雨量傳感器的工作原理_雨量傳感器的種類

2021-01-08 電子發燒友
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雨量傳感器的工作原理_雨量傳感器的種類

發表於 2019-09-16 10:29:11

　　雨量傳感器概述

　　雨量傳感器適用於氣象臺（站）、水文站、農林、國防等有關部門用來遙測液體降水量、降水強度、降水起止時間。用於防洪、供水調度、電站水庫水情管理為目的水文自動測報系統、自動野外測報站，為降水測量傳感器。

　　暗藏在前風擋玻璃後面，它能根據落在玻璃上雨水量的大小來調整雨刷的動作，因而大大減少了開車人的煩惱。

　　雨量傳感器的種類及原理

　　常見的雨量傳感器主要有流量式雨量傳感器、靜電式雨量傳感器、壓電式雨量傳感器，紅外線式雨滴傳感器。

　　流量式雨滴傳感器

　　如圖所示，S1/S2/S3為流量監測電極板，S1-S2為2.5cm，距離較近，小雨量時T1先導通，J1吸合，雨刮低速轉動；S1-S3為3cm距離較遠，大雨量時T2先導通，J2繼電器吸合，常開觸點接通，雨刮電機高速轉動。

　　電容式雨量傳感器

　　如圖所示，靜電面積S，電極間的間隔d不變，則電容C只有介電係數ɛ決定，因水和空氣的介電係數ɛ值不同，C隨雨滴的大小而變，利用靜電容的變化，改變振蕩電路的振蕩頻率，從而控制雨刮器的動作。

　　壓電式雨量傳感器

　　現在的雨量檢測刮雨器，將雨量傳感器檢測出的雨量變成電信號，根據電信號的大小，自動設定刮雨器的工作時間間隔，控制刮雨器的動作。在這個系統中雨量傳感器的作用最重要。下面就介紹利用壓電振子的傳感器：壓電振子利用壓電效應將機械位移（振動）變成電信號。如圖，壓電振子受到雨淋，按照雨滴的強弱和雨量做振動。

　　雨滴傳感器由振動板、壓電元件、放大電路、殼體及阻尼橡膠構成，如圖所示。

　　振動板的功用是接收雨滴衝擊的能量，按自身固有振動頻率進行彎曲振動，並將振動傳遞給內側壓電元件上，壓電元件把從振動板傳遞來的變形轉換成電壓。雨滴檢測用傳感器上的壓電元件，當壓電元件上出現機械變形時，在兩側的電極上就會產生電壓。所以，當雨滴落到振動板上時，壓電元件上就會產生電壓，電壓大小與加到振動板上的雨滴能量成正比，一般為0 5mV至300mV。放大電路將壓電元件上產生的電壓信號放大後再輸人到刮水器放大器中。放大器由電晶體、IC塊、電阻、電容器等部件組成。

　　當雨滴接觸到傳感器表面是，在傳感器內部產生隨雨滴強度和頻率變化的電壓變換，該電壓波形經傳感器內部放大器放大，存儲入功率放大器內部。噹噹信號達到一定值時，經過電路輸入雨刮器驅動電路，雨刮器隨即啟動開始刮雨。

　　紅外線式雨滴傳感器

　　原理：發光二極體發出的光經過透鏡系統調整後，成平行光狀態照射到擋風玻璃上；當玻璃乾燥時、光線將發生全反射，並經過透鏡系統成平行光狀態被接收器件接收，輸出最大值100%；當玻璃上有雨水、雨滴時，由於折射率改變，光線將不能發生全反射，而是視水滴面積大小發生部分反射，此時接收管只收到部分信號，按照百分率比值能夠計算出雨量大小。

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