專利名稱：用于核輻射環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)中的全向感雨雪計的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于核輻射環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)中的全向感雨雪計。
背景技術(shù)：
監(jiān)測微雨雪功能的高靈敏傳感器所構(gòu)成的感雨雪計，主要應用于核電廠外圍環(huán)境輻射連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)之中，通過對環(huán)境Y輻射劑量率與感雨信息兩者的檢測，將兩者信息進行融合評判，消除由于降雨、降雪所引起環(huán)境中氡子體的變化，從而感知核電基地外圍輻射環(huán)境中核輻射劑量率的變化，及時準確的判知核電廠外圍環(huán)境輻射的異常，因此感雨、感雪信息是核電站外圍環(huán)境核輻射監(jiān)測系統(tǒng)之中的重要采集信息之一。感雨雪計除了用於核電廠外圍環(huán)境輻射連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)之中外，還應用于交通道路管理與控制的環(huán)境信息采集中，為高速公路的現(xiàn)代化管理，提供了路面濕滑信息最準確的信息，為減速告警以及限速指令的執(zhí)行，提供了最穩(wěn)妥的參考依據(jù)。感雨雪計還為氣象部門的綜合信息采集，提供了一種除雨量計之外的更高靈敏度的降雨、降雪信息的檢測手段。免除了當雨量、雪量較小時，無法準確獲知降雨、降雪信息， 無法捕捉到更為精準的、或是小區(qū)域天氣狀況變化的信息。感雨雪計的發(fā)明為上述的應用提供了有效、高靈敏度的監(jiān)測手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于核輻射環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)中的全向感雨雪計。用于核輻射環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)中的全向感雨雪計包括第一電極點、第二電極點、 金屬羽翼毛分布式螺旋線、傘面、光電檢測器件、光電檢測器件引下線、薄透光釉面、旋轉(zhuǎn)立桿主軸、碳刷頭組件、引線、光敏器件、信號處理器、支承架、齒輪、變速齒輪、聯(lián)軸器、止頭螺釘、電機、安裝平臺、支承座、水罐、水槍噴嘴、引水管、清潔液儲罐、控制電磁閥、立桿主軸軸套、軸承、第二電極點引線和第一電極點引線；支承座上設有安裝平臺，在安裝平臺上設有電機，電機通過聯(lián)軸器和止頭螺釘與變速齒輪連接，變速齒輪與小齒輪嚙合，小齒輪固定在主軸上，主軸安置在支承架上的立桿主軸軸套內(nèi)，在立桿主軸軸套內(nèi)設置有軸承，主軸上方安裝有傘面，在傘面的表面設有裸露的金屬羽翼毛分布式螺旋線，在傘面上設有一個直徑 Φ 5mm孔，并覆以薄透光釉面封住，在薄透光釉面的下方安裝光電檢測器件；在支撐架上還安裝有進行信號參比用的參比光敏傳感器件和信號處理器，信號處理器設有電導率檢測電路和光敏傳感器的信號處理電路；信號處理器通過引線與碳刷頭組連接，并通過中空的旋轉(zhuǎn)立桿主軸內(nèi)的光電檢測器件引下線與光電檢測器件進行電氣連接；金屬電極點和金屬電極點通過中空旋轉(zhuǎn)立桿主軸內(nèi)的第二電極點引線和第一電極點引線分別與碳刷頭組連接， 并通過引線與信號處理器連接；在支承座上，安裝有進行清洗旋轉(zhuǎn)傘面的水罐，水罐外設置水槍噴嘴，水罐外部的上方設有清潔液儲罐，水罐外部的下方設置有引水管，引水管上設有控制電磁閥。
所述的陶瓷傘面上的兩條鍍金螺線按羽翼毛狀分布覆布在整個傘面，并相互穿插，螺線之間的間隙為0. 05 0. 5mm，螺線采用導電金屬粉狀物繪制并鍍金或采用金粉繪制。所述的立桿外設置的環(huán)形碳刷頭組有四層，分別將第二電極點引線和第一電極點引線以及光電檢測器件引下線連接至環(huán)形碳刷頭組上，光電檢測器件引下線為雙線，環(huán)形碳刷頭組的片與片之間和與不銹鋼立桿之間采用聚四氟乙烯絕緣材料，環(huán)形碳刷頭組為動、靜一組觸頭，動觸頭采用碳刷材料，靜觸頭采用磷銅材質(zhì)的彈簧片，組成可旋轉(zhuǎn)的電氣連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果
