一種水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】：
[0002] 水由液態(tài)或固態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)，逸入大氣中的過(guò)程稱為蒸發(fā)。在一定時(shí)段內(nèi)，水分經(jīng) 蒸發(fā)而散布到空中的量，則稱為蒸發(fā)量。蒸發(fā)量的多少直接影響到農(nóng)作物的生長(zhǎng)和收成，是 我國(guó)水文、氣象部口的重要觀測(cè)項(xiàng)目。
[0003] 為提高蒸發(fā)量觀測(cè)數(shù)據(jù)的代表性，我國(guó)的水文、氣象部口先后停止了 20cm 口徑的 小型蒸發(fā)器的使用，而統(tǒng)一采用E601蒸發(fā)器作為標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器。從觀測(cè)方式上，有些臺(tái)站仍 然W人工觀測(cè)為主，每日定時(shí)（08時(shí)或20時(shí)）做蒸發(fā)觀測(cè)項(xiàng)目，記錄24小時(shí)的日蒸發(fā)總量， 該種方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，連續(xù)觀測(cè)性差，更因容易受到人為因素影響，無(wú)法保證數(shù)據(jù)精度。
[0004] 目前絕大多數(shù)臺(tái)站引入了基于超聲波測(cè)距原理的蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)儀器，從而減少 了人為因素的影響，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的連續(xù)觀測(cè)。但受技術(shù)水平、制造工藝等方面的限制，上述 儀器分辨率為0. 1mm，精度僅為1. 5% (其測(cè)量范圍為0?100mm，誤差可達(dá)1. 5mm)，在蒸發(fā) 量較?。ㄐ∮?.5mm)時(shí)，可能導(dǎo)致無(wú)蒸發(fā)量數(shù)據(jù)輸出、或誤差較大。
[0005] 因此，確有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)W解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0006] 本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下；
[000引一種水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，包括蒸發(fā)桶、水圈和靜水桶，所述水圈設(shè)置在蒸發(fā) 桶周?chē)?，還包括虹吸管、稱重傳感器和數(shù)據(jù)采集與處理單元，所述虹吸管一端與蒸發(fā)桶的底 部相連通，另一端從靜水桶的上端插裝在靜水桶內(nèi)，所述靜水桶置于稱重傳感器上，稱重傳 感器的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集與處理單元相連。
[0009] 本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于：
[0010] 所述蒸發(fā)桶與靜水桶的上端面相齊平。
[0011] 所述虹吸管設(shè)有第一止水閥、第二止水閥和第=止水閥，所述第=止水閥置于伸 入靜水桶內(nèi)虹吸管的端口處，第一止水閥和第二止水閥置于靜水桶外，且第二止水閥位于 第一止水閥與第=止水閥之間。
[0012] S個(gè)所述止水閥均采用4分PPR全塑球閥。
[0013] 所述虹吸管為密度為1克/立方厘米的4分PPR水管，管壁截面積2平方厘米；虹 吸管從靜水桶的上端伸入在靜水桶內(nèi)距離靜水桶底部1厘米處。
[0014] 該系統(tǒng)還包括防護(hù)箱，所述靜水桶和稱重傳感器置于防護(hù)箱內(nèi)。
[0015] 所述稱重傳感器的選用懸臂梁型、S型或輪福式傳感器。
[0016] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0017] (1)本發(fā)明可實(shí)施性強(qiáng)、檢測(cè)技術(shù)成熟，可有效提高觀測(cè)精度。
[0018] (2)本發(fā)明稱重傳感器的信號(hào)輸出與現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集與處理單元匹配，可直接替換 原有產(chǎn)品，無(wú)額外軟、硬件更新成本。
[0019] (3)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，可有效減少系統(tǒng)誤差、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】：
[0020] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖。
[0021] 其中；1、蒸發(fā)桶；2、水圈；3、虹吸管；4、靜水桶；5、稱重傳感器；6、防護(hù)箱；31、第 一止水閥；32、第二止水閥；33、第S止水閥。
【具體實(shí)施方式】：
[0022] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0023] 請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明一種水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，包括蒸發(fā)桶1、水圈2、虹 吸管3、靜水桶4、稱重傳感器5、防護(hù)箱6和數(shù)據(jù)采集與處理單元，水圈2設(shè)置在蒸發(fā)桶1周 圍，虹吸管3 -端與蒸發(fā)桶1相連通，另一端與靜水桶4相連通，靜水桶4置于稱重傳感器5 上，稱重傳感器5的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集與處理單元相連（圖中未畫(huà)出），稱重傳感器5 將檢測(cè)到靜水桶4的質(zhì)量信息換算成蒸發(fā)桶1的液位信息，并將其后轉(zhuǎn)化成可與數(shù)據(jù)采集 與處理單元接口相匹配的電信號(hào)。本發(fā)明中稱重傳感器5選用懸臂梁型、S型或輪福式傳 感器；數(shù)據(jù)采集與處理單元選用不低于8位的單片機(jī)。靜水桶4和稱重傳感器5置于防護(hù) 箱6內(nèi)，防護(hù)箱6為木制百葉箱。
