本发明公开了一种雨天广告牌防触电装置及方法，包括控制单元、电源切换单元、及雨量传感器和雨量计量单元，雨量传感器和雨量计量单元的信号输出端与控制单元的控制输入端连接，控制单元的控制输出端与电源切换单元控制连接，电源切换单元包括蓄电池和用于串接在广告牌灯具供电回路中的一个继电器主触点开关，蓄电池用于并接在广告牌灯具和继电器主触点开关之间。本发明的雨天广告牌防触电装置和方法根据雨量大小自动打开和关闭广告牌内的灯具供电电源，有效保证了人们在靠近广告牌时安全，达到了防触电事故的产生；电源切换单元能关闭广告牌灯具的电源，而雨天广告牌防触电装置的控制单元在下雨后由蓄电池供电。该装置结构简单可靠，性能稳定。
1.一种雨天广告牌防触电装置，其特征在于：包括控制单元、电源切换单元、及用于感知是否下雨的雨量传感器和对雨量进行计量的雨量计量单元，所述雨量传感器和雨量计量单元的信号输出端与控制单元的控制输入端连接，控制单元的控制输出端与电源切换单元控制连接，所述电源切换单元包括蓄电池和用于串接在广告牌灯具供电回路中的一个继电器主触点开关，所述蓄电池用于并接在广告牌灯具和继电器主触点开关之间，且蓄电池与控制单元供电连接，所述继电器与控制单元的控制输出端控制连接；所述雨量计量单元包括用于对雨量高度进行测量的液位传感器、漏斗和漏斗下部相连的直筒，液位传感器安装于直筒内部的设定高度处，且液位传感器的信号输出端与控制单元的信号输入端连接，漏斗的顶部设有上盖，直筒底部留有小孔；雨量计量单元对雨量进行测量时，根据如下公式可以推算出雨量ω：其中，L1为雨量计量单元上盖的直径，L2为直筒的直径，L3为直筒底部小孔的直径，h为液位传感器测量到的雨量在直筒中的高度，t为采集雨量的时间值；
当L1＝20cm，L2＝4cm，L3＝0.5cm时，公式如下：
2.根据权利要求1所述的雨天广告牌防触电装置，其特征在于：该装置还设有声光报警单元，所述声光报警单元与控制单元控制连接。
3.一种利用如权利要求1所述的雨天广告牌防触电装置的防触电方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)利用雨量传感器对天气信息进行采集；
(2)当雨量传感器感知到下雨后，雨量计量单元对雨量进行测量；
(3)当雨量达到预设值后，控制单元自动切断继电器主触点开关，以防止触电事故的发生，此时控制单元的电源供给由蓄电池提供；
(4)当雨量传感器检测到雨停时，控制单元闭合继电器主触点开关，接通电源。
4.根据权利要求3所述的雨天广告牌防触电方法，其特征在于：该装置还设有与控制单元控制连接的声光报警单元，当雨量达到预设值后，控制单元触发的声光报警单元，提醒市民远离广告牌，以防触电；当雨量传感器检测到雨停时，控制单元关闭单片机的声光报警单元，解除声光报警。
5.根据权利要求3或4所述的雨天广告牌防触电方法，其特征在于：当雨量传感器感知到下雨后，控制单元延时10s打开漏斗顶部的上盖；当雨量传感器检测到雨停时，控制单元延时10s闭合漏斗顶部的上盖。
一种雨天广告牌防触电装置及方法
技术领域
[0001] 本发明属雨天防触电技术领域，具体涉及一种雨天广告牌防触电装置及方法。
背景技术
