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申请/专利权人：西安铁路信号有限责任公司

摘要：本发明是属于一种用于道岔融雪系统的智能型气象站,其特征是:至少包括控制单元（3）、雨雪检测传感器（1）、风速传感器（5）、温度传感器（6）、湿度传感器（7）；雨雪检测传感器（1）、风速传感器（5）、温度传感器（6）和湿度传感器（7）分别与控制单元（3）接口电连接，控制单元（3）固定在控制箱（2）内，控制箱（2）固定在支撑杆体（8）中部，雨雪检测传感器（1）、风速传感器（5）分别固定在支撑杆体（8）上，温度传感器（6）固定在控制箱（2）的外部。这种用于道岔融雪系统的智能型气象站，根据检测采集的局部区域环境实时信息，通过通信网络实现信息传输和对现场融雪控制柜加热输出回路的控制。

主权项：1.一种用于道岔融雪系统的智能型气象站,其特征是:包括控制单元（3）、雨雪检测传感器（1）、风速传感器（5）、温度传感器（6）、湿度传感器（7）；雨雪检测传感器（1）、风速传感器（5）、温度传感器（6）和湿度传感器（7）分别与控制单元（3）接口电连接，控制单元（3）固定在控制箱（2）内，控制箱（2）固定在支撑杆体（8）中部，雨雪检测传感器（1）、风速传感器（5）分别固定在支撑杆体（8）上，温度传感器（6）固定在控制箱（2）的外部；所述的雨雪检测传感器（1）为四方体，四方体分下台（17）和上台（18），上台（18）由四个斜梯形面集水板（10）构成，四个斜梯形面集水板（10）之间由导流板（11）过导连接；所述的下台（17）是正方体，正方体四周至少有两个面有水流通道（19），水流通道（19）由上L形围面（20）和下L形围面（21）构成，上L形围面（20）和下L形围面（21）开口相对，上L形围面（20）在上，下L形围面（21）在下形成水流通道（19）空间，下L形围面（21）有斜台（22），斜台（22）上有大雨雪检测板（14）、中雨雪检测板（15）、小雨雪检测板（16），斜台（22）上的大雨雪检测板（14）、中雨雪检测板（15）、小雨雪检测板（16）在水流通道（19）内，水流通道（19）上端与上台（18）的集水板（10）相通；斜梯形面的集水板（10）有并行分布的并行电极线构成的变阻式雨雪传感器（12），并行电极线构成的变阻式雨雪传感器（12）通过印制板腐蚀形成交叉结构；两个并行电极线构成的变阻式雨雪传感器（12）电性能上形成一组电阻输出，当有雨雪落入时，电阻输出用于检测雨雪中的导电介质电阻；所述的控制单元（3）包括ARM处理器（301）,ARM处理器（301）通过第一数字隔离器（302）分别与湿度采集电路（303）和温度采集电路（304）数字隔离电连接，湿度采集电路（303）和温度采集电路（304）的AD口分别与湿度传感器（7）和温度传感器（6）电连接；ARM处理器（301）通过第二数字隔离器（305）与连接通信接口（306）,通过通信接口（306）连接上位机，通信接口（306）是485接口；ARM处理器（301）通过第三光电隔离器（307）与信号处理板（308）电连接,通过信号处理板（308）电连接风速传感器（5）；ARM处理器（301）通过第四光电隔离器（309）与雨雪信号检测板（310）电连接，通过雨雪信号检测板（310）电连接雨雪检测传感器（1），雨雪信号检测板（310）用于测量雨雪检测传感器（1）的信号；ARM处理器（301）同时通过接口（311）电连接人机接口（312）；通过人机接口（312）输入调试数据和显示气象信息，人机接口（312）是键盘、显示器或鼠标；所述的控制单元（3）的电源是通过开关电源提供24v电压,24v电压