水面蒸發量自動測量站的製作方法

2023-10-05 01:08:29 2

專利名稱：水面蒸發量自動測量站的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣象水文監測裝置，具體涉及一種賦予靜水桶、蒸發傳感器測量水面蒸發量和溢流量雙重功能的全天候水面蒸發量自動測量站。
背景技術：
水面蒸發量檢測數值是水文、水資源、氣象觀測的重要指標，尤其是在內陸降水量偏少的地區，蒸發量指標直接影響到空氣品質和農作物收成。世界各國都投巨資興建水面蒸發量自動測量站。我國頒布了水利行業標《水面蒸發量觀測規範》(SD65-88)和國家標準《水面蒸發器》(GB/T21327-2007)。目前我國普遍使用的水面蒸發量遙測自記型蒸發站只能測量蒸發量，缺少溢流量、降水量的測量功能。本申請人徐州市偉思水務科技有限公司前幾年發明了一種能實現蒸發量、溢流量、降水量自動測量並能給蒸發桶自動補水的全天 候水面蒸發量自動測量站，有效地解決了上述技術問題，得到了市場的認可，但也存在以下不足之處
I、為了增加測量溢流量，設置了溢流桶、溢流傳感器等相關設備，系統比較複雜、製作成本高，推廣使用有一定難度。2、蒸發傳感器、溢流量傳感器是兩個各自獨立的傳感器，在出廠檢驗及現場安裝調試校準時，必須對兩個傳感器分別進行檢驗、調校和維護，其程序步驟繁瑣。3、系統測量誤差與靜水桶桶徑製造偏差、蒸發傳感器測量誤差、溢流桶桶徑製造偏差及溢流傳感器測量誤差等諸項因素相關，導致水面蒸發量系統總誤差增大。

發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提出一種水面蒸發量自動測量站，賦予靜水桶、蒸發傳感器測量水面蒸發量和溢流量雙重功能，既能實現全天侯的水面蒸發量自動測量，又簡化了系統，使系統運行更可靠，安裝、調試、校準更簡單，減小系統測量誤差，降低系統造價。本發明方案是以如下技術方案實現的一種水面蒸發量自動測量站，它包括蒸發桶、水圈、靜水桶、蒸發傳感器、雨量傳感器、補水桶和採集控制器。所述的水圈安裝在蒸發桶的周圍。所述的補水桶通過浮球式水位自動控制閥和進水管與水網連接，補水桶內安裝補水泵，所述的補水泵在採集控制器控制下通過輸水管向蒸發桶和水圈補水。所述的雨量傳感器安裝在觀測場內，其信號輸出端與採集控制器連接。所述的蒸發桶和靜水桶下半部埋入測量站基礎，兩者上埠高度一致；靜水桶上端有桶蓋，蒸發桶和靜水桶通過連通水管連接並貫通。其特徵在於所述的連通水管串接常開電磁閥。所述的靜水桶中設置蒸發傳感器和電動排水裝置。所述的常開電磁閥、蒸發傳感器和電動排水裝置分別通過導線與採集控制器連接。所述的蒸發傳感器採用浮子式水位傳感器或採用壓力式水位傳感器、或聲波式水位傳感器、或雷達式水位傳感器、或雷射式水位傳感器、或容柵式水位傳感器、或磁感應式水位傳感器。所述的蒸發傳感器的輸出信號為電脈衝信號、或數字量信號、或模擬量電信號。所述的電動排水裝置採用潛水泵排水或電動閥排水。本發明的積極效果是
I、省略了溢流桶、溢流桶傳感器等裝置，系統結構簡單、可靠、造價低，便於推廣使用。2、設備安裝、調試、校準方法簡單，操作方便快捷。3、減少了測量部件，進而減少系統測量誤差構成要素，系統測量誤差減小，提高系 統可靠性。