[0002] 对于广告牌漏电事件，经过测电笔测试广告牌确实存在漏电，因为当天下大雨，积水漫过该广告牌的接口，绝缘不好，广告牌的铁皮导电，同时，漏电保护器不能有效地实现漏电保护，会导致广告牌发生漏电致人死亡事故。2012年4月7日晚9时左右，海口遭遇强降雨袭击，海口市海秀东路鑫源温泉酒店附近的明珠广场公交站点上的一个广告牌发生漏电，导致一名路过的男子触电死亡。因此，在广告牌处设置一种雨天广告牌防触电装置就显得尤为重要了，但是目前市场上还并未有相关的产品出现。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种雨天广告牌防触电装置，以解决现有广告牌无保护措施导致广告牌漏电伤人的问题，同时提供一种使用该装置的防触电方法。
[0004] 为了实现以上目的，本发明提供的雨天广告牌防触电装置的技术方案如下：一种雨天广告牌防触电装置，包括控制单元、电源切换单元、及用于感知是否下雨的雨量传感器和对雨量进行计量的雨量计量单元，所述雨量传感器和雨量计量单元的信号输出端与控制单元的控制输入端连接，控制单元的控制输出端与电源切换单元控制连接，所述电源切换单元包括蓄电池和用于串接在广告牌灯具供电回路中的一个继电器主触点开关，所述蓄电池用于并接在广告牌灯具和继电器主触点开关之间，且蓄电池与控制单元供电连接，所述继电器与控制单元的控制输出端控制连接。
[0005] 所述雨量计量单元包括用于对液体高度进行测量的液位传感器、漏斗和漏斗下部相连的直筒，所述液位传感器安装于直筒内部的设定高度处，且液位传感器的信号输出端与控制单元的信号输入端连接。
[0006] 该装置还设有声光报警单元，所述声光报警单元与控制单元控制连接。
[0007] 本发明提供的雨天广告牌防触电方法的技术方案如下：一种雨天广告牌防触电装置的防触电方法，该方法包括如下步骤：
[0008] (1)利用雨量传感器对天气信息进行采集；
[0009] (2)当雨量传感器感知到下雨后，雨量计量单元对雨量进行测量；
[0010] (3)当雨量达到预设值后，控制单元自动切断继电器主触点开关，以防止触电事故的发生，此时控制单元的电源供给由蓄电池提供；
[0011] (4)当雨量传感器检测到雨停时，控制单元闭合继电器主触点开关，接通电源。
[0012] 所述雨量计量单元包括用于对雨量高度进行测量的液位传感器、漏斗和漏斗下部相连的直筒，液位传感器安装于直筒内部的设定高度处，且液位传感器的信号输出端与控制单元的信号输入端连接，漏斗的顶部设有上盖，直筒底部留有小孔；雨量计量单元对雨量进行测量时，根据如下公式可以推算出雨量ω：
[0013] 其中，h为液位传感器测量到的雨量在直筒中的高度，t为采集雨量的时间值。
[0014] 该装置还设有与控制单元控制连接的声光报警单元，当雨量达到预设值后，控制单元触发的声光报警单元，提醒市民远离广告牌，以防触电；当雨量传感器检测到雨停时，控制单元关闭单片机的声光报警单元，解除声光报警。
[0015] 当雨量传感器感知到下雨后，控制单元延时10s打开漏斗顶部的上盖；当雨量传感器检测到雨停时，控制单元延时10s闭合漏斗顶部的上盖。
[0016] 本发明的雨天广告牌防触电装置和方法通过雨量传感器感知是否下雨，并根据雨量大小自动打开和关闭广告牌内的灯具供电电源，有效保证了人们在靠近广告牌时安全，达到了防触电事故的产生；电源切换单元在控制单元的控制下进行供电切换，能关闭广告牌灯具的电源，而雨天广告牌防触电装置的控制单元在下雨后由蓄电池供电。该装置结构简单可靠，性能稳定。
[0017] 声光报警单元的设置可以实现当雨量传感器感知到下雨时，提醒过往的市民远离广告牌，以免发生触电危险，具有安全预警功能。
附图说明
[0018] 图1为本发明雨天广告牌防触电装置的原理框图；
[0019] 图2为电源切换单元的原理图；
[0020] 图3为雨量计量单元的结构图。
具体实施方式
