一种全角度能见度气象检测装置的制作方法

1.本发明涉及光学测量及智能交通领域，具体涉及一种全角度能见度气象检测装置。


背景技术：

2.能见度，是指视力正常的人能将目标物从背景中识别出来的最大距离。即白天以靠近地平线的天空为背景，能清楚看出视角大于20度的地面灰暗目标物的轮廓并辨认出它是什么物体，夜间能清楚看见目标灯的发光点。
3.一般的能见度测量仪器体积大、对安装环境有特定的要求、容易受植物或运动物体的干扰，不具备良好的便携性，只能实现定点安装测量，造成设备功能性单一，无法适应更多的场景使用。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中，能见度测量仪体积大、安装要求高、功能性单一、采样体积小、角度小、不具代表性、测量误差大，同时由于体积大而不便携带的技术缺陷，提供一种全角度能见度气象检测装置。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种全角度能见度气象检测装置，该全角度能见度气象检测装置包括：检测箱，检测箱包括箱体以及上盖，箱体内设置有空腔，箱体的侧面均设置有至少一个开口；若干光信号收发模组，光信号收发模组设置在开口上；中控主板，中控主板设置在箱体的空腔内，且与若干光信号收发模组电连接。
6.在本发明提供的全角度能见度气象检测装置中，还可以具有这样的特征：光信号收发模组的个数为四个，四个光信号收发模组分别设置在箱体的四个侧面上的开口，每个光信号收发模组包括激光发射器、激光接收器、透镜；透镜设置在开口上，且与开口之间设置有密封圈，激光发射器与接收器设置在空腔内，且位于透镜的后侧。
7.在本发明提供的全角度能见度气象检测装置中，还可以具有这样的特征：箱体的四个侧面均设置有两个开口；光信号收发模组为四组，每组光信号收发模组包括激光发射器、激光接收器、两个透镜；两个透镜分别设置在同一侧面上的两个开口上，且每个透镜与开口之间均设置有密封圈，激光发射器与接收器设置在空腔内，且分别位于两个透镜的后侧。
8.在本发明提供的全角度能见度气象检测装置中，还可以具有这样的特征：全角度能见度气象检测装置还包括气象检测组件，上盖的中心设置有开孔，气象检测组件设置在上盖上，气象检测组件与中控主板电连接。
9.在本发明提供的全角度能见度气象检测装置中，还可以具有这样的特征：气象检测组件包括至少两个金属环，两个金属环设置在开孔内，且与开孔接触的金属环与开孔之间设置有密封圈，两个金属环分别为气象检测组件的正极和负极。
10.在本发明提供的全角度能见度气象检测装置中，还可以具有这样的特征：金属环
的个数为五个，五个金属环沿着上盖的中心由内到外依次排列；且第一、三、五个金属环为气象检测组件的正极，第二、四个金属环为气象检测组件的负极。
11.在本发明提供的全角度能见度气象检测装置中，还可以具有这样的特征：箱体的内侧面上铺设有加热模块，加热模块与中控主板电连接。
12.在本发明提供的全角度能见度气象检测装置中，还可以具有这样的特征：空腔的底部设置有安装板，安装板上设置有固定柱，中控主板通过安装板、固定柱固定在空腔的底部。
13.在本发明提供的全角度能见度气象检测装置中，还可以具有这样的特征：中控主板上设置有光信号处理电路、气象信号处理单元、光信号驱动单元；光信号处理电路、光信号驱动单元与光信号收发模组电连接；气象信号处理单元与气象检测组件电连接。
14.在本发明提供的全角度能见度气象检测装置中，还可以具有这样的特征：中控主板上还设置有存储单元以及无线收发单元，存储单元与无线收发单元店电连接，且无线收发单元与外部终端连接。
15.本发明的有益效果在于：
16.在本发明的全角度能见度气象检测装置中，检测箱包括箱体和上盖，若干光信号收发模组以及中控主板均设置在检测箱上。箱体上的侧面上设置有至少一个开口，若干光信号收发模组设置在开口上。中控主板与若干光信号收发模组电连接，由中控主板来处理光信号收发模组检测到的信号。基于上述结构，由于若干光信号收发模组以及中控主板均设置在检测箱上，所以该设备的结构小巧，安装方便，对安装环境没有太多要求，且能见度的采样体积大，能够全角度测量，测量精度高。另外，该检测箱的箱体的侧面上均设置有开口，因此，只要该检测箱的一个方向无遮挡，光信号收发模组即可进行检测，测量出能见度值。
17.另外，光信号收发模组的个数为四个，与箱体的侧面上的开口相对应。每个光信号收发模组包括激光发射器、激光接收器以及透镜，能够全角度的测量能见度值。
