一种基于“视听”的冰雹检测装置

1.本实用新型属于气象监测领域，尤其涉及冰雹的检测，并且可以用于实现降雹多发地区的灾害评估；特别是涉及一种基于“视听”的冰雹检测装置。


背景技术：

2.冰雹是一种强对流的气象灾害，因其具有突发性强、冲击性大等特点，对工农业生产生活和人民日常生活造成了极大的影响。所以通过有效的方法检测冰雹具有重要的现实意义。
3.目前为止，主要依靠闪电定位系统、卫星云图和天气雷达等对冰雹预防和检测，从声音和图像方面针对降雨期间的形成的冰雹尺寸、个数、密度、质量等物理参数准确测量的装置在市面上并不常见。


技术实现要素：

4.实用新型目的：本实用新型提供了一种多功能的智能化冰雹检测装置，特别是一种基于“视听”的冰雹检测装置，能够准确测量冰雹尺寸、个数、单位面积的密度、质量及降雹持续时间。
5.技术方案：本实用新型所述的一种基于“视听”的冰雹检测装置，包括相互固定连接的安设在后方的箱体(16)、安设在箱体(16)前方的雨水收集箱(6)；
6.在所述雨水收集箱(6)的前端安设有冰雹收容器(7)；
7.在所述箱体(16)的后端的外壁上固定连接有支撑杆，在所述支撑杆的顶端安设有图像采集装置(1)。
8.进一步的，所述雨水收集箱(6)包括两侧的前侧板、前板、前底板及与箱体(16)共用的隔板，在所述雨水收集箱(6)的顶端还安设有滤水区(5)。
9.进一步的，在所述冰雹收容器(7)的下方的外壁上安设有称重传感器(8)。
10.进一步的，所述箱体(16)包括两侧的后侧板、后板、后底板及与雨水收集箱(6)共用的隔板，在所述箱体(16)的顶端还安设有采样板(2)；
11.在所述两侧的后侧板向上延伸处、所述采样板(2)的左右两端分别安设有挡板(4)。
12.进一步的，在所述箱体(16)的内部、所述采样板(2)的内壁上安设有声信号传感器(3)；
13.在箱体(16)的内部安设有无线传输装置(11)，在所述无线传输装置(11)的一端分别安设有微控制器(9)及存储器(10)；
14.在其中所述一侧的后侧板的正中央安设有lcd显示屏(12)；
15.在所述lcd显示屏(12)的底端、其中所述一侧的后侧板上还安设有220v电源接口(13)。
16.进一步的，所述的图像采集装置(1)、称重传感器(8)、声信号传感器(3)、无线传输
装置(11)、微控制器(9)、存储器(10)、lcd显示屏(12)及220v电源接口(13)通过有线线路相连接，且通过无线传输(15)连接在终端监测装置(14)上。
17.进一步的，所述雨水收集箱(6)的体积小于所述箱体(16)的体积。
18.有益效果：本实用新型与现有技术相比，本实用新型对降雨过程中的冰雹进行分析，结构简单、测量数据误差小，从“视”、“听”两个角度对冰雹的尺寸、个数、密度、质量及降雹持续时间等进行统计，为降雹地区的灾后补救和灾害评估提供强有力的依据；另外，本实用新型通过无线传输方式，在不方便布线、布线困难、监控点分散、有线维护成本较高的地区，极大地提高了数据传输的稳定性、降低了生产和维护成本。
附图说明
19.图1是本实用新型的结构示意图；
20.图2是本实用新型的工作流程图；
21.图3是本实用新型的算法流程图；
22.图中，1是图像采集装置，2是采样板，3是声信号传感器，4是挡板，5是滤水区，6是雨水收集箱，7是冰雹收容器，8是称重传感器，9是微控制器，10是存储器，11是无线传输装置，12是lcd显示屏，13是220v电源接口，14是终端监测装置，15是无线传输,16是箱体。
具体实施方式
23.以下结合附图和具体实施例，对本实用新型做出进一步说明；在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施的限制。
24.如图1所述，本实用新型所述的一种基于“视听”的冰雹检测装置，包括采样板2、图像采集装置1、声信号传感器3、滤水区5、雨水收集箱6、冰雹收容器7、称重传感器8、lcd显示屏12、微控制器9、存储器10、无线传输装置11、终端监测模块14、220v电源接口13、箱体16和安装图像采集装置1的支撑杆；
25.具体的，包括相互固定连接的安设在后方的箱体16、安设在箱体16前方的雨水收集箱6；
26.在所述雨水收集箱6的前端安设有冰雹收容器7；