下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明 圖I為本發明結構示意圖。圖2為本發明另一實施例結構示意圖。圖3為固有技術結構示意圖。圖中1、補水桶，1-1、浮球式水位自動控制閥，1-2、進水管，2、補水泵，3、輸水管，
4、水圈，5、蒸發桶，6、連通水管，7、常開電動閥，8、靜水桶，8-1、桶蓋，9、蒸發傳感器，10、排水管，11、電動排水裝置，11-1、潛水泵，11-2、電動閥，12、雨量傳感器，13、採集控制器，14、溢流桶，15、溢流傳感器，16、溢流注水裝置。
具體實施例方式如圖I、圖2、圖3所示一種水面蒸發量自動測量站,它包括蒸發桶5、水圈4、靜水桶8、蒸發傳感器9、雨量傳感器12、補水桶I和採集控制器13。所述的水圈4為多隻，多隻水圈4均布安裝在蒸發桶5的周圍；所述的補水桶I通過浮球式水位自動控制閥1-1和進水管1-2與水網連接，補水桶I內安裝補水泵2，所述的補水泵2在採集控制器13控制下通過輸水管3向蒸發桶5和水圈4補水。所述的雨量傳感器12安裝在觀測場內，其信號輸出端與採集控制器13連接。所述的蒸發桶5和靜水桶8下半部埋入測量站基礎，兩者上埠高度一致；靜水桶8上端有桶蓋8-1，蒸發桶5和靜水桶8通過連通水管6連接並貫通；其特徵在於所述的連通水管6中部串接常開電動閥7 ;所述的靜水桶8上設置蒸發傳感器9和電動排水裝置11。所述的常開電動閥7、蒸發傳感器9和電動排水裝置11分別通過信號線與採集控制器13連接。本方案去掉固有技術中的溢流桶14、溢流傳感器15和溢流注水裝置16，賦予靜水桶8、蒸發傳感器9測量蒸發量、溢流量的雙重功能。在起測時刻，常開電動閥7將靜水桶8與蒸發桶5水路連通，靜水桶8和蒸發傳感器9用於測量蒸發量。一旦採集控制器13監測到蒸發傳感器9輸出值上升至規定溢流值h_時，立即暫停蒸發量測量，轉入溢流量測量工作。採集控制器13發出指令，迅速關閉常開電磁閥7，啟動電動排水裝置11，將靜水桶8的水通過排水管10排出，使靜水桶8的水位達到設定值hmin後停止排水。計算溢流量依照公式為Q = (hmax_hmin)Sj/Sf式中Q表示本次溢流量
Sj表示靜水桶截面積 Sf表示蒸發桶截面積
溢流量測量工作完成後，採集控制器13立即發出指令，打開常開電磁閥7，使靜水桶8與蒸發桶5水路連通，繼續進行水面蒸發過程觀測。在監測過程中，採集控制器13始終按照存儲程序採集蒸發傳感器9和雨量傳感器12的信息，並控制常開電磁閥7、靜水桶電動排水裝置I和補水泵2工作。並且，在規定時刻，一旦採集控制器13監測到蒸發傳感器9輸出值下降至約定補水限hb時,採集控制器13控制補水泵2工作,將蒸發桶5水位補至水位線標誌高度，實現溢流過程、補水過程自動控制。並依照下面的公式計算水面蒸發量E，實現全天候條件下水面蒸發量的自動測量。蒸發量計算公式為E= (h0-ht) (Sf+Sj) /S f _P+Qi-n 式中1 表示起測時刻蒸發傳感器輸出值,單位mm
ht表示終止時刻蒸發傳感器輸出值,單位mmS f表示蒸發桶自由水面截面積,單位c m2 S j表示靜水桶截面積，單位c m 2P表示起測時刻至終止時刻內的總降水量，單位mmQ1-H表示起測時刻至終止時刻內發生n次溢流的總量,單位mm如圖I所示所述的蒸發傳感器9採用浮子式水位傳感器，也可以採用壓力式水位傳感器、或聲波水位傳感器式、或雷達式水位傳感器、或雷射式水位傳感器、或容柵式水位傳感器、或磁感應式水位傳感器。所述的蒸發傳感器9輸出信號可以是電脈衝信號，也可以數字量信號或模擬量電信號。如圖I、圖2所示所述的電動排水裝置11可以採用潛水泵11-1排水，也可以採用電磁閥11-2排水。
權利要求
1.一種水面蒸發量自動測量站，它包括蒸發桶(5)、水圈(4)、靜水桶(8)、蒸發傳感器(9)、雨量傳感器(12)、補水桶(I)和採集控制器(13);所述的水圈(4)安裝在蒸發桶(5)的周圍；所述的補水桶(I)通過浮球式水位自動控制閥(1-1)和進水管(1-2)與水網連接，補水桶(I)內安裝補水泵(2)，所述的補水泵(2)在採集控制器(13)控制下通過輸水管(3)向蒸發桶(5)和水圈(4)補水；所述的雨量傳感器(12)安裝在觀測場內，其信號輸出端與採集控制器(13)連接；所述的蒸發桶(5)和靜水桶(8)下半部埋入測量站基礎，兩者上埠高度一致；靜水桶(8 )上端有桶蓋(8-1)，蒸發桶(5 )和靜水桶(8 )通過連通水管(6 )連接並貫通；其特徵在於所述的連通水管(6)串接常開電磁閥(7);所述的靜水桶(8)中設置蒸發傳感器(9)和電動排水裝置(11);所述的常開電磁閥(7)、蒸發傳感器(9)和電動排水裝置(11)分別通過導線與採集控制器(13)連接。
2.根據權利要求I所述的水面蒸發量自動測量站，其特徵在於所述的蒸發傳感器(9)採用浮子式水位傳感器或採用壓力式水位傳感器、或聲波式水位傳感器、或雷達式水位傳感器、或雷射式水位傳感器、或容柵式水位傳感器、或磁感應式水位傳感器。
3.根據權利要求I所述的水面蒸發量自動測量站，其特徵在於所述的蒸發傳感器(9)的輸出信號為電脈衝信號、或數字量信號、或模擬量電信號。
4.根據權利要求I所述水面蒸發量自動測量站，其特徵在於所述的電動排水裝置(11)採用潛水泵(11-1)排水或電動閥(11-2)排水。
全文摘要
本發明公開了一種水面蒸發量自動測量站，涉及一種氣象、水文監測裝置。包括蒸發桶、水圈、靜水桶、蒸發傳感器、雨量傳感器、補水桶和採集控制器等。本發明去掉固有技術中的溢流桶、溢流傳感器和電動溢流補水裝置，賦予靜水桶和蒸發傳感器測量蒸發量、溢流量的雙重功能，簡化了系統，安裝調試簡單，造價低且可減小系統測量誤差。蒸發桶和靜水桶通過連通水管連接並貫通，連通水管串接常開電動閥。靜水桶上安裝蒸發傳感器，靜水桶下部安裝電動排水裝置，採集控制器按照程序自動採集靜水桶水位信息、自動控制電動補、排水裝置及開電動閥工作，實現全天候水面蒸發量、溢流量和降水量的自動測量。
文檔編號G01W1/00GK102749662SQ20121024506
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者張敏, 張永立 申請人:張永立