一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，解決人工操作的蒸發(fā)量測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能滿足越來(lái)越高精度的數(shù)據(jù)庫(kù)建立需求的問(wèn)題。本裝置包括蒸發(fā)桶，其特征在于，蒸發(fā)桶上部的一側(cè)設(shè)有測(cè)量管，測(cè)量管包括磁場(chǎng)感應(yīng)裝置、豎直設(shè)置的磁桿、套設(shè)于磁桿外并浮于水面的磁浮，所述磁場(chǎng)感應(yīng)裝置連接有處理器，所述蒸發(fā)桶的前側(cè)設(shè)有補(bǔ)水裝置，所述蒸發(fā)桶內(nèi)還設(shè)有溢流泵，溢流泵連接溢流管，溢流管伸出蒸發(fā)桶外。本發(fā)明蒸發(fā)水位測(cè)量、雨量測(cè)量、溢流和補(bǔ)水控制高度集成，測(cè)量精度和穩(wěn)定性高，適用于非冰期各地區(qū)蒸發(fā)自動(dòng)站的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)水面蒸發(fā)量觀測(cè)全自動(dòng)實(shí)時(shí)在線。
【專利說(shuō)明】
一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種水文測(cè)驗(yàn)設(shè)備，特別涉及一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸發(fā)是地表熱量平衡和水量平衡的組成部分，也是水循環(huán)中最直接受土地利用和氣候變化影響的一項(xiàng)，同時(shí)，蒸發(fā)也是熱能交換的重要因子。所以，蒸發(fā)量在估算陸地蒸發(fā)、作物需水和作物水分平衡等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。進(jìn)行蒸發(fā)量變化的研究，對(duì)深入了解氣候變化、探討水分循環(huán)變化規(guī)律具有十分重要的意義。就實(shí)際而言，對(duì)水利工程設(shè)計(jì)、農(nóng)林牧業(yè)土壤改良、土壤水分調(diào)節(jié)、灌溉定額制定以及研究水分資源、制定氣候區(qū)劃等方面都具有重要的指導(dǎo)意義。對(duì)于水文測(cè)量工作來(lái)說(shuō)，蒸發(fā)量是一個(gè)重要的水文數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的蒸發(fā)量測(cè)量采用人工測(cè)量，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，難以做到實(shí)時(shí)測(cè)量，且測(cè)量頻次低，不能滿足越來(lái)越高精度的水文數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決人工操作的蒸發(fā)量測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能滿足越來(lái)越高精度的數(shù)據(jù)庫(kù)建立需求的問(wèn)題，提供一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，包括蒸發(fā)桶，其特征在于，蒸發(fā)桶上部的一側(cè)設(shè)有測(cè)量管，測(cè)量管包括磁場(chǎng)感應(yīng)裝置、豎直設(shè)置的磁桿、套設(shè)于磁桿外并浮于水面的磁浮，所述磁場(chǎng)感應(yīng)裝置連接有處理器，所述蒸發(fā)桶的前側(cè)設(shè)有補(bǔ)水裝置，所述蒸發(fā)桶內(nèi)還設(shè)有溢流栗，溢流栗連接溢流管，溢流管伸出蒸發(fā)桶外。測(cè)量管在蒸發(fā)桶內(nèi)側(cè)，利用磁致伸縮原理，磁浮隨水面上下浮動(dòng)，磁桿和磁浮兩個(gè)不同磁場(chǎng)相交產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖信號(hào)，然后計(jì)算這個(gè)信號(hào)被探測(cè)所需的時(shí)間周期，從而換算出準(zhǔn)確的水面位置。
[0005]作為優(yōu)選，所述測(cè)量管的底部設(shè)有沖洗栗，所述沖洗栗連接沖洗管，沖洗管出口位于測(cè)量管內(nèi)部的上方，向下出水。測(cè)量管定時(shí)測(cè)量，沖洗栗在測(cè)量前對(duì)測(cè)量管進(jìn)行沖洗I分鐘，避免磁浮卡住現(xiàn)象發(fā)生。
[0006]作為優(yōu)選，環(huán)繞所述蒸發(fā)桶設(shè)置溢流水圈，溢流管出口位于溢流水圈的上側(cè)，所述溢流管上設(shè)有流量傳感器。
