[實用新型]水面蒸發(fā)量自動測量控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820766618.2
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN208255446U
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷剛;李誠志;師慶東;周小龍
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆大學(xué)
• 主分類號: G01W1/00
• 分類號: G01W1/00;G01F23/284
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標(biāo)事務(wù)所 65105
• 代理人: 董燕;湯建武

本實用新型涉及水面蒸發(fā)無線自動測量技術(shù)領(lǐng)域，是一種水面蒸發(fā)量自動測量控制裝置，包括自動補(bǔ)水裝置、雷達(dá)水位傳感器、蒸發(fā)桶、GPS授時定位模塊、數(shù)據(jù)采集電路、通信模塊、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、控制電路、第一開關(guān)電路和第二開關(guān)電路，自動補(bǔ)水裝置的進(jìn)水口上連接有第一管線，在第一管線上固定安裝有第一電磁閥，在自動補(bǔ)水裝置的出水口與蒸發(fā)桶進(jìn)水口連接有第二管線，在第二管線上固定安裝有第二電磁閥等。本實用新型通過數(shù)據(jù)采集電路接收的水壓數(shù)據(jù)和計算的水位數(shù)據(jù)發(fā)送至控制電路，控制電路控制第一開關(guān)電路自動啟閉第一電磁閥或控制第二開關(guān)電路自動啟閉第二電磁閥，實現(xiàn)自動補(bǔ)水，有效提高了水位數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確度，提高了蒸發(fā)量計算的精準(zhǔn)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及水面蒸發(fā)無線自動測量技術(shù)領(lǐng)域，是一種水面蒸發(fā)量自動測量控制裝置。

背景技術(shù)

目前，氣象觀測中的蒸發(fā)量指一定口徑容器內(nèi)的水，經(jīng)過一段時間因蒸發(fā)而消耗的水層深度，以mm為單位，精確到0.1mm。氣象臺站用由以蒸發(fā)皿為主的小型蒸發(fā)器來測量蒸發(fā)量，蒸發(fā)量的觀測在每天20時進(jìn)行，一般是前一日20時以量杯量20mm（原量）清水倒入蒸發(fā)皿，經(jīng)24小時蒸發(fā)后測量蒸發(fā)皿內(nèi)水量，減少水量即為蒸發(fā)量（姜世中主編，氣象學(xué)與氣候?qū)W，P129）。蒸發(fā)量=前一日水面高度+降水量(以雨量器觀測值為準(zhǔn))-測量時水面高度（地面氣象觀測規(guī)范第10部分：蒸發(fā)，P5）。這些方式以人工觀測為主，觀測間隔時間長，難以準(zhǔn)確分析和研究復(fù)雜氣候變化條件下的蒸發(fā)量。近年隨著電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)和無線通信技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的基于稱重方式的自動蒸發(fā)測量儀，沒有自動給蒸發(fā)器供水的補(bǔ)水裝置，測量誤差較大，補(bǔ)水過程無法自動完成，加上單片機(jī)無并行功能，采用串行方式接受和發(fā)送數(shù)據(jù)，使得較人工方式有所進(jìn)步的自動蒸發(fā)測量儀在實際氣象觀測中處理速度無法高速測量和采集數(shù)據(jù)，存在較大的局限性。因此氣象臺站蒸發(fā)測量迫切需要一種從觀測到補(bǔ)水完全自動化、不需人工干預(yù)、且測量精度高、測量頻率高、同時準(zhǔn)確記錄測量時間和空間位置信息的自動水面蒸發(fā)觀測系統(tǒng)。

中國西北干旱區(qū)干旱少雨，在沙漠和荒漠地區(qū)潛在蒸發(fā)量往往大于降水量。因此觀測和研究西北干旱區(qū)的潛在蒸發(fā)量對于研究氣候變化背景下干旱風(fēng)險提供實驗依據(jù)。而已有的現(xiàn)場測量儀器技術(shù)落后和測量方式傳統(tǒng)，包含機(jī)械探針部件，易磨損和氧化，維護(hù)成本高，很少具備自動數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)自動計算和處理功能。本實用新型采用雷達(dá)波非接觸式測量，沒有機(jī)械裝置，避免了長期高頻測量時的磨損和誤差，整個測量過程和數(shù)據(jù)記錄和計算處理過程自動化。水面蒸發(fā)量測量精度精確到0.1mm，達(dá)到國家SD256-88《水面蒸發(fā)觀測規(guī)范》0.1mm 的規(guī)范要求。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提供了一種適用于中國西北干旱區(qū)的水面蒸發(fā)量自動測量控制裝置，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有的適用于氣象臺站的蒸發(fā)量測量裝置因沒有設(shè)置自動向蒸發(fā)器供水的補(bǔ)水裝置，采用人工補(bǔ)水的方式存在測量誤差較大、測量精度低的問題。

本實用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種水面蒸發(fā)量自動測量控制裝置，包括自動補(bǔ)水裝置、雷達(dá)水位傳感器、蒸發(fā)桶、GPS授時定位模塊、數(shù)據(jù)采集電路、通信模塊、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、控制電路、第一開關(guān)電路和第二開關(guān)電路，自動補(bǔ)水裝置的進(jìn)水口上連接有第一管線，在第一管線上固定安裝有第一電磁閥，在自動補(bǔ)水裝置的出水口與蒸發(fā)桶進(jìn)水口之間連接有第二管線，在第二管線上固定安裝有第二電磁閥，在自動補(bǔ)水裝置內(nèi)側(cè)壁上安裝有測量自動補(bǔ)水裝置內(nèi)部水壓的水壓傳感器，雷達(dá)水位傳感器用于測量蒸發(fā)桶內(nèi)水面的高度，所述水壓傳感器測量的水壓數(shù)據(jù)、雷達(dá)水位傳感器測量的水面高度以及GPS授時定位模塊測量的經(jīng)緯度和時間數(shù)據(jù)均發(fā)送至數(shù)據(jù)采集電路，經(jīng)數(shù)據(jù)采集電路計算得到蒸發(fā)桶內(nèi)的實時水位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集電路通過通信模塊與數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通信連接、數(shù)據(jù)采集電路和控制電路連接，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器用于接收數(shù)據(jù)采集電路傳輸?shù)恼舭l(fā)桶的水位數(shù)據(jù)并計算蒸發(fā)桶的水面蒸發(fā)量，控制電路接收數(shù)據(jù)采集電路發(fā)送的蒸發(fā)桶的實時水位數(shù)據(jù)和自動補(bǔ)水裝置的實時水壓數(shù)據(jù)，向第一開關(guān)電路和第二開關(guān)電路發(fā)送控制信號，所述第一開關(guān)電路接收控制電路發(fā)送的控制信號并控制開啟/關(guān)閉第一電磁閥，第二開關(guān)電路接收控制電路發(fā)送的控制信號并控制開啟/關(guān)閉第二電磁閥。