一种自动除尘除霜节能型气象监测仪的制作方法
【专利摘要】一种自动除尘除霜节能型气象监测仪，属于气象监测领域，监测仪本体通过支架支撑于一底座上，在底座上还布置智能雨刮器，所述智能雨刮器包括光学传感器、电机驱动电路、电机和雨刮器，光学传感器的信号输出端连接在电机驱动电路的信号输入端，电机驱动电路的输出端连接在电机的工作电路上，所述电源模块还分别与光学传感器的工作电源端和电机连接。本发明由于采用了智能雨刮器，使得即使气象监测仪安装于高处，也不会因为太阳能电池板上的霜雪以及灰尘而影响整个系统的供电。
【专利说明】
一种自动除尘除霜节能型气象监测仪
技术领域
[0001]本发明属于气象监测领域，尤其涉及一种自动除尘除霜节能型气象监测仪。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，气象监测技术也越来越成熟，由于气象监测仪一般都在固定地点工作，且工作时间长，所以一般都采用太阳能电池供电，这样既能保气象监测仪的长时间工作，也环保安全。但是由于气象监测仪一般都安置于高处，经过长时间使用，若遇特殊气象环境，专业太阳能电池板上就会出现结霜现象，灰尘也会特别多，这样就影响了电能的转换效率，影响了气象监测仪的工作时间。
【发明内容】
[0003]本发明旨在解决上述难题，提出一种能保障气象监测仪长时间正常使用的自动除霜节能型气象监测仪。
[0004]本发明监测仪本体通过支架支撑于一底座上，在底座表面布置太阳能电池板，在底座内设置与太阳能电池板连接的电源模块，所述电源模块的一个输出端与监测仪本体连接，其特征在于:在底座上还布置智能雨刮器，所述智能雨刮器包括光学传感器、电机驱动电路、电机和雨刮器，光学传感器的信号采集端设置在太阳能电池板的侧面，雨刮器布置在太阳能电池板的表面，电机布置在底座内，雨刮器的一端与电机的输出轴，光学传感器的信号输出端连接在电机驱动电路的信号输入端，电机驱动电路的输出端连接在电机的工作电路上，所述电源模块还分别与光学传感器的工作电源端和电机连接。
[0005]本发明工作原理:通过光学传感器自动检测太阳能电池板表面的杂物，一旦发现了杂物，即通过启动电机的工作电路使雨刮器开始工作清除异物。本发明由于采用了智能雨刮器，使得即使气象监测仪安装于高处，也不会因为太阳能电池板上的霜雪以及灰尘而影响整个系统的供电。
[0006]进一步地，本发明所述智能雨刮器还包括一计时器，所述计时器连接在电源模块和光学传感器的工作电源端之间。
[0007]计时器的倒计时时间可以自行设置，目的是让整个智能雨刮器在每间隔一定时间后启动信号采集，以利于节省用电，从而保证气象监测仪有足够的电能长时间高效的工作。
[0008]本发明的光电传感器包括限流电阻、光电二极管、放大单元、AD转换单元和信号处理单元，限流电阻的第一端连接在电源模块上，限流电阻的第二端连接至光电二极管的第一端，光电二极管的第二端接地，放大单元的输入端连接至限流电阻的第二端，AD转换单元的输入端与放大单元的输出端相连，信号处理单元的输入端连接至AD转换单元的输出端。
【附图说明】
[0009]图1为本发明正面视图。
[0010]图2为本发明的整体系统工作原理框图。
[0011 ]图3为本发明光电传感器的电路原理图。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，本发明的监测仪本体I通过支架2支撑于底座4上。
[0013]底座4的正面为具有一定斜度的平面，在该平面上设置太阳能电池板5，在太阳能电池板5的上方布置一雨刮器6.1，雨刮器6.1刷臂的长度小于太阳能电池板5的宽度，雨刮器6.1的轴心置于太阳能电池板5的下边缘中心处。
[0014]在底座4内布置有电源模块7、设有电机驱动电路的电机6.3，并使电机6.3的输出轴暴露在太阳能电池板5下边缘中心处，雨刮器6.1的轴心连接在电机6.3的输出轴上。两个光学传感器6.2分别设置在太阳能电池板5的两侧。
[0015]以上光学传感器6.2、电机6.3和雨刮器6.1共同构成智能雨刮器。
[0016]如图2所示，太阳能电池板5的输出端连接一电源模块7，电源模块7分别设置有一个24V电压输出端和两个12V电压输出端。
[0017]24V电压输出端连接监测仪本体I，用于监测仪本体I自身工作的供电。