[0007]作為優(yōu)選，所述溢流栗設(shè)置與測(cè)量管的底部。
[0008]作為優(yōu)選，所述補(bǔ)水裝置包括備用水箱，所述備用水箱通過(guò)補(bǔ)水栗連接補(bǔ)水管，補(bǔ)水管的末端連接蒸發(fā)桶。
[0009]作為優(yōu)選，所述備用水箱前側(cè)連接供水管，供水管的出水口設(shè)有浮球閥。
[0010]作為優(yōu)選，所述蒸發(fā)桶一側(cè)還設(shè)有雨量計(jì)。測(cè)量觀測(cè)時(shí)段內(nèi)的降水量數(shù)據(jù)。
[0011]作為優(yōu)選，所述處理器設(shè)置在終端機(jī)內(nèi)，終端機(jī)通過(guò)無(wú)線信號(hào)連接服務(wù)器。
[0012]作為優(yōu)選，所述磁桿為圓柱形，磁桿柱面外側(cè)設(shè)有外絕緣套，外絕緣套表面設(shè)有螺旋盤繞的導(dǎo)向槽，磁浮為圓環(huán)形，磁浮內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)絕緣套，內(nèi)絕緣套向內(nèi)凸起設(shè)有沿導(dǎo)向槽滑動(dòng)的導(dǎo)向塊，所述磁浮上設(shè)有角度傳感器。磁浮在水面上沿磁桿上下滑動(dòng)的同時(shí)，在導(dǎo)向槽和導(dǎo)向塊的配合作用下，也發(fā)生角度的偏轉(zhuǎn)。利用角度傳感器可以讀取磁浮當(dāng)前的角度位置，從而反推出磁浮相對(duì)磁桿軸向的位置。利用上述結(jié)構(gòu)，本裝置可以利用磁浮的角度，來(lái)標(biāo)定磁致伸縮原理中磁桿和磁浮兩個(gè)磁場(chǎng)相交產(chǎn)生應(yīng)變脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的水面高度位置。完成標(biāo)定后，就可以利用磁場(chǎng)變化產(chǎn)生應(yīng)變脈沖信號(hào)變化來(lái)計(jì)算水面高度的變化，同時(shí)，也可以利用磁浮的角度變化來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。采用上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)磁桿和磁浮拆裝、維修、更換時(shí)，能利用磁浮角度變化更快地完成磁場(chǎng)變化應(yīng)變脈沖信號(hào)與水面高度的對(duì)應(yīng)標(biāo)定，提高數(shù)據(jù)精確度。
[0013]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)向槽在外絕緣套柱面上等間距設(shè)置若干條，每條導(dǎo)向槽在外絕緣套的兩端之間螺旋盤繞的角度不超過(guò)360度。磁浮在沿磁桿軸向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不超過(guò)360度，使磁浮不會(huì)存在兩個(gè)相同的角度位置，使磁浮角度、水面高度和磁場(chǎng)變化產(chǎn)生應(yīng)變脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)。
[0014]工作時(shí)，系統(tǒng)先設(shè)定一個(gè)基準(zhǔn)水位值，如果蒸發(fā)桶內(nèi)水位低于這個(gè)基準(zhǔn)水位1.0cm時(shí)自動(dòng)補(bǔ)水，為了減少補(bǔ)水次數(shù)和錯(cuò)開數(shù)據(jù)發(fā)送等事件，補(bǔ)水時(shí)間設(shè)置在早上8:00時(shí)進(jìn)行，補(bǔ)水完成后I分鐘進(jìn)行水位測(cè)量，作為下一時(shí)段起算水位值，補(bǔ)水可以為每天一次，當(dāng)蒸發(fā)量特別大時(shí)，也可以設(shè)定一天多次，或者設(shè)定當(dāng)水位低于警戒值時(shí)，補(bǔ)水至基準(zhǔn)水位值。當(dāng)蒸發(fā)桶內(nèi)水位高度高于這個(gè)基準(zhǔn)水位1.0cm時(shí)自動(dòng)溢流，溢流后的水位回到基準(zhǔn)水位值。以每天8點(diǎn)補(bǔ)水一次的系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)每整點(diǎn)自動(dòng)測(cè)量一個(gè)水位值，為了準(zhǔn)確獲得這個(gè)測(cè)量值，沖洗栗在整點(diǎn)前對(duì)測(cè)量管進(jìn)行沖洗I分鐘，避免磁浮卡住現(xiàn)象發(fā)生。
[0015]計(jì)算方法:E=(Wt-Wo)+P_q;