27.在所述箱体16的后端的外壁上固定连接有支撑杆，在所述支撑杆的顶端安设有图像采集装置1；
28.所述图像采集装置1设置在箱体16(采样)的左侧(后端)，通过支撑杆固定在采样板2的上方1米处，角度可根据情境自由调整，以便采集到落在采样板2上的完整冰雹图像。
29.进一步的，所述雨水收集箱6包括两侧的前侧板、前板、前底板及与箱体16共用的隔板，在所述雨水收集箱6的顶端还安设有滤水区5。
30.进一步的，在所述冰雹收容器7的下方的外壁上安设有称重传感器8；
31.所述的称重传感器8设置在冰雹收容器7的下方，外部以透明亚克力外壳保护。
32.进一步的，所述箱体16包括两侧的后侧板、后板、后底板及与雨水收集箱6共用的隔板，在所述箱体16的顶端还安设有采样板2；
33.所述的采样板2设置在箱体16的上方，与水平面成30
°
夹角，采样板2表面为黑色涂层；采样板2的两侧设置有挡板4，以便冰雹和雨水顺着采样板2倾斜方向滑落；采样板2的下侧设置有滤水区5，滤水区5上分布着滤水孔，以过滤雨水；滤水区5正下方设有雨水收集箱6，用来收集雨水；滤水区5下侧设置圆柱形的冰雹收容器7，冰雹经滤水区5过滤后落入冰雹收容器7；
34.在所述两侧的后侧板向上延伸处、所述采样板2的左右两端分别安设有挡板4。
35.进一步的，在所述箱体16的内部、所述采样板2的内壁上安设有声信号传感器3；所述声音传感器3设置在采样板2的下方、箱体16的内部；
36.在箱体16的内部安设有无线传输装置11，在所述无线传输装置11的一端分别安设有微控制器9及存储器10；所述的微控制器9、存储器10、无线传输装置11均设置在箱体16的内部，保证各模块的正常工作，延长其使用寿命；
37.在其中所述一侧的后侧板的正中央安设有lcd显示屏12；所述lcd显示屏12设置在箱体16的正前方；
38.在所述lcd显示屏12的底端、其中所述一侧的后侧板上还安设有220v电源接口13；所述的220v电源接口13(电源线)置于箱体16的右下角，避免长期触动引发接口松动和电源线表皮的磨损；该装置的箱体16采用特殊材质，具有防腐蚀的效果。
39.进一步的，所述的图像采集装置1、称重传感器8、声信号传感器3、无线传输装置11、微控制器9、存储器10、lcd显示屏12及220v电源接口13通过有线线路相连接，且通过无线传输15连接在终端监测装置14上；
40.所述的终端监测装置14为手机或计算机等设备，用于显示冰雹的数据；
41.所述的图像采集装置1、声信号传感器3、称重传感器8和lcd显示屏12均通过数据线分别与微控制器9相连，微控制器9与存储器10相连；图像采集装置1、声信号传感器3和称重传感器8将实时数据输入存储器10并保存；
42.所述的无线传输15与微控制器9通过无线相连，微控制器9可定时或依据指令将存储器10内的数据经无线传输15进行远程传输。
43.进一步的，所述雨水收集箱6的体积小于所述箱体16的体积。
44.本实用新型的内部结构如图2所示；所述图像采集装置1、声信号传感器3和称重传感器8均通过数据线分别与微控制器9相连，微控制器9与存储器10相连；图像采集装置1、声信号传感器3和称重传感器8将实时数据输入存储器10并保存；所述无线传输装置11与微控制器9相连，微控制器9可定时或依据指令将存储器内的数据经无线传输装置11进行远程传输。
45.本实用新型的算法流程如图3所示。
46.算法流程主要分为三个步骤，当冰雹落在采样板2上时，声信号传感器3开始工作，同时图像采集装置1采集采样板2上的冰雹图像，冰雹顺着采样板2倾斜方向经过滤水区5，最终进入冰雹收容器7；由声信号传感器3采集声音信号，由于冰雹落下的声音强度和频谱带宽等均不相同，从而得出冰雹的声音能量；由图像采集装置1采集冰雹图像，利用图像处理技术，对采集到的冰雹图像进行图像去噪、图像分割、特征提取等操作，从“视觉”角度计算冰雹的个数、尺寸以及单位面积的密度；由称重传感器8计算冰雹的重量；当微控制器9分析出冰雹开始落下时计时开始，当微控制器9分析出冰雹停止落下时结束计时，将冰雹开始
落下的时间和停止落下的时间的差值作为降雹的持续时间。
47.以上所述本实用新型的技术方案，并非限制条件；虽有些进行详细说明，但该装置仍可以对技术方案进行修改或对部分进行修改和替换；而这些替换理论上不能脱离本实用新型的实质和技术方案范围。