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CN106959099B - 雨滴下落倾斜角测量方法及装置 - Google Patents

雨滴下落倾斜角测量方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于检测技术领域，为测量出水滴下落的倾斜角度，本发明，雨滴下落倾斜角测量方法及装置，利用设置在前开壳体中的水平挡板、垂直雨滴传感阵列测量雨滴下落角度，具体地，水平挡板水平布放且其长度L2可调，水平挡板用于控制雨滴滴入垂直雨滴传感阵列的高度；垂直雨滴传感阵列由垂直布放的雨滴传感单元构成，雨滴传感单元数量为N，设输出“无雨滴”信息的雨滴传感单元的数量为N‑M；根据几何关系，将有如下等式成立：L1＝(N‑M)×L和
Figure DDA0001301996970000011
成立；根据上述等式就能算出雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度
Figure DDA0001301996970000012
其中，每个雨滴传感单元的长度为L。本发明主要应用于雨滴下落的倾斜角度测量场合。

Description

雨滴下落倾斜角测量方法及装置
技术领域
本发明属于检测技术领域，特别是一种雨滴下落倾斜角测量方法及装置。
背景技术
据统计，在我国长江以南的夏天，40％以上的下雨天，在雨水下落的过程中都伴随着不小于4级的风速，而这样的风速会使雨滴不是垂直于地面(假设地面是与水平面是平行的)落下，而是与地面呈一定倾斜角度θ落下；倾斜角度θ的大小与雨滴的质量和风速有关，当倾斜角度达到一定值时，雨滴就会从打开的窗户落入居民家中，造成家中木地板或其它物品入水损坏、或造成所晾晒的衣服被淋湿。为此，本发明设计了一种雨滴下落倾斜角测量方法及装置，它能及时地测量出水滴下落的倾斜角度，并根据倾斜角度的大小决定是否为其它设备，如自动关窗设备，提供触发信号。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明旨在提出一种雨滴下落倾斜角测量方法及装置，用以及时地测量出水滴下落的倾斜角度，并根据倾斜角度的大小决定是否为其它设备(如自动关窗设备)提供触发信号；避免居民家中木地板或其它物品入水损坏、或造成所晾晒的衣服被淋湿。本发明采用的技术方案是，雨滴下落倾斜角测量装置，结构是：
外壳体是一个七面密闭的密闭体；垂直放置在水平面上，雨滴只能从敞开面，也就是前面以一定的倾斜角度落入壳体内；
在壳体内部中间部位安装有雨滴倾斜角测量装置以及在壳体外部安装有雨滴传感器；
进一步地，雨滴倾斜角测量装置由水平挡板、垂直雨滴传感阵列、处理中心以及触发输出组成；
水平挡板的长度L2可以通过滑板进行手动调节，以方便设置初始允许倾斜角度值φ；
垂直雨滴传感阵列由N个雨滴传感单元组成，每个雨滴传感单元的长度为L，N个雨滴传感单元的长度为N×L，雨滴传感单元再垂直方向上依次布设；
每个雨滴传感单元由雨滴指示器、电池组、加热控制器、金属探针、电阻加热丝网、托槽组成；
托槽一方面对电阻加热丝网起支撑作用，另一方面，起聚集雨滴的作用；
当下雨时，雨滴会触发雨滴传感器，并将“下雨了”这一信号传递至加热控制器，此时，加热控制器会控制电阻加热丝网工作，进行加热；反之，当不下雨时，雨滴传感器将输出“未下雨”这一信号，并传递至加热控制器，此时，加热控制器会关闭电阻加热丝网，使其不进行加热；
当雨滴下落轨迹的倾斜角度θ大于φ时，雨滴会落入雨滴传感单元中，也就是，雨滴会落入电阻加热丝网中，此时，处于电阻加热丝网凹槽中间的两根金属探针会被雨滴短接上，从而形成闭合回路，触发雨滴指示器输出“有雨滴”的信息；反之，没有雨滴落入的雨滴传感单元，因两根金属探针形成不了回路，此时，雨滴指示器将输出“无雨滴”的信息；
假设垂直雨滴传感阵列中，输出“有雨滴”信息的雨滴传感单元的数量为M，则输出“无雨滴”信息的雨滴传感单元的数量为N-M；此时，根据几何关系，将有如下等式成立：L1＝(N-M)×L和
Figure BDA0001301996950000021