[0021] 如图1所示，本发明的雨天广告牌防触电装置包括控制单元、电源切换单元及用于感知是否下雨的雨量传感器和对雨量进行计量的雨量计量单元，雨量传感器和雨量计量单元的信号输出端与控制单元的控制输入端连接，控制单元的控制输出端与电源切换单元控制连接；如图2所示，电源切换单元包括蓄电池和用于串接在广告牌灯具供电回路中的一个固态继电器主触点开关KM1，蓄电池用于并接在广告牌灯具和继电器主触点开关之间，且蓄电池与控制单元供电连接，继电器与控制单元的控制输出端控制连接。
[0022] 电源切换单元的220V的市电通过变压器给蓄电池充电，当雨量达到控制单元软件的预设值后，自动切断固态继电器KM1主触点，以防止触电事故的发生，此时控制单元的电源供给由蓄电池提供。
[0023] 雨量计量单元包括用于对雨量高度进行测量的液位传感器、漏斗和漏斗下部相连的直筒，液位传感器安装于直筒内部的设定高度处，漏斗的顶部设有上盖，且直筒底部留有小孔。本实施例中液位传感器采用超声波水位传感器，安装于图3支架2中的孔内，并使用螺栓锁紧，且液位传感器的信号输出端与控制单元的信号输入端连接。液位传感器测量雨量计量单元中雨量液体的高度h，通过雨量在直筒中的高度h和时间t的值，根据如下公式可以推算出雨量ω，当达到软件的雨量预设值后，控制单元完成广告牌断开电源的功能。
[0024] 本实施例中雨量计量单元中雨量ω与h、t之间关系推算过程如下：根据图3可知，L1为雨量计量单元上盖的直径，L2为直筒的直径，L3为直筒底部小孔的直径，t时间内降到漏斗的雨量为ω(cm/h)：
[0025]
[0026] 下降到圆柱杯时的高度h0
[0027]
[0028] 由于圆柱杯底部存在小孔L3＝0.5cm，g为重力加速度，根据伯努利方程，高度为h时小孔的流速
[0029]
[0030] 小孔t时间的雨流量(体积)
[0031]
[0032] 其中s为小孔的截面积。
[0033] 实际高度
[0034]
[0035] 通过上述关系整理得
[0036]
[0037] 假设L1＝20cm，L2＝4cm，L3＝0.5cm，则可得到：
[0038]
[0039] 雨量ω＝f(h,t)，只要在t时间内量出直筒中雨量的高度h，就能推算出雨量大小。
[0040] 另外，为了进一步保证广告牌下人员的安全，对其进行提醒，该装置还设置有声光报警单元，声光报警单元与控制单元控制连接。
[0041] 本实施例的控制单元采用AT89C52单片机，用于采集雨量传感器、液位传感器的信号，并经过处理后，对电源切换单元进行控制。雨量传感器采用红外散射雨量传感器，用于感知是否下雨。
[0042] 本发明利用雨天广告牌防触电装置的防触电方法过程如下：当雨量传感器感知到下雨后，延时10s打开图3中雨量计量单元的上盖1(平时上盖1处于闭合状态，以防止控制空气中的杂质进入雨量计量单元)，雨量计量单元中的液位传感器开始测量雨量的高度，另外，控制单元的计时器打开，单片机开始计时，以得到计算雨量时t的值，保证下雨时计量单元能顺利的进行计量；当达到软件的雨量预设值后，触发单片机的声光报警单元，提醒市民远离广告牌，以防触电，同时自动切断固态继电器KM1主触点，以防止触电事故的发生，此时控制单元的电源供给由蓄电池提供。
[0043] 当雨量传感器检测到雨停时，延时10s闭合图3中雨量计量单元的上盖1，并关闭单片机的声光报警单元，解除声光报警。另外，闭合固态继电器KM1主触点，接通电源(但广告屏电源要受到市政供电时间的影响，本装置只是对雨天时实现电源的闭合或打开)。