分两路,一路供给风速传感器（5）,另一路经dcdc电路提供3-5v电压供给控制单元（3）；所述的大雨雪检测板（14）、中雨雪检测板（15）、小雨雪检测板（16）包括雪水感应器XS、整流桥U2、光电隔离器U1、加热电阻R、滤波电容C1，雪水感应器XS沾上水后，阻值由无穷大变小至1000Ω左右，直到整流桥U2输出电压启动光电隔离器U1，U1把大雨雪检测板（14）、中雨雪检测板（15）、小雨雪检测板（16）采集的信号传输给ARM处理器的IO端口，由ARM处理器检测大雨雪检测板（14）、中雨雪检测板（15）、小雨雪检测板（16）的电阻信号，根据存贮的阀值进行处理。

全文数据：一种用于道岔融雪系统的智能型气象站技术领域本发明是涉及一种实现对局部地区雨雪状态、雨雪量、风速、环境温度的实时检测的智能型气象站，具体属于一种用于道岔融雪系统的智能型气象站。背景技术道岔融雪系统是保证道岔设备正常转换的辅助加热装置，是铁路道岔转辙设备的基本组成设备之一，铁路总公司对我国北方的高速客运专线有明确的使用要求，淮河以北地区的其他铁路线（包括国有铁路、地方铁路以及港口、煤矿、冶金等专用线）也都有需求。2008年，铁道部运输处发布《科技运[2008]36号-电加热道岔融雪系统设备》，对其技术标准进行了规定。国内道岔融雪系统迎来了新的发展机遇，但是所有已装融雪系统都是通过操作人员根据天气状况开启系统，国内现有的雨雪检测装置，也只能给出雨雪有无的信息。道岔融雪系统气象站的缺失，制约了电加热道岔融雪系统向智能化，无人值守化发展。本发明是适用于智能化，无人值守电加热道岔融雪系统的智能型气象站。发明内容本发明的目的是提供一种用于道岔融雪系统的智能型气象站，以实现对雨雪状态、雨雪量、风速和环境温度的检测，根据检测采集的局部区域环境实时信息，通过通信网络实现信息传输和对现场融雪控制柜加热输出回路的控制。本发明的目的是这样实现的,一种用于道岔融雪系统的智能型气象站,其特征是:至少包括控制单元、雨雪检测传感器、风速传感器、温度传感器、湿度传感器；雨雪检测传感器、风速传感器、温度传感器和湿度传感器分别与控制单元接口电连接，控制单元固定在控制箱内，控制箱固定在支撑杆体中部，雨雪检测传感器、风速传感器分别固定在支撑杆体上，温度传感器固定在控制箱的外部。所述的支撑杆体顶部有一横杆，横杆一侧上端固定风速传感器，风速传感器工作时不受其它风阻物影响。所述的支撑杆体顶部有一横杆，横杆另一侧固定雨雪检测传感器。所述的雨雪检测传感器为四方体，四方体分下台和上台，上台由四个斜梯形面集水板构成，四个斜梯形面集水板之间由导流板过导连接。所述的下台是正方体，正方体四周至少有两个面有水流通道，水流通道由上L形围面和下L形围面构成，上L形围面和下L形围面开口相对，上L形围面在上，下L形围面在下形成水流通道空间，下L形围面有斜台，斜台上有大雨雪检测板、中雨雪检测板、小雨雪检测板，斜台上的大雨雪检测板、中雨雪检测板、小雨雪检测板在水流通道内，水流通道上端与上台的集水板相通。斜梯形面集水板有并行分布的并行电极线构成的变阻式雨雪传感器，并行电极线构成的变阻式雨雪传感器通过印制板腐蚀形成交叉结构。两个并行电极线构成的变阻式雨雪传感器电性能上形成一组电阻输出，当有雨雪落入时，电阻输出用于检测雨雪中的导电介质电阻。所述的控制单元包括ARM处理器,ARM处理器通过第一数字隔离器分别与湿度采集电路和温度采集电路数字隔离电连接，湿度采集电路和温度采集电路的AD口分别与湿度传感器和温度传感器电连接；ARM处理器通过第二数字隔离器与连接通信接口,通过通信接口连接上位机，通信接口是485接口；ARM处理器通过第三光电隔离器与集号处理板电连接,通过集号处理板电连接风速传感器；ARM处理器通过第四光电隔离器与雨雪信号检测板电连接，通过雨雪信号检测板电连接雨雪检测传感器，雨雪信号检测板用于测量雨雪检测传感器的信号；ARM处理器同时通过接口电连接人机接口；通过人机接口输入调试数据和显示气象信息，人机接口是键盘、显示器或鼠标。