式中:E—一蒸發(fā)量，
Wt——觀測(cè)時(shí)的蒸發(fā)桶水位，
Wo——8:00的蒸發(fā)桶水位，
P——8:00至觀測(cè)時(shí)段的降水量， q——8:00至觀測(cè)時(shí)段的溢流量。
[0016]本發(fā)明蒸發(fā)水位測(cè)量、雨量測(cè)量、溢流和補(bǔ)水控制高度集成，測(cè)量精度和穩(wěn)定性高，適用于非冰期各地區(qū)蒸發(fā)自動(dòng)站的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)水面蒸發(fā)量觀測(cè)全自動(dòng)實(shí)時(shí)在線。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為測(cè)量管磁浮磁桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為磁桿表面展開結(jié)構(gòu)不意圖。
[0020]圖4為磁桿磁浮的徑向截面圖。
[0021 ]圖中:i一翻斗雨量計(jì)，2—供水管，3—備用水箱，4一浮球閥，5—補(bǔ)水管，6—溢流水圈，7—蒸發(fā)桶，8—補(bǔ)水栗，9一磁浮，1—磁場(chǎng)感應(yīng)裝置，11 一溢流管，12—磁桿，13—數(shù)據(jù)和電源線，14一終端機(jī)，15一太陽(yáng)能板，16一沖洗栗，17一溢流栗，18一導(dǎo)向槽，19一導(dǎo)向塊，20—外絕緣套，21—內(nèi)絕緣套，22—角度指針。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過(guò)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]實(shí)施例:一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，如圖1所示。本裝置包括用于降雨量測(cè)量的0.1mm翻斗雨量計(jì)1、蒸發(fā)測(cè)量裝置。蒸發(fā)測(cè)量裝置包括蒸發(fā)桶7，蒸發(fā)桶一側(cè)設(shè)有補(bǔ)水裝置，蒸發(fā)桶另一側(cè)設(shè)有溢流裝置。蒸發(fā)桶7上部的一側(cè)設(shè)有測(cè)量管，測(cè)量管包括磁場(chǎng)感應(yīng)裝置10、豎直設(shè)置的磁桿12、套設(shè)于磁桿外并浮于水面的磁浮9，所述磁場(chǎng)感應(yīng)裝置設(shè)置在測(cè)量管的頂部、并連接有處理器。環(huán)繞蒸發(fā)桶7設(shè)置溢流水圈6，測(cè)量管的底部設(shè)有溢流栗17，溢流栗連接溢流管11，溢流管與溢流栗連接端設(shè)有流量傳感器，溢流管出口位于溢流水圈的上側(cè)。測(cè)量管底部與溢流栗17并列設(shè)有沖洗栗16，沖洗栗連接沖洗管，沖洗管出口位于測(cè)量管內(nèi)部上方，從上向下出水沖洗磁浮和磁桿，避免磁浮卡死。
[0024]測(cè)量管結(jié)構(gòu)如圖2、3、4所示，磁桿12為圓柱形，磁桿柱面外側(cè)設(shè)有外絕緣套20，外絕緣套20表面間隔180度設(shè)有兩條螺旋盤繞的導(dǎo)向槽18，導(dǎo)向槽的從外絕緣套的上端到下端螺旋盤繞角度為360度，導(dǎo)向槽為弧形槽。磁浮9為圓環(huán)形，磁浮內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)絕緣套21，內(nèi)絕緣套向內(nèi)凸起設(shè)有沿導(dǎo)向槽滑動(dòng)的導(dǎo)向塊19，導(dǎo)向塊為弧形內(nèi)凸結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向塊的頂端頂設(shè)在導(dǎo)向槽的槽底。磁浮9上設(shè)有角度指針22，角度指針可以作為角度傳感器獲取磁浮的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
[0025]補(bǔ)水裝置包括備用水箱3，備用水箱3通過(guò)補(bǔ)水栗8連接補(bǔ)水管5，補(bǔ)水管的末端連接蒸發(fā)桶7。備用水箱前側(cè)連接供水管2，供水管的出水口設(shè)有浮球閥3。
[0026]蒸發(fā)桶的一側(cè)還設(shè)有內(nèi)含終端機(jī)14的電氣箱，與磁場(chǎng)感應(yīng)裝置連接的處理器設(shè)置在終端機(jī)14內(nèi)，終端機(jī)通過(guò)無(wú)線信號(hào)連接服務(wù)器。終端機(jī)與測(cè)量管的磁場(chǎng)感應(yīng)裝置、沖洗栗、溢流栗、流量傳感器均通過(guò)數(shù)據(jù)和電源線13相連。電氣箱的頂部設(shè)有太陽(yáng)能板15。