1)通過旋轉(zhuǎn)使下落在傘面的雨滴迅速散開，引起傘面金屬羽翼毛分布式螺旋線線之間的電導率迅速升高，可快速感知雨滴，從而將微小的雨雪下落信息通過電導率的測量及時檢測感知。2)通過旋轉(zhuǎn)使下落在傘面的雨滴通過旋轉(zhuǎn)的離心力，迅速甩離傘面，減少雨滴在傘面的停留時間，提高檢測的響應靈敏度。3)旋轉(zhuǎn)的傘面具有自清潔功能，通過雨滴的沖刷離心作用，保持傘面的潔凈。4)傘面采用陶瓷材質(zhì)，表面張力小，容易清除水漬和污垢；可全天候工作，耐受嚴酷自然環(huán)境的考驗，經(jīng)久耐用。5)陶瓷傘面通過鍍金工藝將螺線繪制其上，螺線按照阿基米德螺線展開，在旋轉(zhuǎn)時可按螺線方向?qū)⑺紊㈤_并下落，同時自清潔螺線。6)為提高感雨雪的響應靈敏度和響應速度，在阿基米德螺線展開的同時再進行二次羽翼毛分布式的(蛛網(wǎng))螺線的展開，增大了雨雪感應面積，極大的提高了感雨雪的響應靈敏度。7)傘面旋轉(zhuǎn)速度能自動調(diào)節(jié)，具有能識別氣象狀態(tài)并進行自動調(diào)節(jié)的功能。陽光普照時，光電檢測器件和光敏器件同時輸出最大信號，電機停機不旋轉(zhuǎn)，以降低能耗。當進入陰雨天氣時，光電檢測器件和光敏器件同時輸出較小的信號，進入慢速旋轉(zhuǎn)，隨著雨量， 電導率升高，速度隨之增速。8)當陶瓷傘面薄透光釉面層下的光電檢測器件和光敏器件輸出信號差別較大時， 可判定為潔凈度降低，將控制閥打開，自動噴灑清洗液，并旋轉(zhuǎn)傘盤面電機，進行自動清洗陶瓷傘面表面。以確保檢測雨雪的靈敏度，當清洗后，輸出信號差別還是較大時，自動發(fā)出報警信號，提示添加清洗液或人工清洗。


圖1是用于核輻射環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)中的全向感雨雪計的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的羽翼毛分布示意圖中，第一電極點1、第二電極點2、金屬羽翼毛分布式螺旋線3、旋轉(zhuǎn)傘面4、光電檢測器件5、光電檢測器件引下線6、薄透光釉面7、旋轉(zhuǎn)立桿主軸8、碳刷頭組9、引線10、光敏器件11、信號處理器12、支承架13、齒輪14、變速齒輪15、聯(lián)軸器16、止頭螺釘17、電機18、安裝平臺19、支承座20、水罐21、水槍噴嘴22、引水管23、清潔液儲罐M、控制電磁閥25、立桿主軸軸套沈、軸承27、第二電極點引線觀和第一電極點引線四。
具體實施例方式如圖1、2所示，用于核輻射環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)中的全向感雨雪計包括第一電極點 1、第二電極點2、金屬羽翼毛分布式螺旋線3、傘面4、光電檢測器件5、光電檢測器件引下線 6、薄透光釉面7、旋轉(zhuǎn)立桿主軸8、碳刷頭組件9、引線10、光敏器件11、信號處理器12、支承架13、齒輪14、變速齒輪15、聯(lián)軸器16、止頭螺釘17、電機18、安裝平臺19、支承座20、水罐 21、水槍噴嘴22、引水管23、清潔液儲罐M控制電磁閥25、立桿主軸軸套沈、軸承27、第二電極點引線觀和第一電極點引線四；支承座20上設有安裝平臺19，在安裝平臺19上設有電機18，電機18通過聯(lián)軸器16和止頭螺釘17與變速齒輪15連接，變速齒輪15與小齒輪 14嚙合，小齒輪14固定在主軸8上，主軸8安置在支承架13上的立桿主軸軸套沈內(nèi)，在立桿主軸軸套26內(nèi)設置有軸承27，主軸8上方安裝有傘面4，在傘面4的表面設有裸露的金屬羽翼毛分布式螺旋線3，在傘面4上設有一個直徑Φ 5mm孔，并覆以薄透光釉面7封住，在薄透光釉面7的下方安裝光電檢測器件5 ；在支撐架13上還安裝有進行信號參比用的參比光敏傳感器件11和信號處理器12，信號處理器12設有電導率檢測電路和光敏傳感器的信號處理電路；信號處理器12通過引線10與碳刷頭組9連接，并通過中空的旋轉(zhuǎn)立桿主軸8 內(nèi)的光電檢測器件引下線6與光電檢測器件5進行電氣連接；金屬電極點1和金屬電極點 2通過中空旋轉(zhuǎn)立桿主軸8內(nèi)的第二電極點引線觀和第一電極點引線四分別與碳刷頭組 9連接，并通過引線10與信號處理器12連接；在支承座20上，安裝有進行清洗旋轉(zhuǎn)傘面4 的水罐21，水罐21外設置水槍噴嘴22，水罐21外部的上方設有清潔液儲罐M，水罐21外部的下方設置有引水管23，引水管23上設有控制電磁閥25。