所述的控制单元的电源是通过开关电源提供24v电压，24v电压分两路，一路供给风速传感器，另一路经dcdc电路提供3-5v电压供给控制单元。所述的大雨雪检测板、中雨雪检测板、小雨雪检测板包括雪水感应器XS、整流桥U2、光电隔离器U1、加热电阻R、滤波电容C1，雪水感应器XS沾上水后，阻值由无穷大变小至1000Ω左右，直到整流桥U2输出电压启动光电隔离器U1，U1把大雨雪检测板、中雨雪检测板、小雨雪检测板采集的信号传输给ARM处理器的IO端口，由ARM处理器检测大雨雪检测板、中雨雪检测板、小雨雪检测板的电阻信号，根据存贮的阀值进行处理。所述的电路中的加热电阻R固定在大雨雪检测板、中雨雪检测板、小雨雪检测板底部起烘干雪水感应器XS的作用，用于防止大雨雪检测板、中雨雪检测板、小雨雪检测板结冰。本发明的工作原理是：智能型气象站通过雨雪状态检测单元采集本地是否有雨雪；通过雨雪量检测单元采集本地瞬时雨雪量；通过环境温度检测单元采集本地的环境温度；通过风速采集单元采集本地的风速；采用ARM核心架构的处理器单元，通过用户设置的参数对采集信息进行计算，通过串行通信接口把采集信息和运算结果传输到车站控制终端和车站控制柜。本发明的特点：1、雨雪检测传感器采用覆铜板交错式布局，检测开关量电平的变化确定是否有雨雪。2、采用滴漏式量杯检测雨雪量的变化，通过雨水或融化的雪水在导流槽中积水的多少来测量雨雪的大小。3、环境温度测量采用双NTC温度分区测量方式，提高测量精度，扩展测量范围。4、具有对风速的检测功能，可根据风速的大小控制道岔融雪现场控制柜辅助加热输出回路的开启和关闭。5、组网方式灵活，可根据现场情况分别设置为单柜控制系统、局域控制系统、车站控制系统。下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。附图说明图1是智能型气象站结构示意图；图2是雨雪检测装置示意图；图3变阻式雨雪传感器示意图；图4智能型气象站系统结构示意图；图5大雨雪、中雨雪、小雨雪检测板示意图。图中：1、雨雪检测传感器；2、控制箱；3、控制单元；301、ARM处理器；302、第一数字隔离器；303、湿度采集电路；304、温度采集电路；305、第二数字隔离器；306、通信接口；307、第三光电隔离器；308、信号处理板；309、第四光电隔离器；310、雨雪信号检测板；311、接口；312、人机接口；4、接线端子排；5、风速传感器；6、温度传感器；7、湿度传感器；8、支撑杆体；9、横杆；10、集水板；11、导流板；12、变阻式雨雪传感器；13、导流孔；14、大雨雪检测板；15、中雨雪检测板；16、小雨雪检测板；17、下台；18、上台；19、水流通道；20、上L形围面；21、下L形围面；22、斜台。具体实施方式：如图1所示,涉及一种用于道岔融雪系统的智能型气象站,其特征是:至少包括控制单元3、雨雪检测传感器1、风速传感器5、温度传感器6、湿度传感器7；雨雪检测传感器1、风速传感器5、温度传感器6和湿度传感器7分别与控制单元3接口电连接，控制单元3固定在控制箱2内，控制箱2固定在支撑杆体8中部，雨雪检测传感器1、风速传感器5分别固定在支撑杆体8上，温度传感器6固定在控制箱2的外部。所述的支撑杆体8顶部有一横杆9，横杆9的一侧上端固定风速传感器5，风速传感器5工作时不受其它阻风物影响。