成立；根据上述等式就能算出雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度
Figure BDA0001301996950000022
上述倾斜角度
Figure BDA0001301996950000023
的计算过程由处理中心7完成；
进一步地，当雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度
Figure BDA0001301996950000024
大于预设的初始允许倾斜角度值φ时，处理中心控制触发输出输出触发信号。
雨滴下落倾斜角测量方法，利用设置在前开壳体中的水平挡板、垂直雨滴传感阵列测量雨滴下落角度，具体地，水平挡板水平布放且其长度L2可调，水平挡板用于控制雨滴滴入垂直雨滴传感阵列的高度；垂直雨滴传感阵列由垂直布放的雨滴传感单元构成，雨滴传感单元数量为N，设输出“无雨滴”信息的雨滴传感单元的数量为N-M；此时，根据几何关系，将有如下等式成立：L1＝(N-M)×L和
Figure BDA0001301996950000025
成立；根据上述等式就能算出雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度
Figure BDA0001301996950000026
其中，每个雨滴传感单元的长度为L。
本发明的特点及有益效果是：
本发明提供了一种雨滴下落倾斜角测量方法及装置，它能及时地测量出水滴下落的倾斜角度，并根据倾斜角度的大小决定是否为其它设备(如自动关窗设备)提供触发信号；避免居民家中木地板或其它物品入水损坏、或造成所晾晒的衣服被淋湿。
附图说明：
图1示出本发明中所述雨滴下落倾斜角测量方法及装置的原理。
图1中：1为一个七面密闭、一面敞开的密闭体；2为雨滴倾斜角测量装置；3为水平挡板；4为垂直雨滴传感阵列；5为雨滴下落轨迹；6为触发输出；7为处理中心；8为雨滴传感单元；9为雨滴指示器；10为电池组；11为加热控制器；12为雨滴传感器；13为金属探针；14为电阻加热丝网；15为托槽。
具体实施方式
一种雨滴下落倾斜角测量方法及装置，它能及时地测量出水滴下落的倾斜角度，并根据倾斜角度的大小决定是否为其它设备(如自动关窗设备)提供触发信号；避免居民家中木地板或其它物品入水损坏、或造成所晾晒的衣服被淋湿。
本发明提供一种雨滴下落倾斜角测量方法及装置。
本发明的外壳体1是一个七面密闭(如图1中的“左面”、“右面”、“上面”、“下面”和“后面”)、一面敞开(如图1中的“前面”)的密闭体；垂直放置在水平面上，雨滴只能从敞开面，也就是“前面”以一定的倾斜角度落入壳体内；
进一步地，在壳体内部“后面”中间部位安装有雨滴倾斜角测量装置2以及在壳体外部安装有雨滴传感器12；
进一步地，雨滴倾斜角测量装置2由水平挡板3、垂直雨滴传感阵列4、处理中心7以及触发输出6组成；
进一步地，水平挡板3的长度L2可以通过滑板进行手动调节，以方便设置初始允许倾斜角度值φ；
进一步地，垂直雨滴传感阵列4由N个雨滴传感单元8组成，每个单元的长度为L，因此，N个雨滴传感单元的长度为N×L；
进一步地，每个雨滴传感单元8由雨滴指示器9、电池组10、加热控制器11、金属探针13、电阻加热丝网14、托槽15组成；
进一步地，托槽15一方面对电阻加热丝网14起支撑作用，另一方面，起聚集雨滴的作用；
进一步地，当下雨时，雨滴会触发雨滴传感器12，并将“下雨了”这一信号传递至加热控制器11，此时，加热控制器11会控制电阻加热丝网14工作，进行加热；反之，当不下雨时，雨滴传感器12将输出“未下雨”这一信号，并传递至加热控制器11，此时，加热控制器11会关闭电阻加热丝网14，使其不进行加热；这样的工作原理一方面能保证在没有下雨时，电阻加热丝网14处理不工作状态，以节省电能和延长电阻加热丝网14的工作寿命；另一方面，电阻加热丝网14是用来及时的烘干落在凹槽中的雨滴，以保证雨滴下落轨迹的倾斜角度发生变化时，倾斜角度的测量值能被及时的更新，实现倾斜角度测量的实时性；
