[實用新型]一種大型蒸發皿蒸發量自動化觀測儀

有效

• 申請號: 202022565230.6
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN213363957U
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 陳伯龍;左洪超;段濟開;高曉清;李立程;常明恒
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G01F23/40
• 分類號: G01F23/40;G01W1/00
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 曹向東

本實用新型涉及一種大型蒸發皿蒸發量自動化觀測儀，該觀測儀包括水面測量艙、置于所述水面測量艙側壁上的內設角度傳感器的固定腔及置于所述水面測量艙頂部的數字測量控制器和供電系統。所述水面測量艙的上部兩邊側壁上通過兩個軸承座水平固定一對雙向轉動橫軸，其下部設有連通接口；所述雙向轉動橫軸的中間部位纏繞有牽連鋼纜，該牽連鋼纜的一端系有水面浮力球，另一端系一個平衡配重砝；所述雙向轉動橫軸的一端與所述角度傳感器相連；所述連通接口與蒸發皿側壁上的接口相連；所述數字測量控制器通過SPI總線與數據存儲器相連，并分別與所述角度傳感器、所述供電系統相連。本實用新型可有效提高蒸發皿蒸發量的測量精度，提高測量頻次。

技術領域

本實用新型涉及水文和氣象觀測技術領域，尤其涉及一種大型蒸發皿蒸發量自動化觀測儀。

背景技術

蒸發過程是全球水循環中十分重要的一個環節，也是水資源和水科學研究的重要內容之一。蒸發量對天氣現象、氣候變化、農業灌溉和水資源管理等都有重要的意義，但是地球表面的實際蒸發量很難直接測量，現有的個別觀測儀器往往由于成本過高或維護技術過難等原因很難在業務應用中大范圍推廣和普及，因此在水文和氣象臺站常規觀測中，通常用蒸發皿測量的蒸發量來間接衡量大氣的蒸發需求能力。

蒸發皿蒸發量是世界氣象組織規范的氣象臺站觀測的基本氣象要素之一， 至今已有最長兩百多年的觀測記錄，我國絕大多數氣象臺站蒸發皿蒸發量也有70多年的觀測記錄。由于氣候區域差異和技術交流等多方面的因素，不同國家和地區業務觀測中采用的蒸發皿種類并不完全統一，我國在當前業務觀測中除了北方在凍結期要使用小型蒸發皿進行測量外，均統一利用大型蒸發皿（E601B）測量大氣蒸發需求能力。

蒸發皿測量蒸發量的原理實際是通過測量某一時間段內蒸發皿中水面高度減少量來確定該時段的總體蒸發量，早期水文和氣象上常規觀測的蒸發皿蒸發量為日蒸發總量，后期增加了小時蒸發量。在實際業務觀測中，當蒸發皿蒸發時間段較短時，水面高度的變化較小，這時對蒸發皿中水面高度變化測量的準確性要求將很高。對于小型蒸發皿，水面高度差可以通過稱重或量杯測量方式來較準確的計算確定。但是對于大型蒸發皿，天平稱重和量杯測量兩種方法都很難實施。

目前在氣象和水文常規業務觀測中，對于大型蒸發皿蒸發量的測量采取兩種方法，一種是人工測量，用一個固定在蒸發皿口沿上的螺旋測微器來測量水面高度的變化；另一種自動化觀測，利用固定在蒸發皿水面中央上方的超聲測距裝置進行觀測水面高度的變化。實際業務中蒸發皿是在自然環境中進行觀測的，周圍環境的風會引起蒸發皿中水面不同程度的波動，這種不規律的波動會干擾上面這兩種儀器對水面高度的精確測量，同時也因儀器自身分辨率和精度的限制（兩種儀器的分辨率均為0.1mm），導致兩種儀器均很難準確地測得蒸發皿水面的實際高度，尤其在較短的時間間隔內水面高度差變化很小的情況下，測量的蒸發量誤差便更大，如小時蒸發量的測量誤差甚至能超過50%。

因此，持續準確地測量大型蒸發皿短時間間隔的蒸發量，尤其是在大風天氣條件下、亞小時（如數分鐘）時間尺度的蒸發皿蒸發量，克服風引起的水面波動對測量精度的影響，將對提高蒸發皿蒸發量測量精度非常重要，同時對大型蒸發皿蒸發量的自動化觀測提供技術支撐，對進一步應用蒸發皿蒸發量進行分析研究將更有價值和科學性。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高精度持續測量的大型蒸發皿蒸發量自動化觀測儀。

為解決上述問題，本實用新型所述的一種大型蒸發皿蒸發量自動化觀測儀，其特征在于：該觀測儀包括水面測量艙、置于所述水面測量艙側壁上的內設角度傳感器的固定腔及置于所述水面測量艙頂部的數字測量控制器和供電系統；所述水面測量艙的上部兩邊側壁上通過兩個軸承座水平固定一對雙向轉動橫軸，其下部設有連通接口；所述雙向轉動橫軸的中間部位纏繞有牽連鋼纜，該牽連鋼纜的一端系有水面浮力球，另一端系一個平衡配重砝；所述雙向轉動橫軸的一端與所述角度傳感器相連；所述連通接口與蒸發皿側壁上的接口相連；所述數字測量控制器通過SPI總線與數據存儲器相連，并分別與所述角度傳感器、所述供電系統相連。