所述的支撑杆体8顶部有一横杆9，横杆9的另一侧固定雨雪检测传感器1。如图2a、2b所示,所述的雨雪检测传感器1为四方体，四方体分下台17和上台18，上台18由四个斜梯形面集水板10构成，四个斜梯形面集水板10之间由导流板11过导连接。如图2a所示，所述的下台17是正方体，正方体四周至少有两个面有水流通道19，水流通道19由上L形围面20和下L形围面21构成，上L形围面20和下L形围面21开口相对，上L形围面20在上，下L形围面21在下形成水流通道19空间，下L形围面21有斜台22，斜台22上有大雨雪检测板14、中雨雪检测板15、小雨雪检测板16，斜台22上的大雨雪检测板14、中雨雪检测板15、小雨雪检测板16在水流通道19内，水流通道19上端与上台18的集水板10相通。如图3所示,斜梯形面集水板10有并行分布的并行电极线构成的变阻式雨雪传感器12，并行电极线构成的变阻式雨雪传感器12通过印制板腐蚀形成交叉结构。两个并行电极线构成的变阻式雨雪传感器12电性能上形成一组电阻，当有雨雪落入时，电阻输出用于检测雨雪中的导电介质电阻。如图4所示,所述的控制单元3包括ARM处理器301,ARM处理器301通过第一数字隔离器302分别与湿度采集电路303和温度采集电路304数字隔离电连接，湿度采集电路303和温度采集电路304的AD口分别与湿度传感器7和温度传感器6电连接；ARM处理器301通过第二数字隔离器305与连接通信接口306,通过通信接口306连接上位机，通信接口306是485接口；ARM处理器301通过第三光电隔离器307与信号处理板308电连接,通过信号处理板308电连接风速传感器5；ARM处理器301通过第四光电隔离器309与雨雪信号检测板310电连接，通过雨雪信号检测板310电连接雨雪检测传感器1，雨雪信号检测板310用于测量雨雪检测传感器1的信号；ARM处理器301同时通过接口311电连接人机接口312；通过人机接口312输入调试数据和显示气象信息，人机接口312是键盘、显示器或鼠标。所述的控制单元3的电源是通过开关电源提供24v电压,24v电压分两路,一路供给风速传感器5,另一路经dcdc电路提供3-5v电压供给控制单元3。如图5所示,所述的大雨雪检测板14、中雨雪检测板15、小雨雪检测板16包括雪水感应器XS、整流桥U2、光电隔离器U1、加热电阻R、滤波电容C1，雪水感应器XS沾上水后，阻值由无穷大变小至1000Ω左右，直到整流桥U2输出电压启动光电隔离器U1，U1把大雨雪检测板14、中雨雪检测板15、小雨雪检测板16采集的信号传输给ARM处理器的IO端口，由ARM处理器检测大雨雪检测板14、中雨雪检测板15、小雨雪检测板16的电阻信号，根据存贮的阀值进行处理。所述的电路中的加热电阻R固定在大雨雪检测板14、中雨雪检测板15、小雨雪检测板16底部起烘干雪水感应器XS的作用。防止大雨雪检测板14、中雨雪检测板15、小雨雪检测板16结冰。

权利要求：1.一种用于道岔融雪系统的智能型气象站，其特征是：至少包括控制单元（3）、雨雪检测传感器（1）、风速传感器（5）、温度传感器（6）、湿度传感器（7）；雨雪检测传感器（1）、风速传感器（5）、温度传感器（6）和湿度传感器（7）分别与控制单元（3）接口电连接，控制单元（3）固定在控制箱（2）内，控制箱（2）固定在支撑杆体（8）中部，雨雪检测传感器（1）、风速传感器（5）分别固定在支撑杆体（8）上，温度传感器（6）固定在控制箱（2）的外部。2.根据权利要求1所述的一种用于道岔融雪系统的智能型气象站，其特征是：所述的支撑杆体（8）顶部有一横杆（9），横杆（9）一侧上端固定风速传感器。3.