18.此外，箱体的四个侧面上可以均设置有两个开口，每个开口上均设置有透镜，然后激光发射器和激光接收器分别设置在不同的透镜后侧，使得测量出的能见度值更加精准。
19.另外，该全角度能见度气象检测装置还包括气象检测组件，气象检测组件设置在上盖上，且与中控主板电连接，因此，该全角度能见度气象检测装置能够检测天气现象，使得该全角度能见度气象检测装置的适用性更广。
20.此外，气象检测组件包括至少两个金属环，利用电容式检测原理，能够根据空气、水、雪、冰的相对介电常数不同，检测到当前的天气现象。
21.不仅如此，箱体的内侧面上还设置有加热模块，加热模块能够对箱体进行加热，避免一些恶劣环境对设备造成的损害。同时还能够防止周边环境给测量装置带来的测量偏差。
22.另外，中控主板上设置有光信号处理电路、气象信号处理单元、光信号驱动单元，光信号处理电路、光信号驱动单元与光信号收发模组电连接；气象信号处理单元与气象检测组件电连接，因此，主控主板能够根据测量的数据来处理信号，得到当前的能见度值以及天气现象。
23.此外，该中控主板上还设置有存储单元和无线收发单元，能够对检测数据进行存
储，防止因无线通信故障丢失测量值。同时无线收发单元能够向外传输数据，从而使设备更加灵活和实用，进而让设备能够具备足够的便携性，方便设备的使用。
附图说明
24.图1是本实施例中的全角度能见度气象检测装置的结构示意图；
25.图2是本实施例中的全角度能见度气象检测装置的结构示意图；
26.图3是本实施例中的检测箱的箱体的结构示意图；
27.图4是本实施例中的检测箱的箱体的结构示意图；
28.图5是本实施例中的光信号收发模组的结构示意图；
29.图6是本实施例中的检测箱的上盖的结构示意图；
30.图7是本实施例中的检测箱的上盖的结构示意图；
31.图8是本实施例中的检测箱的上盖的结构示意图；
32.图9是本实施例中的气象检测组件的结构示意图；
33.图10是本实施例中的中控主板的结构示意图；
具体实施方式
34.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.在本实施例中，该全角度能见度气象检测装置能够全角度检测能见度以及当前的天气现象。
36.如图1～10所示，该全角度能见度气象检测装置包括检测箱10、4组光信号收发模组20、气象检测组件30以及中控主板40。
37.检测箱10包括箱体11和上盖12。箱体11为上部具有开口的长方体结构。该长方体结构的内部为空腔，底部固定有安装板13，安装板13上垂直固定有固定柱14。
38.该长方体结构具有四个侧立面，每个侧立面上开设有两个圆形开口15。圆形开口15上具有凹槽。每个侧立面的内侧还设置有加热模块16。加热模块16铺设在每个侧立面的内侧面上，且围绕在圆形开口15周围。加热模块16为加热电阻丝。
39.在本实施例中，箱体11为长方体结构，具有四个侧立面。在其他实施例中，可以根据实际需求和情况，采用其他的多面体结构，使得箱体具有三个侧立面或者是更多的侧立面。
40.上盖12盖在箱体11上端的开口上，中心处开设有开孔。
41.信号收发模组20与箱体11的侧立面的个数相对应，为四组。4组光信号收发模组20分别设置箱体11的四个侧立面上的开口上。4组光信号收发模组20的结构、连接关系相同，下面以其中一组为例进行详细阐述。
42.一个光信号收发模组20包括两个透镜21、激光发射器22、激光接收器23。两个透镜21分别通过圆形开口15上的凹槽卡合在箱体11的一个侧立面上的两个圆形开口15上。透镜21与圆形开口15之间设置有防水的密封圈24。
43.激光发射器22为红外led激光发射器。激光接收器23为一路pin光二极管。激光发
射器22和激光接收器23分别通过螺牙固定在每个侧立面的内侧，且分别位于两个透镜21的后侧。
44.在本实施例中，一组光信号收发模组包括两个透镜，激光发射器和激光接收器分别位于两个透镜的后侧。在其他实施例中，根据实际情况的不同，一组光信号收发模组可以仅包括一个透镜，激光发射器和激光接收器同时位于一个透镜的后侧。
45.气象检测组件30包括至少两个圆角矩形的金属环31。金属环31作为气象检测组件30的正极和负极。气象检测组件30根据电容式检测原理，由于空气、蒸馏水、冰、雪的相对介电常数不同(空气：1.0006，蒸馏水：81，冰：3-4，雪：1-2)。气象检测组件30通过检测覆盖于气象检测组件30上表面物质的电介质不同，来区分出表面状态(无覆盖物、蒸馏水、冰、雪)，并根据测量所得能见度值判断出天气现象。
46.在本实施例中，气象检测组件30包括5个圆角矩形的金属环31。5个金属环同心，沿着上盖12中心的开孔由内到外依次排列。在这5个金属环31中，由内到外的第一、三、五个金属环为所述气象检测组件30的正极，第二、四个金属环为气象检测组件30的负极。