进一步地，因风速的影响，雨滴落下到地面时，雨滴下落轨迹会与地面呈一定的倾斜角度；当雨滴下落轨迹的倾斜角度θ大于φ时，雨滴会落入雨滴传感单元8中，也就是，雨滴会落入电阻加热丝网14中，此时，处于电阻加热丝网14凹槽中间的两根金属探针13会被雨滴短接上，从而形成闭合回路，触发雨滴指示器9输出“有雨滴”的信息；反之，没有雨滴落入的雨滴传感单元8，因两根金属探针13形成不了回路，此时，雨滴指示器9将输出“无雨滴”的信息；
进一步地，假设垂直雨滴传感阵列4中，输出“有雨滴”信息的雨滴传感单元的数量为M，则输出“无雨滴”信息的雨滴传感单元的数量为N-M；此时，根据几何关系，将有如下等式成立：L1＝(N-M)×L和
Figure BDA0001301996950000031
成立；进一步地，根据上述等式就能算出雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度
Figure BDA0001301996950000032
进一步地，上述倾斜角度
Figure BDA0001301996950000033
的计算过程由处理中心7完成；
进一步地，当雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度
Figure BDA0001301996950000034
大于预设的初始允许倾斜角度值φ时，处理中心7控制触发输出6输出触发信号，通知其它设备(如自动关窗设备)，为其它设备提供启动工作信号；相反地，当雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度
Figure BDA0001301996950000035
小于预设的初始允许倾斜角度值φ时，处理中心7控制触发输出6不输出触发信号，不触发其它设备(如自动关窗设备)启动工作。
下面结合附图和实例进一步详细说明本发明。
本发明提供一种雨滴下落倾斜角测量方法及装置。
本发明的外壳体1是一个七面密闭(如图1中的“左面”、“右面”、“上面”、“下面”和“后面”)、一面敞开(如图1中的“前面”)的密闭体；垂直放置在水平面上，雨滴只能从敞开面，也就是“前面”以一定的倾斜角度落入壳体内；
进一步地，在壳体内部“后面”中间部位安装有雨滴倾斜角测量装置2以及在壳体外部安装有雨滴传感器12；
进一步地，雨滴倾斜角测量装置2由水平挡板3、垂直雨滴传感阵列4、处理中心7以及触发输出6组成；
进一步地，水平挡板3的长度L2可以通过滑板进行手动调节，以方便设置初始允许倾斜角度值φ；
进一步地，垂直雨滴传感阵列4由N个雨滴传感单元8组成，每个单元的长度为L，因此，N个雨滴传感单元的长度为N×L；
进一步地，每个雨滴传感单元8由雨滴指示器9、电池组10、加热控制器11、金属探针13、电阻加热丝网14、托槽15组成；
进一步地，托槽15一方面对电阻加热丝网14起支撑作用，另一方面，起聚集雨滴的作用；
进一步地，当下雨时，雨滴会触发雨滴传感器12，并将“下雨了”这一信号传递至加热控制器11，此时，加热控制器11会控制电阻加热丝网14工作，进行加热；反之，当不下雨时，雨滴传感器12将输出“未下雨”这一信号，并传递至加热控制器11，此时，加热控制器11会关闭电阻加热丝网14，使其不进行加热；这样的工作原理一方面能保证在没有下雨时，电阻加热丝网14处理不工作状态，以节省电能和延长电阻加热丝网14的工作寿命；另一方面，电阻加热丝网14是用来及时的烘干落在凹槽中的雨滴，以保证雨滴下落轨迹的倾斜角度发生变化时，倾斜角度的测量值能被及时的更新，实现倾斜角度测量的实时性；
进一步地，因风速的影响，雨滴落下到地面时，雨滴下落轨迹会与地面呈一定的倾斜角度；当雨滴下落轨迹的倾斜角度θ大于φ时，雨滴会落入雨滴传感单元8中，也就是，雨滴会落入电阻加热丝网14中，此时，处于电阻加热丝网14凹槽中间的两根金属探针13会被雨滴短接上，从而形成闭合回路，触发雨滴指示器9输出“有雨滴”的信息；反之，没有雨滴落入的雨滴传感单元8，因两根金属探针13形成不了回路，此时，雨滴指示器9将输出“无雨滴”的信息；
进一步地，假设垂直雨滴传感阵列4中，输出“有雨滴”信息的雨滴传感单元的数量为M，则输出“无雨滴”信息的雨滴传感单元的数量为N-M；此时，根据几何关系，将有如下等式成立：L1＝(N-M)×L和
Figure BDA0001301996950000041