根据权利要求1所述的一种用于道岔融雪系统的智能型气象站，其特征是：所述的支撑杆体（8）顶部有一横杆（9），横杆（9）另一侧固定雨雪检测传感器（1）。4.根据权利要求1所述的一种用于道岔融雪系统的智能型气象站，其特征是：所述的雨雪检测传感器（1）为四方体，四方体分下台（17）和上台（18），上台（18）由四个斜梯形面集水板（10）构成，四个斜梯形面集水板（10）之间由导流板（11）过导连接。5.根据权利要求4所述的一种用于道岔融雪系统的智能型气象站，其特征是：所述的下台（17）是正方体，正方体四周至少有两个面有水流通道（19），水流通道（19）由上L形围面（20）和下L形围面（21）构成，上L形围面（20）和下L形围面（21）开口相对，上L形围面（20）在上，下L形围面（21）在下形成水流通道（19）空间，下L形围面（21）有斜台（22），斜台（22）上有大雨雪检测板（14）、中雨雪检测板（15）、小雨雪检测板（16），斜台（22）上的大雨雪检测板（14）、中雨雪检测板（15）、小雨雪检测板（16）在水流通道（19）内，水流通道（19）上端与上台（18）的集水板（10）相通。6.根据权利要求4所述的一种用于道岔融雪系统的智能型气象站，其特征是：斜梯形面集水板（10）有并行分布的并行电极线构成的变阻式雨雪传感器（12），并行电极线构成的变阻式雨雪传感器（12）通过印制板腐蚀形成交叉结构；两个并行电极线构成的变阻式雨雪传感器（12）电性能上形成一组电阻输出，当有雨雪落入时，电阻输出用于检测雨雪中的导电介质电阻。7.根据权利要求1所述的一种用于道岔融雪系统的智能型气象站，其特征是：所述的控制单元（3）包括ARM处理器（301）,ARM处理器（301）通过第一数字隔离器（302）分别与湿度采集电路（303）和温度采集电路（304）数字隔离电连接，湿度采集电路（303）和温度采集电路（304）的AD口分别与湿度传感器（7）和温度传感器（6）电连接；ARM处理器（301）通过第二数字隔离器（305）与连接通信接口（306）,通过通信接口（306）连接上位机，通信接口（306）是485接口；ARM处理器（301）通过第三光电隔离器（307）与信号处理板（308）电连接,通过信号处理板（308）电连接风速传感器（5）；ARM处理器（301）通过第四光电隔离器（309）与雨雪信号检测板（310）电连接，通过雨雪信号检测板（310）电连接雨雪检测传感器（1），雨雪信号检测板（310）用于测量雨雪检测传感器（1）的信号；ARM处理器（301）同时通过接口（311）电连接人机接口（312）；通过人机接口（312）输入调试数据和显示气象信息，人机接口（312）是键盘、显示器或鼠标。8.根据权利要求1所述的一种用于道岔融雪系统的智能型气象站，其特征是：所述的控制单元（3）的电源是通过开关电源提供24v电压，24v电压分两路，一路供给风速传感器（5），另一路经dcdc电路提供3-5v电压供给控制单元（3）。9.根据权利要求5所述的一种用于道岔融雪系统的智能型气象站，其特征是：所述的大雨雪检测板（14）、中雨雪检测板（15）、小雨雪检测板（16）包括雪水感应器XS、整流桥U2、光电隔离器U1、加热电阻R、滤波电容C1，雪水感应器XS沾上水后，阻值由无穷大变小至1000Ω左右，直到整流桥U2输出电压启动光电隔离器U1，U1把大雨雪检测板（14）、中雨雪检测板（15）、小雨雪检测板（16）采集的信号传输给ARM处理器的IO端口，由ARM处理器检测大雨雪检测板（14）、中雨雪检测板（15）、小雨雪检测板（16）的电阻信号，根据存贮的阀值进行处理。

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