[0024] 在虹吸管3設(shè)有=個(gè)止水閥，其中第=止水閥33置于伸入靜水桶4內(nèi)虹吸管3的 端口處，第一止水閥31和第二止水閥32置于靜水桶4外，且第二止水閥32位于在虹吸管 最高處，且位于第一止水閥31與第S止水閥33之間。S個(gè)止水閥均采用4分PPR全塑球 閥。
[002引蒸發(fā)桶1與水圈2采用E-601B型蒸發(fā)器的蒸發(fā)桶與水圈，其中蒸發(fā)桶1內(nèi)徑為 61. 8厘米，開(kāi)口表面積S蒸為3000平方厘米。蒸發(fā)桶1與水圈2的安裝參照《地面氣象觀 測(cè)規(guī)范》的相關(guān)要求。
[0026] 靜水桶4材質(zhì)為不誘鋼，重量為1000克，其內(nèi)深25厘米，內(nèi)徑為11. 4厘米，開(kāi)口 表面積S靜為102平方厘米。在安裝時(shí)，靜水桶4的上端面與蒸發(fā)桶1的上端面齊平。
[0027] 虹吸管3為密度為1克/立方厘米的4分PPR水管，管壁截面積S管為2平方厘 米，虹吸管3在安裝是，虹吸管3的最高處高于靜水桶4的高度。虹吸管3 -端與蒸發(fā)桶1 的底部排水孔（圖中未畫(huà)出）相連，另一端跨過(guò)靜水桶4上沿伸入靜水桶4內(nèi)部距離底部 1厘米處。
[002引稱重傳感器5的稱重分辨率為0. 1克，稱重精度為1克。
[0029] 裝水方法；打開(kāi)閥=個(gè)止水閥；往蒸發(fā)桶1中裝水，使液面上升至距離蒸發(fā)桶1上 沿5厘米處；往靜水桶4中裝水，使液面上升至距離靜水桶4上沿5厘米處；關(guān)閉第一止水 閥31和第=止水閥33 ;從第二止水閥32開(kāi)口端給虹吸管3注水，直至溢出；關(guān)閉第二止水 閥32 ;打開(kāi)第一止水閥31和第=止水閥33。
[0030] 計(jì)算靜水桶4液位；靜水桶4液面高度按
[0031]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，包括蒸發(fā)桶（1)、水圈（2)和靜水桶（4)，所述水圈 (2)設(shè)置在蒸發(fā)桶（1)周?chē)?，其特征在于：還包括虹吸管（3)、稱重傳感器（5)和數(shù)據(jù)采集與 處理單元，所述虹吸管（3) -端與蒸發(fā)桶（1)的底部相連通，另一端從靜水桶（4)的上端插 裝在靜水桶（4)內(nèi)，所述靜水桶（4)置于稱重傳感器（5)上，稱重傳感器（5)的信號(hào)輸出端 與數(shù)據(jù)采集與處理單元相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述蒸發(fā)桶（1)與靜 水桶（4)的上端面相齊平。
3. 如權(quán)利要求1所述的水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述虹吸管（3)設(shè)有 第一止水閥（31)、第二止水閥（32)和第三止水閥（33)，所述第三止水閥（33)置于伸入靜 水桶（4)內(nèi)虹吸管（3)的端口處，第一止水閥（31)和第二止水閥（32)置于靜水桶（4)夕卜， 且第二止水閥（32)位于第一止水閥（31)與第三止水閥（33)之間。
4. 如權(quán)利要求3所述的水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：三個(gè)所述止水閥均采 用4分PPR全塑球閥。
5. 如權(quán)利要求3所述的水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述虹吸管（3)為密 度為1克/立方厘米的4分PPR水管，管壁截面積2平方厘米；虹吸管（3)從靜水桶（4)的 上端伸入在靜水桶（4)內(nèi)距離靜水桶底部1厘米處。
6. 如權(quán)利要求1所述的水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)還包括防護(hù)箱 (6)，所述靜水桶（4)和稱重傳感器（5)置于防護(hù)箱（6)內(nèi)。
7. 如權(quán)利要求1所述的水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述稱重傳感器（5) 的選用懸臂梁型、S型或輪輻式傳感器。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水面蒸發(fā)量自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，包括蒸發(fā)桶、水圈和靜水桶，水圈設(shè)置在蒸發(fā)桶周?chē)?，還包括虹吸管、稱重傳感器和數(shù)據(jù)采集與處理單元，虹吸管一端與蒸發(fā)桶的底部相連通，另一端從靜水桶的上端伸入靜水桶內(nèi)，靜水桶置于稱重傳感器上，稱重傳感器的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集與處理單元相連。本發(fā)明可實(shí)施性強(qiáng)、檢測(cè)技術(shù)成熟，可有效提高觀測(cè)精度。
【IPC分類(lèi)】G01G17-04, G01F23-20
【公開(kāi)號(hào)】CN104596623
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510026955
【發(fā)明人】嚴(yán)家德, 呂晶晶, 王巍巍, 張澤鋒, 王靜
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日