[0027]工作時(shí)，系統(tǒng)先設(shè)定一個(gè)基準(zhǔn)水位值，于早上8:00時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水，如果蒸發(fā)桶內(nèi)水位低于這個(gè)基準(zhǔn)水位1.0cm時(shí)自動(dòng)補(bǔ)水。當(dāng)蒸發(fā)桶內(nèi)水位高度高于這個(gè)基準(zhǔn)水位1.0cm時(shí)自動(dòng)溢流，溢流后的水位回到基準(zhǔn)水位值。該系統(tǒng)每整點(diǎn)自動(dòng)測(cè)量一個(gè)水位值，為了準(zhǔn)確獲得這個(gè)測(cè)量值，沖洗栗在整點(diǎn)前對(duì)測(cè)量管進(jìn)行沖洗I分鐘，避免磁浮卡住現(xiàn)象發(fā)生。
[0028]計(jì)算方法:E=(Wt-Wo)+P_q;
式中:E—一蒸發(fā)量，
Wt——觀測(cè)時(shí)的蒸發(fā)桶水位，
Wo——8:00的蒸發(fā)桶水位，
P——8:00至觀測(cè)時(shí)段的降水量， q——8:00至觀測(cè)時(shí)段的溢流量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，包括蒸發(fā)桶，其特征在于，蒸發(fā)桶上部的一側(cè)設(shè)有測(cè)量管，測(cè)量管包括磁場(chǎng)感應(yīng)裝置、豎直設(shè)置的磁桿、套設(shè)于磁桿外并浮于水面的磁浮，所述磁場(chǎng)感應(yīng)裝置連接有處理器，所述蒸發(fā)桶的前側(cè)設(shè)有補(bǔ)水裝置，所述蒸發(fā)桶內(nèi)還設(shè)有溢流栗，溢流栗連接溢流管，溢流管伸出蒸發(fā)桶外。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，其特征在于:所述測(cè)量管的底部設(shè)有沖洗栗，所述沖洗栗連接沖洗管，沖洗管出口位于測(cè)量管內(nèi)部的上方，向下出水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，其特征在于:環(huán)繞所述蒸發(fā)桶設(shè)置溢流水圈，溢流管出口位于溢流水圈的上側(cè)，所述溢流管上設(shè)有流量傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，其特征在于:所述溢流栗設(shè)置與測(cè)量管的底部。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，其特征在于:所述補(bǔ)水裝置包括備用水箱，所述備用水箱通過(guò)補(bǔ)水栗連接補(bǔ)水管，補(bǔ)水管的末端連接蒸發(fā)桶。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，其特征在于:所述備用水箱前側(cè)連接供水管，供水管的出水口設(shè)有浮球閥。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，其特征在于:所述蒸發(fā)桶一側(cè)還設(shè)有雨量計(jì)。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，其特征在于:所述處理器設(shè)置在終端機(jī)內(nèi)，終端機(jī)通過(guò)無(wú)線信號(hào)連接服務(wù)器。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，其特征在于:所述磁桿為圓柱形，磁桿柱面外側(cè)設(shè)有外絕緣套，外絕緣套表面設(shè)有螺旋盤繞的導(dǎo)向槽，磁浮為圓環(huán)形，磁浮內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)絕緣套，內(nèi)絕緣套向內(nèi)凸起設(shè)有沿導(dǎo)向槽滑動(dòng)的導(dǎo)向塊，所述磁浮上設(shè)有角度傳感器。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)在線蒸發(fā)測(cè)量裝置，其特征在于:所述導(dǎo)向槽在外絕緣套柱面上等間距設(shè)置若干條，每條導(dǎo)向槽在外絕緣套的兩端之間螺旋盤繞的角度不超過(guò)360度。
【文檔編號(hào)】G01N7/14GK105987858SQ201610377299
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】胡永成, 車新壘, 黃健, 許偉強(qiáng), 金俏俏, 鐘晨, 李明宏, 胡紅英, 趙輝, 曾成錦
【申請(qǐng)人】浙江省水文局