成立；进一步地，根据上述等式就能算出雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度
Figure BDA0001301996950000042
进一步地，上述倾斜角度
Figure BDA0001301996950000043
的计算过程由处理中心7完成；
进一步地，当雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度
Figure BDA0001301996950000044
大于预设的初始允许倾斜角度值φ时，处理中心7控制触发输出6输出触发信号，通知其它设备(如自动关窗设备)，为其它设备提供启动工作信号；相反地，当雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度
Figure BDA0001301996950000051
小于预设的初始允许倾斜角度值φ时，处理中心7控制触发输出6不输出触发信号，不触发其它设备(如自动关窗设备)启动工作。
处理中心7可由一个译码器构成。

Claims (3)

1.一种雨滴下落倾斜角测量装置，其特征是，
外壳体是一个五面密闭的密闭体；垂直放置在水平面上，雨滴只能从敞开面，也就是前面以一定的倾斜角度落入壳体内；
在壳体内部中间部位安装有雨滴倾斜角测量装置以及在壳体外部安装有雨滴传感器；
进一步地，雨滴倾斜角测量装置由水平挡板、垂直雨滴传感阵列、处理中心以及触发输出组成；
水平挡板的长度L2可以通过滑板进行手动调节，以方便设置初始允许倾斜角度值Φ；
垂直雨滴传感阵列由N个雨滴传感单元组成，每个雨滴传感单元的长度为L，N个雨滴传感单元的长度为N×L，雨滴传感单元再垂直方向上依次布设；
每个雨滴传感单元由雨滴指示器、电池组、加热控制器、金属探针、电阻加热丝网、托槽组成；
托槽一方面对电阻加热丝网起支撑作用，另一方面，起聚集雨滴的作用；
当下雨时，雨滴会触发雨滴传感器，并将“下雨了”这一信号传递至加热控制器，此时，加热控制器会控制电阻加热丝网工作，进行加热；反之，当不下雨时，雨滴传感器将输出“未下雨”这一信号，并传递至加热控制器，此时，加热控制器会关闭电阻加热丝网，使其不进行加热；
当雨滴下落轨迹的倾斜角度θ大于Φ时，雨滴会落入雨滴传感单元中，也就是，雨滴会落入电阻加热丝网中，此时，处于电阻加热丝网凹槽中间的两根金属探针会被雨滴短接上，从而形成闭合回路，触发雨滴指示器输出“有雨滴”的信息；反之，没有雨滴落入的雨滴传感单元，因两根金属探针形成不了回路，此时，雨滴指示器将输出“无雨滴”的信息；
假设垂直雨滴传感阵列中，输出“有雨滴”信息的雨滴传感单元的数量为M，则输出“无雨滴”信息的雨滴传感单元的数量为N－M；此时，根据几何关系，将有如下等式成立：L1= (N－M)×L和tanφ=L2/L1成立；根据上述等式就能算出雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度φ=arctan（L2/L1），上述倾斜角度φ的计算过程由处理中心完成。
2.如权利要求1所述的雨滴下落倾斜角测量装置，其特征是，进一步地，当雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度φ大于预设的初始允许倾斜角度值Φ时，处理中心控制触发输出输出触发信号。
3.一种雨滴下落倾斜角测量方法，其特征是，利用设置在前开壳体中的水平挡板、垂直雨滴传感阵列测量雨滴下落角度，具体地，水平挡板水平布放且其长度L2可调，水平挡板用于控制雨滴滴入垂直雨滴传感阵列的高度；垂直雨滴传感阵列由垂直布放的雨滴传感单元构成，雨滴传感单元数量为N，输出“有雨滴”信息的雨滴传感单元的数量为M，输出“无雨滴”信息的雨滴传感单元的数量为N－M；此时，根据几何关系，将有如下等式成立：L1=(N－M)× L和tanφ=L2/L1成立；根据上述等式就能算出雨滴下落轨迹与垂直线上的倾斜角度φ= arctan（L2/L1），其中，每个雨滴传感单元的长度为L。
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