[发明专利]雨水自动收集采样装置

说明书

技术领域

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

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

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。 

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。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个采样瓶可以完成至少一场降雨雨水的完整过程的自动收集。 

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

图1是本发明示意图。 

图中：1、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。 

下面结合附图对本发明作进一步说明。 

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

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，由雨量或降雨时间触发采样，将集雨器中的雨水排放到独立的采样瓶中。 

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。 

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。 

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。 

实施例：

对于采集径流雨水有如下控制模式：