數(shù)字式水面蒸發(fā)自動(dòng)站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水文觀測(cè)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種數(shù)字式水面蒸發(fā)自動(dòng)站。
【背景技術(shù)】
[0002]水面蒸發(fā)量是我國(guó)水文水資源、氣象觀測(cè)的重要指標(biāo)，水面蒸發(fā)量的定義是:大地標(biāo)準(zhǔn)水平面在無(wú)風(fēng)浪條件下水位下降高度值即蒸發(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。依據(jù)中華人民共和國(guó)水利電力部《水面蒸發(fā)觀測(cè)規(guī)范》SD265-88相關(guān)要求，目前，傳統(tǒng)的蒸發(fā)站存在精度不高，人力資源浪費(fèi)等情況，同時(shí)不能在線測(cè)量、自動(dòng)化程度低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服上述傳統(tǒng)技術(shù)的不足之處，提供一種自動(dòng)觀測(cè)水面蒸發(fā)、降水過(guò)程，以及自動(dòng)控制的高精度數(shù)字式水面蒸發(fā)自動(dòng)站。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0005]數(shù)字式水面蒸發(fā)自動(dòng)站，其特征在于:包括
[0006]采集裝置，包括雨量傳感器、溢流量傳感器和蒸發(fā)傳感器；
[0007]蒸發(fā)器，包括蒸發(fā)桶，蒸發(fā)桶上部連通有溢流排水管，蒸發(fā)桶下部連通有蒸發(fā)靜水管，溢流排水管與溢流量傳感器連接，蒸發(fā)靜水管與蒸發(fā)傳感器連接；
[0008]補(bǔ)水裝置，包括與蒸發(fā)桶連通的補(bǔ)水管，補(bǔ)水管與蒸發(fā)桶連通的位置位于溢流排水管和蒸發(fā)靜水管之間；
[0009]控制裝置，用于控制各部件工作和處理數(shù)據(jù)；
[0010]蒸發(fā)器在E601B型標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器的基礎(chǔ)上改進(jìn)，蒸發(fā)桶用白色玻璃鋼制作，其口徑為618_，器口面積為3000cm2，蒸發(fā)桶高度為68.7cm，蒸發(fā)桶的安裝要求與人工測(cè)站完全一樣，蒸發(fā)桶器口距地面高度為30cm，器口以下7.5cm為水位標(biāo)志線。
[0011]雨量傳感器01型數(shù)字式雨量傳感器為降水量觀測(cè)器具，采用紅外光學(xué)檢測(cè)原理，它比其他技術(shù)的雨量計(jì)更為堅(jiān)固耐用，敏感和可靠。該傳感器極其敏感，不受其他因素干擾。不受雨水沖撞和可以移動(dòng)中測(cè)量雨量。沒(méi)有裸露部件，內(nèi)部導(dǎo)體不會(huì)因接觸水而腐蝕，完全密封不會(huì)進(jìn)水。不會(huì)因?yàn)槁淙~或其他雜物影響雨量的測(cè)量，計(jì)量產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)濾波、光電隔離電路后送到控制裝置的信號(hào)采集端，該信號(hào)再次經(jīng)過(guò)控制裝置內(nèi)部的軟件信號(hào)過(guò)濾、信號(hào)驗(yàn)證后固化雨情信息到存儲(chǔ)器；
[0012]一種具體優(yōu)化方案，溢流量傳感器包括第一溢流桶、第二溢流桶、溢流測(cè)量探針和驅(qū)動(dòng)溢流測(cè)量探針在第一溢流桶內(nèi)上下來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)裝置，第一溢流桶上部與溢流排水管遠(yuǎn)離蒸發(fā)桶的一端相連通，第一溢流桶下部通過(guò)出水管與第二溢流桶連通，溢流排水管上設(shè)有進(jìn)水電動(dòng)閥，出水管上設(shè)有出水電動(dòng)閥和溢流電機(jī)。
[0013]溢流量傳感器安裝在蒸發(fā)桶東側(cè)約3米處，當(dāng)蒸發(fā)桶溢流后，溢流的水會(huì)順著導(dǎo)管進(jìn)入控制箱內(nèi)的第一溢流桶，當(dāng)?shù)谝灰缌魍巴皾M后，記錄當(dāng)前溢流量，關(guān)閉進(jìn)水電動(dòng)閥，打開(kāi)出水電動(dòng)閥，將水放掉，放掉后，關(guān)閉出水電動(dòng)閥，打開(kāi)進(jìn)水電動(dòng)閥，再次計(jì)量，到測(cè)量時(shí)間時(shí)，采集裝置和控制裝置會(huì)測(cè)量桶內(nèi)水量然后跟前期累積的溢流量相加，得到總的溢流量。
[0014]—種具體優(yōu)化方案，第一驅(qū)動(dòng)裝置包括固定座、高精度步進(jìn)電機(jī)和絲桿，高精度步進(jìn)電機(jī)與固定座上部固定連接，絲桿上端與高精度步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接，絲桿上螺紋連接有連接件，連接件與固定座滑動(dòng)連接，連接件與溢流測(cè)量探針固定連接。
[0015]絲桿導(dǎo)程為4mm，步進(jìn)電機(jī)為0.9度，測(cè)量步進(jìn)精度為0.01mm，控制裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元控制步進(jìn)電機(jī)行走，當(dāng)接觸水面后返回，并記錄行程，存儲(chǔ)。