所述的陶瓷傘面4上的兩條鍍金螺線3按羽翼毛狀分布覆布在整個傘面，并相互穿插，螺線之間的間隙為0. 05 0. 5mm，螺線采用導電金屬粉狀物繪制并鍍金或采用金粉繪制。所述的立桿8外設置的環(huán)形碳刷頭組9有四層，分別將第二電極點引線觀和第一電極點引線四以及光電檢測器件引下線6連接至環(huán)形碳刷頭組9上，光電檢測器件引下線 6為雙線，環(huán)形碳刷頭組9的片與片之間和與不銹鋼立桿8之間采用聚四氟乙烯絕緣材料， 環(huán)形碳刷頭組9為動、靜一組觸頭，動觸頭采用碳刷材料，靜觸頭采用磷銅材質(zhì)的彈簧片， 組成可旋轉(zhuǎn)的電氣連接。用于核輻射環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)中的全向感雨雪計，由于采用了陶瓷傘面，并在傘面覆以可導電的金屬羽翼毛分布式螺線，通過旋轉(zhuǎn)使下落的雨滴在傘面迅速散開，引起螺線之間的電導率迅速升高，可快速感知微小的雨雪下落信息，通過電導率的測量及時檢測感知。通過旋轉(zhuǎn)使下落在傘面的雨滴通過旋轉(zhuǎn)的離心力，迅速甩離傘面，減少雨滴在傘面的停留時間，提高檢測的響應靈敏度。旋轉(zhuǎn)的傘面具有自清潔功能，通過雨滴的沖刷離心作用，保持傘面的潔凈。傘面采用陶瓷材質(zhì)，表面張力小，容易清除水漬和污垢；可全天候工作，耐受嚴酷自然環(huán)境的考驗，經(jīng)久耐用。陶瓷傘面通過鍍金工藝將螺線繪制其上，螺線按照阿基米德螺線展開，在旋轉(zhuǎn)時可按螺線方向?qū)⑺紊㈤_并下落，同時自清潔螺線。為提高感雨雪的響應靈敏度和響應速度，在阿基米德螺線展開的同時再進行二次羽翼毛分布式的 (蛛網(wǎng))螺線的展開，增大了雨雪感應面積，極大的提高了感雨雪的響應靈敏度。傘面旋轉(zhuǎn)速度能自動調(diào)節(jié)，具有能識別氣象狀態(tài)并進行自動調(diào)節(jié)的功能。陽光普照時，光電檢測器件和光敏器件同時輸出最大信號，電機停機不旋轉(zhuǎn)，以降低能耗。當進入陰雨天氣時，光電檢測器件和光敏器件同時輸出較小的信號，進入慢速旋轉(zhuǎn)，隨著雨量，電導率升高，速度隨之增速。當陶瓷傘面薄透光釉面層下的光電檢測器件和光敏器件輸出信號差別較大時，可判定為潔凈度降低，將控制閥打開，自動噴灑清洗液，并旋轉(zhuǎn)傘盤面電機，進行自動清洗陶瓷傘面表面。以確保檢測雨雪的靈敏度，當清洗后，輸出信號差別還是較大時，自動發(fā)出報警信號，提示添加清洗液或人工清洗。信號處理器設有的電導率檢測電路和光敏傳感器的信號處理電路，其電路較為簡單，感知雨雪的電導率檢測是通過檢測螺線之間的電導率判定降雨信息的，因此將一個IOK電阻一端接正電源5V，電阻另一端連接其中一條螺線，并輸出至一個電壓比較器正極，另外一條螺線接地，電壓比較器負極接3V電壓，雨雪下落，螺線間電導率上升，電壓比較器正極電壓下降至3V以下，比較器輸出為低，只要測量高低電平就可感知雨雪的降落。光敏傳感器的信號處理電路，是將光電檢測器件和光敏器件的輸出通過電壓比較器判定傘面有無污垢來啟動電磁閥開啟清洗傘面。
權(quán)利要求
