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1、(10)申请公布号 CN 103335868 A (43)申请公布日 2013.10.02 CN 103335868 A *CN103335868A* (21)申请号 201310220616.5 (22)申请日 2013.06.05 G01N 1/20(2006.01) (71)申请人 四川大学 地址 610065 四川省成都市武侯区一环路南 一段 24 号 (72)发明人 梁英 李晋川 黄学进 胡牧 (54) 发明名称 雨水自动收集采样装置 (57) 摘要 本发明公开了一种用于天然雨水或降雨 径流收集的自动控制和存储装置的实现方法， 涉及环保、 给排水工程领域。本发明通过单片 机控制装置，。
2、 以雨量、 降雨时间或流量等参数 为触发条件， 自动控制将集雨器内不同特征段 的雨水存储到不同的独立的采样瓶中。集雨 器与潜水泵相连， 可以收集降雨径流 ； 与接雨 漏斗相连， 可以收集天然雨水。集雨器上的 分配器可自动灌装集雨器中的雨水。特点 ： 1 适合野外及没有交流电源的场合， 可完成远传 数据的自动控制， 为野外、 夜晚无人值守自动采集 雨水样提供了可能 2 自动按照设定的雨量或时间 收集不同阶段的雨水， 适合监测雨水水质随降雨 量、 时间等因素的变化情况 3 可以收集天然雨水、 不同汇水面的降雨径流等各种状况下的雨水。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图。
3、 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103335868 A CN 103335868 A *CN103335868A* 1/1 页 2 1. 雨水自动收集采样装置， 一种用于雨水收集的自动控制和存储装置， 其特征在于 ： 包括集雨器 （1） 、 采用电磁阀控制的集雨分配器 （2） 和集雨器放空阀 （3） 、 采样瓶 （4） 、 雨量 计 （5） 、 与集雨器、 雨量计和电脑相连的单片机控制装置 （6） 、 收集地表径流和屋面径流的 潜水泵 （7） 、 防止潜水泵干抽的水位器 （8） 、 收集天然雨。
4、水的接雨漏斗 （9） 、 溢流孔 （10） 。 2. 根据权利要求 1 所述的雨水自动收集采样装置， 其特征在于 ： 通过检测雨量、 降雨时 间、 径流流量、 水位， 根据采样的需要， 由雨量或降雨时间等条件触发单片机智能控制模式， 包括 4 个模式， 将集雨器中的雨水排放到独立的采样瓶中。 3. 根据权利要求 1 所述的雨水自动收集采样装置， 其特征在于 ： 装置上有同时放置 24 个采样瓶的框架， 满足至少一场降雨雨水完整过程的自动采样 ； 所述的采样瓶为独立的 1000ml 塑料瓶， 上部连接带电磁阀控制的通水管道， 采样瓶上部可方便拆卸， 以更换容器或 导出雨水。 4. 由权利要求 1。
5、 所述的雨水自动收集采样装置， 其特征在于 ： 可由交流供电或内部电 池供电， 适于野外工作条件 ； 工作模式可预先设定也可以通过无线数据传输实现遥控和遥 测功能。 权 利 要 求 书 CN 103335868 A 2 1/3 页 3 雨水自动收集采样装置 技术领域 0001 本发明涉及一种自动雨水收集装置， 是供水排水、 城市管网、 环境保护领域的自动 化控制设备。 背景技术 0002 雨水是除地表水、 地下水之外可以利用的水资源， 但是由于大气及地表汇水区的 污染， 雨水径流同时也造成难以控制的非点源污染。雨水的利用和相应的污染控制首先需 要对雨水、 降雨径流的水质进行监测。 由于气候的变。
6、幻莫测， 监测的难点在于降雨过程特征 雨水、 降雨径流的收集。 目前的雨水收集装置主要是收集初期弃流后的中、 后期雨水用于储 存使用， 而能分别收集降雨过程不同阶段的天然雨水、 降雨径流， 满足雨水水质监测的自动 化收集装置还没有成熟的设备。 发明内容 0003 为解决上述技术问题， 本发明采用单片机控制的雨量计检测仪检测雨量， 通过接 雨漏斗或潜水泵将雨水收集到集雨器中， 通过程序设置将雨量、 时间、 径流流量、 水位信号 与集雨器排水阀、 放空阀、 潜水泵相关联， 达到设定条件时将雨水放出至相互独立的采样瓶 中， 满足不同特征的雨水水质监测需要。 0004 为了实现上述目的， 本发明采取了。
7、如下技术方案。本装置包括集雨器 （1） 、 采用电 磁阀控制的集雨分配器 （2） 和集雨器放空阀 （3） 、 采样瓶 （4） 、 潜水泵 （5） 、 防止潜水泵干抽 的水位器 （6） 、 与集雨器、 雨量计和电脑相连的单片机控制装置 （7） 、 雨量计 （8） 、 收集天然 雨水的接雨漏斗 （9） 、 溢流孔 （10） 。根据采样的需要， 由雨量或降雨时间等参数触发单片机 智能控制模式， 包括 4 个模式 ： 雨量控制采集降雨径流模式、 时间控制采集降雨径流模式、 雨量控制采集天然雨水模式、 时间控制采集天然雨水模式， 自动控制将集雨器中的雨水收 集排放到独立的采样瓶中， 24 个采样瓶可以完。