47.金属环31与上盖12的开孔接触的位置设置有防水密封圈32。
48.气象检测组件30上位于上盖12内侧处连接有排线33，气象检测组件30通过排线33与中控主板40电连接。
49.中控主板40通过固定柱13安装在安装板13上。中控主板40为具有中控pcb板及中控处理器的装置，比如单片机、上位机或者可编辑逻辑控制器。
50.中控主板40上设置有光信号处理电路41、气象信号处理单元42、光信号驱动单元43、处理模块44、存储单元45以及无线收发单元46。光信号处理电路41、光信号驱动单元43与光信号收发模组20电连接，用于驱动光信号收发模组20以及处理光信号收发模组20采集的激光信号。气象信号处理单元42与气象检测组件30电连接，用于处理气象检测组件30检测到的介电常数。处理模块44用于处理各种采集到的信息数据。
51.存储单元45为tf内存卡，用于存储数据。
52.上盖12上设置有内置天线。无线收发单元46为nb-iot无线模块，能够与外界终端(如监测中心、手机、app等)进行无线连接，将存储或者检测到的数据进行外传。
53.加热模块16通过导线与中控主板40电连接，在中控主板40的控制下进行加热。
54.该全角度能见度气象检测装置的检测过程为：四组光信号收发模组20中的四路红外led激光发射器按不同频率驱动，以90
°
的方向向外发射激光，激光经过外界空气散射，然后四路pin光二极管接收空气中的悬浮物相对发射光线后向60
°
角的散射光；气象检测组件30的金属环31通过检测覆盖于该金属环31表面物质的电介质，检测状态为是否有降雨、降雪、结冰；然后中控主板40汇总四路接收光信号，计算能见度值，根据金属环31的检测结果，判断出天气现象，并将数据保存到本地的tf卡内，或者根据需求通过nb-iot将数据发送至外界终端。
55.在上述检测过程中，当检测到检测箱10的环境温度过低，结露对设备造成损害时，中控主板40控制加热模块16开启加热功能，防止因为圆形开口15结露导致的测量值偏差。
56.根据上述实施例中的全角度能见度气象检测装置中，检测箱包括箱体和上盖，若干光信号收发模组以及中控主板均设置在检测箱上。箱体上的侧面上设置有至少一个开口，若干光信号收发模组设置在开口上。中控主板与若干光信号收发模组电连接，由中控主
板来处理光信号收发模组检测到的信号。基于上述结构，由于若干光信号收发模组以及中控主板均设置在检测箱上，所以该设备的结构小巧，安装方便，对安装环境没有太多要求，且能见度的采样体积大，能够全角度测量，测量精度高。另外，该检测箱的箱体的侧面上均设置有开口，因此，只要该检测箱的一个方向无遮挡，光信号收发模组即可进行检测，测量出能见度值。
57.另外，光信号收发模组的个数为四个，与箱体的侧面上的开口相对应。每个光信号收发模组包括激光发射器、激光接收器以及透镜，能够全角度的测量能见度值。
58.此外，箱体的四个侧面上可以均设置有两个开口，每个开口上均设置有透镜，然后激光发射器和激光接收器分别设置在不同的透镜后侧，使得测量出的能见度值更加精准。
59.另外，该全角度能见度气象检测装置还包括气象检测组件，气象检测组件设置在上盖上，且与中控主板电连接，因此，该全角度能见度气象检测装置能够检测天气现象，使得该全角度能见度气象检测装置的适用性更广。
60.此外，气象检测组件包括至少两个金属环，利用电容式检测原理，能够根据空气、水、雪、冰的相对介电常数不同，检测到当前的天气现象。
61.不仅如此，箱体的内侧面上还设置有加热模块，加热模块能够对箱体进行加热，避免一些恶劣环境对设备造成的损害。同时还能够防止周边环境给测量装置带来的测量偏差。
62.另外，中控主板上设置有光信号处理电路、气象信号处理单元、光信号驱动单元，光信号处理电路、光信号驱动单元与光信号收发模组电连接；气象信号处理单元与气象检测组件电连接，因此，主控主板能够根据测量的数据来处理信号，得到当前的能见度值以及天气现象。
63.此外，该中控主板上还设置有存储单元和无线收发单元，能够对检测数据进行存储，防止因无线通信故障丢失测量值。同时无线收发单元能够向外传输数据，从而使设备更加灵活和实用，进而让设备能够具备足够的便携性，方便设备的使用。
64.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求极其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。