiān)測儀，包括監(jiān)測儀本體，所述監(jiān)測儀本體通過支架支撐于一底座上，在底座表面布置太陽能電池板，在底座內(nèi)設(shè)置與太陽能電池板連接的電源模塊，所述電源模塊的一個輸出端與監(jiān)測儀本體連接，其特征在于:在底座上還布置智能雨刮器，所述智能雨刮器包括光學(xué)傳感器、電機(jī)驅(qū)動電路、電機(jī)和雨刮器，光學(xué)傳感器的信號采集端設(shè)置在太陽能電池板的側(cè)面，雨刮器布置在太陽能電池板的表面，電機(jī)布置在底座內(nèi)，雨刮器的一端與電機(jī)的輸出軸，光學(xué)傳感器的信號輸出端連接在電機(jī)驅(qū)動電路的信號輸入端，電機(jī)驅(qū)動電路的輸出端連接在電機(jī)的工作電路上，所述電源模塊還分別與光學(xué)傳感器的工作電源端和電機(jī)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動除塵除霜節(jié)能型氣象監(jiān)測儀，其特征在于:所述智能雨刮器還包括一計(jì)時(shí)器，所述計(jì)時(shí)器連接在電源模塊和光學(xué)傳感器的工作電源端之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述自動除塵除霜節(jié)能型氣象監(jiān)測儀，其特征在于:光電傳感器包括限流電阻、光電二極管、放大單元、AD轉(zhuǎn)換單元和信號處理單元，限流電阻的第一端連接在電源模塊上，限流電阻的第二端連接至光電二極管的第一端，光電二極管的第二端接地，放大單元的輸入端連接至限流電阻的第二端，AD轉(zhuǎn)換單元的輸入端與放大單元的輸出端相連，信號處理單元的輸入端連接至AD轉(zhuǎn)換單元的輸出端。
【文檔編號】B08B1/04GK106094056SQ201610422143
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月16日 公開號201610422143.0, CN 106094056 A, CN 106094056A, CN 201610422143, CN-A-106094056, CN106094056 A, CN106094056A, CN201610422143, CN201610422143.0
【發(fā)明人】朱金榮, 夏長權(quán), 陸文峰, 鄧小穎, 陳衛(wèi)峰, 韓東利, 佟國棟
【申請人】揚(yáng)州大學(xué)