8、成至少一场降雨雨水的完整过程的自动收 集。 0005 本发明的优点在于 ： 1、 由于本发明使用不同采样瓶上的电磁阀开关分配雨水到各采样瓶中， 没有旋转分配 装置， 不要求高精度机械和电子装置， 可靠性更高 ； 2、 适合野外及没有交流电源的场合。 电磁阀采用直流24V， 采用蓄电池供电可连续工作 240 小时。还可完成远传数据的自动控制， 保障操作人员的安全或无人值守时的正常工作 ； 3、 由于本发明采用了接雨漏斗和潜水泵泵送两套雨水收集单元， 既可收集天然降雨， 也可收集降雨径流， 适合各种状况下雨水的收集， 装置的适用性更强。 附图说明 0006 图 1 是本发明示意图。 图中 ： 1、。
9、 集雨器， 2、 采用电磁阀控制的集雨分配器， 3、 集雨器放空阀， 4、 采样瓶， 5、 潜水 说 明 书 CN 103335868 A 3 2/3 页 4 泵， 6、 防止潜水泵干抽的水位器， 7、 与集雨器、 雨量计和电脑相连的单片机控制装置， 8、 雨 量计， 9、 收集天然雨水的接雨漏斗， 10、 溢流孔。 0007 下面结合附图对本发明作进一步说明。 0008 如图所示， 本实施例主要包括集雨采样器主体、 单片机控制装置 7、 雨量计 8 和径 流采样模块。其中， 集雨采样器主体包括集雨器 1、 集雨分配器 2、 集雨器放空阀 3、 采样瓶 4、 接雨漏斗 9 和溢流孔 10。径流。
10、采样模块包括潜水泵 5 和水位器 6。本实施例中设置有 24 个独立的采样瓶 4， 与集雨器 1 之间有分配器 2 连接。径流采样模块通过软管和集雨器 1 相 连。 具体实施方式 0009 该雨水自动收集采样装置， 包括集雨器 （1） 、 采用电磁阀控制的集雨分配器 （2） 和 集雨器放空阀 （3） 、 采样瓶 （4） 、 潜水泵 （5） 、 防止潜水泵干抽的水位器 （6） 、 与集雨器、 雨量 计和电脑相连的单片机控制装置 （7） 、 雨量计 （8） 、 收集天然雨水的接雨漏斗 （9） 、 溢流孔 （10） 。通过检测雨量、 降雨时间、 径流流量、 水位， 根据采样的需要， 由雨量或降雨时间。
11、触发 采样， 将集雨器中的雨水排放到独立的采样瓶中。 0010 所述的雨量计具有 4-20mA 电流环输出或 RS485 信号输出， 可以通过 AD 数据转换 器或串行通信接口将数据传输到单片机控制电路中。 0011 所述控制装置， 具有单片机智能控制模式， 可通过无线传输模式实时将雨量、 水 位、 采样瓶和集雨器当前状态发送到 PC 机， 也可通过无线方式实时接收 PC 机指令， 设置工 作模式。装置以嵌入式单片机 STC12C5406AD 为控制核心， 包括 ： 输入、 输出控制电路、 显示 电路、 通讯接口电路、 参数存储电路、 无线数据传输电路、 电源电路及电池管理电路。 0012 所。
12、述的采样瓶为独立的 1000ml 塑料瓶， 上部连接带电磁阀控制的通水管道， 采样 瓶上部可方便拆卸， 以更换容器或导出雨水。 0013 实施例 ： 对于采集径流雨水有如下控制模式 ： （1） 雨量控制模式 ： 根据设定雨量大小 （降雨强度或累积降雨量） 确定雨水收集频率， 即 当需要某个雨量对应的降雨径流时， 雨量计触发单片机控制装置， 启动潜水泵工作， 泵送雨 水至集雨器， 关闭集雨器放空阀， 打开集雨器排水阀， 设定时间 T1 后潜水泵自动关闭， 排水 阀继续保持开启状态， 设定时间 T2 后采样瓶中收集到相应雨量， 排水阀关闭， 放空阀打开， 将集雨器中多余雨水排出。等到下次雨量计触发。
13、时， 又启动潜水泵工作， 同上过程继续下 去， 所不同的是打开另一个相邻的集雨器排水阀， 让雨水进入另一个采样瓶。 0014 （2） 降雨时间控制模式 ： 根据设定时间， 启动潜水泵工作， 工作过程同上。 0015 如果集雨器中有过多雨水， 则由溢流孔排出。 潜水泵放置位置须配备水位器， 与单 片机控制装置相连， 控制潜水泵被干抽损坏。 0016 对于采集天然雨水有如下控制模式 ： （1） 雨量控制模式 ： 天然雨水由接雨漏斗汇入集雨器， 到达设定雨量时， 雨量计触发单 片机控制装置， 关闭放空阀， 打开排水阀， 集雨器中的雨水进入采样瓶， 设定时间 T3 后关闭 排水阀， 开启放空阀， 将集雨器中多余雨水排出。到达下一个设定雨量时， 同上过程继续进 说 明 书 CN 103335868 A 4 3/3 页 5 行， 只是打开的是相邻的另一个排水阀。 0017 （2） 降雨时间控制模式 ： 天然雨水由接雨漏斗汇入集雨器， 到达设定时间， 触发单 片机控制装置， 关闭放空阀， 以下过程同上。 0018 如果集雨器中有过多雨水， 则由溢流孔排出。 说 明 书 CN 103335868 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103335868 A 6 。