[0018]一个12V电压输出端通过电机驱动电路6.32直接连接电机6.3。
[0019]另一个12V电压输出端通过计时器3与光电传感器连接。
[0020]如图3所示，光电传感器6.2主要由限流电阻Rl、光电二极管H)、放大单元6.21、AD转换单元6.22和信号处理单元6.23组成。
[0021]限流电阻Rl的第一端连接电源VCC，第二端连接至所述光电二极管ro的第一端，光电二极管PD的第二端接地。放大单元6.21连接至限流电阻Rl的第二端，AD转换单元
6.22的输入端与放大单元6.21的输出端相连。信号处理单元6.23的输入端连接至AD转换单元6.22的输出端。
[0022]其中，作为放大单元6.21的一个具体结构例，可以为一个二级放大的放大单元，运算放大器Al、电阻Z1、电阻Z2和参考电压VFl构成放大单元的第一级，运算放大器A2、电阻Z3、电阻TA和参考电压VF2构成放大单元的第二级。
[0023]计时器3串接在12V电压输出端和限流电阻Rl的第一端之间。
[0024]正常工作使用时，12V的电压信号在放大单元6.21中进行放大后在AD转换单元6.22中进行模数转换，最后转换了的数字信号在信号处理单元6.23中以对应于Rl的光电转换系数进行数字信号处理，以得到需要的参数，将得到的参数与预先设置好的参数进行对比，当参数低于设定参数时，即接收端接收到的光通量较小，系统将开启雨刮器的驱动电机，当参数高于设定参数时则不作处理。
[0025]正常情况下，当太阳能电池板上没有异物时，光学传感器的发射端发射出来的光线能被接收端完全接收到，而当系统工作了一段时间，太阳能电池板表面堆积了灰尘，或者在寒冷的天气，太阳能电池板表面结霜或者有积雪时，光学传感器发射端射出的光线则不能完全被接收端接收到，当接收端接收到的光线总量低于某一个比例的时候，雨刮器则开始工作，雨刮器工作达到5分钟或者光学传感器接收端接收到的光线总量比例达到90%以上时，雨刮器则停止工作。
[0026]当气象监测仪工作时间较长时，太阳能电池板表面会积累灰尘，灰尘虽然细小但也会一定程度上影响太阳能电池板吸收光能，而且光学传感器很难感应到灰尘，所以本发明还加入了一个计时器，该计时器可以设置倒计时时间，当时间为O时，雨刮器则开始工作，并于工作5分钟后停止工作，一般的情况下设置时间为一周即168小时。
【主权项】
1.一种自动除尘除霜节能型气象监测仪，包括监测仪本体，所述监测仪本体通过支架支撑于一底座上，在底座表面布置太阳能电池板，在底座内设置与太阳能电池板连接的电源模块，所述电源模块的一个输出端与监测仪本体连接，其特征在于:在底座上还布置智能雨刮器，所述智能雨刮器包括光学传感器、电机驱动电路、电机和雨刮器，光学传感器的信号采集端设置在太阳能电池板的侧面，雨刮器布置在太阳能电池板的表面，电机布置在底座内，雨刮器的一端与电机的输出轴，光学传感器的信号输出端连接在电机驱动电路的信号输入端，电机驱动电路的输出端连接在电机的工作电路上，所述电源模块还分别与光学传感器的工作电源端和电机连接。2.根据权利要求1所述自动除尘除霜节能型气象监测仪，其特征在于:所述智能雨刮器还包括一计时器，所述计时器连接在电源模块和光学传感器的工作电源端之间。3.根据权利要求1或2所述自动除尘除霜节能型气象监测仪，其特征在于:光电传感器包括限流电阻、光电二极管、放大单元、AD转换单元和信号处理单元，限流电阻的第一端连接在电源模块上，限流电阻的第二端连接至光电二极管的第一端，光电二极管的第二端接地，放大单元的输入端连接至限流电阻的第二端，AD转换单元的输入端与放大单元的输出端相连，信号处理单元的输入端连接至AD转换单元的输出端。
【文档编号】B08B1/04GK106094056SQ201610422143
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月16日 公开号201610422143.0, CN 106094056 A, CN 106094056A, CN 201610422143, CN-A-106094056, CN106094056 A, CN106094056A, CN201610422143, CN201610422143.0
【发明人】朱金荣, 夏长权, 陆文峰, 邓小颖, 陈卫峰, 韩东利, 佟国栋
【申请人】扬州大学