1.一種用于核輻射環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)中的全向感雨雪計，其特征在于包括第一電極點(1)、第二電極點(2)、金屬羽翼毛分布式螺旋線(3)、傘面(4)、光電檢測器件(5)、光電檢測器件引下線(6)、薄透光釉面(7)、旋轉(zhuǎn)立桿主軸(8)、碳刷頭組件(9)、引線(10)、光敏器件(11)、信號處理器(12)、支承架(13)、齒輪(14)、變速齒輪(15)、聯(lián)軸器(16)、止頭螺釘 (17)、電機(18)、安裝平臺(19)、支承座(20)、水罐(21)、水槍噴嘴(22)、引水管(23)、清潔液儲罐(24)控制電磁閥(25)、立桿主軸軸套(26)、軸承(27)、第二電極點引線(28)和第一電極點引線(29);支承座()20上設有安裝平臺(19)，在安裝平臺(19)上設有電機(18)， 電機(18)通過聯(lián)軸器(16)和止頭螺釘(17)與變速齒輪(15)連接，變速齒輪(15)與小齒輪(14)嚙合，小齒輪(14)固定在主軸(8 )上，主軸(8 )安置在支承架(13 )上的立桿主軸軸套(26)內(nèi)，在立桿主軸軸套(26)內(nèi)設置有軸承(27)，主軸(8)上方安裝有傘面(4)，在傘面(4)的表面設有裸露的金屬羽翼毛分布式螺旋線(3)，在傘面(4)上設有一個直徑Φ5πιπι 孔，并覆以薄透光釉面(7)封住，在薄透光釉面(7)的下方安裝光電檢測器件(5)；在支撐架(13)上還安裝有進行信號參比用的參比光敏傳感器件(11)和信號處理器(12)，信號處理器(12)設有電導率檢測電路和光敏傳感器的信號處理電路；信號處理器(12)通過引線 (10)與碳刷頭組(9)連接，并通過中空的旋轉(zhuǎn)立桿主軸(8)內(nèi)的光電檢測器件引下線(6) 與光電檢測器件(5)進行電氣連接；金屬電極點(1)和金屬電極點(2)通過中空旋轉(zhuǎn)立桿主軸(8)內(nèi)的第二電極點引線(28)和第一電極點引線(29)分別與碳刷頭組(9)連接，并通過引線(10)與信號處理器(12)連接；在支承座(20)上，安裝有進行清洗旋轉(zhuǎn)傘面(4)的水罐(21)，水罐(21)外設置水槍噴嘴(22 )，水罐(21)外部的上方設有清潔液儲罐(24)，水罐 (21)外部的下方設置有引水管(23)，引水管(23)上設有控制電磁閥(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于核輻射環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)中的全向感雨雪計，其特征在于所述的陶瓷傘面(4)上的兩條鍍金螺線(3)按羽翼毛狀分布覆布在整個傘面，并相互穿插，螺線之間的間隙為0. 05 0. 5mm，螺線采用導電金屬粉狀物繪制并鍍金或采用金粉繪制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于核輻射環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)中的全向感雨雪計，其特征在于所述的立桿(8)外設置的環(huán)形碳刷頭組(9)有四層，分別將第二電極點引線(28)和第一電極點引線(29)以及光電檢測器件引下線(6)連接至環(huán)形碳刷頭組(9)上，光電檢測器件引下線(6)為雙線，環(huán)形碳刷頭組(9)的片與片之間和與不銹鋼立桿(8)之間采用聚四氟乙烯絕緣材料，環(huán)形碳刷頭組(9)為動、靜一組觸頭，動觸頭采用碳刷材料，靜觸頭采用磷銅材質(zhì)的彈簧片，組成可旋轉(zhuǎn)的電氣連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于核輻射環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)中的全向感雨雪計。它包括第一電極點、第二電極點、金屬羽翼毛分布式螺旋線、傘面、光電檢測器件、光電檢測器件引下線、薄透光釉面、旋轉(zhuǎn)立桿主軸、碳刷頭組件、引線、光敏器件、信號處理器、支承架、齒輪、變速齒輪、聯(lián)軸器、止頭螺釘、電機、安裝平臺、支承座、水罐、水槍噴嘴、引水管、清潔液儲罐、控制電磁閥、立桿主軸軸套、軸承、第二電極點引線和第一電極點引線。本發(fā)明可全向檢測任意方向飄落的雨滴，并使其迅速散開，而快速感知雨雪下落信息。旋轉(zhuǎn)離心力可減少測量滯后。傘面的陶瓷材質(zhì)，張力小，易除垢。螺線與旋轉(zhuǎn)方向一致，可自清潔。傘面旋轉(zhuǎn)速度能隨天氣狀況自動調(diào)節(jié)。
文檔編號G01W1/14GK102508322SQ20111037300
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者周亮 申請人:杭州安保網(wǎng)智能科技有限公司