[0016]一種具體優(yōu)化方案，蒸發(fā)傳感器包括蒸發(fā)測(cè)量探針和驅(qū)動(dòng)蒸發(fā)測(cè)量探針在蒸發(fā)靜水管內(nèi)上下來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)裝置。
[0017]蒸發(fā)傳感器安裝在蒸發(fā)桶的東或西側(cè)300cm處，蒸發(fā)靜水管與蒸發(fā)桶相連接形成連通器。當(dāng)蒸發(fā)桶水面蒸發(fā)使桶內(nèi)水面高度下降時(shí)，蒸發(fā)靜水管水面高度也同步下降，到每天測(cè)量時(shí)間時(shí)蒸發(fā)傳感器的探針可將水面下降值(即蒸發(fā)量)輸出。蒸發(fā)傳感器與蒸發(fā)桶呈連通器方式連接，在蒸發(fā)過(guò)程中，蒸發(fā)靜水管中的水將流向蒸發(fā)桶，當(dāng)蒸發(fā)桶水面實(shí)際蒸發(fā)量為0.1mm時(shí)，表示實(shí)際蒸發(fā)量為0.1mm0
[0018]—種具體優(yōu)化方案，第二驅(qū)動(dòng)裝置包括固定座、高精度步進(jìn)電機(jī)和絲桿，高精度步進(jìn)電機(jī)與固定座上部固定連接，絲桿上端與高精度步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接，絲桿上螺紋連接有連接件，連接件與固定座滑動(dòng)連接，連接件與蒸發(fā)測(cè)量探針固定連接。
[0019]—種具體優(yōu)化方案，補(bǔ)水裝置包括自動(dòng)補(bǔ)水桶，自動(dòng)補(bǔ)水桶進(jìn)水口與自來(lái)水管連通，出水口與補(bǔ)水管連通，補(bǔ)水管上設(shè)有電磁閥。
[0020]自動(dòng)補(bǔ)水桶安裝在蒸發(fā)桶的正東方向3.5米以外的地方，自動(dòng)補(bǔ)水桶為浮球式自動(dòng)補(bǔ)水桶，其容積約為30-40升，自動(dòng)補(bǔ)水桶的出水口高度應(yīng)高于蒸發(fā)桶水位標(biāo)志線0.5m以上，當(dāng)蒸發(fā)桶水面因蒸發(fā)降低至水面標(biāo)志線以下1cm后，電磁閥在“規(guī)范”規(guī)定的時(shí)間內(nèi)受控打開(kāi)，給蒸發(fā)桶補(bǔ)水至正常水位標(biāo)志線高度后關(guān)閉。
[0021]一種具體優(yōu)化方案，控制裝置包括電源、存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器和處理器分別與電源電連接，存儲(chǔ)器和處理器電連接，處理器分別與進(jìn)水電動(dòng)閥、出水電動(dòng)閥和電磁閥電連接。
[0022]控制裝置可安裝于現(xiàn)場(chǎng)或觀測(cè)室內(nèi)，可依照設(shè)定程序自動(dòng)采集各傳感器信息，判斷蒸發(fā)桶、雨量桶及溢流桶總水位高度及其變化量，完成溢流量測(cè)量、蒸發(fā)量計(jì)算、系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確度校準(zhǔn)及蒸發(fā)、降雨過(guò)程顯示、數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋⑼ㄟ^(guò)控制相關(guān)電磁閥的啟、閉，完成溢流開(kāi)始、溢流傳感器排水和蒸發(fā)桶補(bǔ)水等工作，實(shí)現(xiàn)降雨過(guò)程、蒸發(fā)過(guò)程的在線測(cè)量。采集控制裝置通過(guò)GPRS通訊設(shè)備將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至上位處理設(shè)備。處理器為單片機(jī)等裝置。
[0023]—種具體優(yōu)化方案，蒸發(fā)桶外周向設(shè)有水圈，水圈包括若干個(gè)弧形水槽，多個(gè)弧形水槽之間相互連通。
[0024]水圈中的水面高度與蒸發(fā)桶水面高度基本一致，其總面積約為5000cm2，水圈上緣的高度低于蒸發(fā)桶器口 5?6cm。
[0025]—種具體優(yōu)化方案，補(bǔ)水管安裝在蒸發(fā)桶自器口以下65cm處。
[0026]—種具體優(yōu)化方案，蒸發(fā)靜水管安裝在蒸發(fā)桶與補(bǔ)水管的安裝口下方20cm處。
[0027]本數(shù)字式水面蒸發(fā)自動(dòng)站的完全實(shí)現(xiàn)了數(shù)字監(jiān)控，其通信接口能與各種通信機(jī)聯(lián)接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)遙測(cè)?？勺詣?dòng)采集處理蒸發(fā)、溢流、降水?dāng)?shù)據(jù)并完成蒸發(fā)器自動(dòng)補(bǔ)水、溢流量自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)水面蒸發(fā)、降水過(guò)程的高精度在線測(cè)量。適用于裝備水文、氣象、科研、軍事等領(lǐng)域各種類(lèi)型的測(cè)站。
[0028]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本實(shí)用新型數(shù)字式水面蒸發(fā)自動(dòng)站的布局示意圖；
[0030]圖2是蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]實(shí)施例1:如圖1和圖2所示，數(shù)字式水面蒸發(fā)自動(dòng)站，包括
[0032]采集裝置，包括雨量傳感器7、溢流量傳感器和蒸發(fā)傳感器；