一种大型蒸发皿蒸发量自动化观测仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大型蒸发皿蒸发量自动化观测仪，该观测仪包括水面测量舱、置于所述水面测量舱侧壁上的内设角度传感器的固定腔及置于所述水面测量舱顶部的数字测量控制器和供电系统。所述水面测量舱的上部两边侧壁上通过两个轴承座水平固定一对双向转动横轴，其下部设有连通接口；所述双向转动横轴的中间部位缠绕有牵连钢缆，该牵连钢缆的一端系有水面浮力球，另一端系一个平衡配重砝；所述双向转动横轴的一端与所述角度传感器相连；所述连通接口与蒸发皿侧壁上的接口相连；所述数字测量控制器通过SPI总线与数据存储器相连，并分别与所述角度传感器、所述供电系统相连。本实用新型专利技术可有效提高蒸发皿蒸发量的测量精度，提高测量频次。高测量频次。高测量频次。

【技术实现步骤摘要】
一种大型蒸发皿蒸发量自动化观测仪


[0001]本技术涉及水文和气象观测
，尤其涉及一种大型蒸发皿蒸发量自动化观测仪。

技术介绍

[0002]蒸发过程是全球水循环中十分重要的一个环节，也是水资源和水科学研究的重要内容之一。蒸发量对天气现象、气候变化、农业灌溉和水资源管理等都有重要的意义，但是地球表面的实际蒸发量很难直接测量，现有的个别观测仪器往往由于成本过高或维护技术过难等原因很难在业务应用中大范围推广和普及，因此在水文和气象台站常规观测中，通常用蒸发皿测量的蒸发量来间接衡量大气的蒸发需求能力。
[0003]蒸发皿蒸发量是世界气象组织规范的气象台站观测的基本气象要素之一， 至今已有最长两百多年的观测记录，我国绝大多数气象台站蒸发皿蒸发量也有70多年的观测记录。由于气候区域差异和技术交流等多方面的因素，不同国家和地区业务观测中采用的蒸发皿种类并不完全统一，我国在当前业务观测中除了北方在冻结期要使用小型蒸发皿进行测量外，均统一利用大型蒸发皿（E601B）测量大气蒸发需求能力。
[0004]蒸发皿测量蒸发量的原理实际是通过测量某一时间段内蒸发皿中水面高度减少量来确定该时段的总体蒸发量，早期水文和气象上常规观测的蒸发皿蒸发量为日蒸发总量，后期增加了小时蒸发量。在实际业务观测中，当蒸发皿蒸发时间段较短时，水面高度的变化较小，这时对蒸发皿中水面高度变化测量的准确性要求将很高。对于小型蒸发皿，水面高度差可以通过称重或量杯测量方式来较准确的计算确定。但是对于大型蒸发皿，天平称重和量杯测量两种方法都很难实施。/>[0005]目前在气象和水文常规业务观测中，对于大型蒸发皿蒸发量的测量采取两种方法，一种是人工测量，用一个固定在蒸发皿口沿上的螺旋测微器来测量水面高度的变化；另一种自动化观测，利用固定在蒸发皿水面中央上方的超声测距装置进行观测水面高度的变化。实际业务中蒸发皿是在自然环境中进行观测的，周围环境的风会引起蒸发皿中水面不同程度的波动，这种不规律的波动会干扰上面这两种仪器对水面高度的精确测量，同时也因仪器自身分辨率和精度的限制（两种仪器的分辨率均为0.1mm），导致两种仪器均很难准确地测得蒸发皿水面的实际高度，尤其在较短的时间间隔内水面高度差变化很小的情况下，测量的蒸发量误差便更大，如小时蒸发量的测量误差甚至能超过50%。
[0006]因此，持续准确地测量大型蒸发皿短时间间隔的蒸发量，尤其是在大风天气条件下、亚小时（如数分钟）时间尺度的蒸发皿蒸发量，克服风引起的水面波动对测量精度的影响，将对提高蒸发皿蒸发量测量精度非常重要，同时对大型蒸发皿蒸发量的自动化观测提供技术支撑，对进一步应用蒸发皿蒸发量进行分析研究将更有价值和科学性。

技术实现思路

[0007]本技术所要解决的技术问题是提供一种高精度持续测量的大型蒸发皿蒸发
量自动化观测仪。
[0008]为解决上述问题，本技术所述的一种大型蒸发皿蒸发量自动化观测仪，其特征在于：该观测仪包括水面测量舱、置于所述水面测量舱侧壁上的内设角度传感器的固定腔及置于所述水面测量舱顶部的数字测量控制器和供电系统；所述水面测量舱的上部两边侧壁上通过两个轴承座水平固定一对双向转动横轴，其下部设有连通接口；所述双向转动横轴的中间部位缠绕有牵连钢缆，该牵连钢缆的一端系有水面浮力球，另一端系一个平衡配重砝；所述双向转动横轴的一端与所述角度传感器相连；所述连通接口与蒸发皿侧壁上的接口相连；所述数字测量控制器通过SPI总线与数据存储器相连，并分别与所述角度传感器、所述供电系统相连。
[0009]所述水面测量舱呈圆筒状，其下端封闭，上端有盖；所述盖内设有所述数字测量控制器和所述供电系统。
[0010]所述双向转动横轴的直径为20mm，其设在距离下底面250mm的所述水面测量舱的侧壁上。
[0011]所述牵连钢缆的中间通过卡件固定在所述双向转动横轴上。
[0012]所述水面浮力球的重量为300克。
[0013]所述平衡配重砝的重量为150克。
[0014]所述双向转动横轴的一端通过制式卡口与所述角度传感器的转轴相连。
[0015]所述固定腔通过螺栓固定在所述水面测量舱的侧壁上，该固定腔内的所述角度传感器通过电缆线与所述数字测量控制器相连。
[0016]所述连通接口的直径为10mm，其设在距离下底面30mm的所述水面测量舱的侧壁上。
[0017]所述连通接口连有一根软管，该软管的中间设有一个水波过滤阀，并通过转接头连有由四根相同水管构成的四向连通管，该四向连通管分别与所述蒸发皿侧壁上的四个接口相连；所述水波过滤阀的腔体内填充有具有缓慢渗透功能的海绵材料。
[0018]本技术与现有技术相比具有以下优点：
[0019]1、本技术中设有双向转动横轴，该双向转动横轴的中间部位缠绕有牵连钢缆，牵连钢缆的一端系有水面浮力球，另一端系一个平衡配重砝，因此，可以利用物理器械装置来监测水面高度的连续变化。
[0020]2、本技术中设有水波过滤阀，该水波过滤阀中填充具有缓慢渗透功能的海绵材料，因此，可以利用物理装置来克服大风引起的蒸发皿水面波动对测量精度的干扰。
[0021]3、本技术中设有角度传感器和数字测量控制器，因此，可以通过设置工作程序，利用电子元器件来实现持续高精度的水面高度变化的自动化智能监测。
[0022]4、采用本技术后，可有效提高蒸发皿蒸发量的测量精度，提高测量频次，实现全自动化，尤其是克服大风天气对观测精度的影响，解决无人值守台站的持续观测难题，对蒸发皿的实际观测应用和其蒸发量的深入分析研究都有重要意义。
附图说明
[0023]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0024]图1为本技术的结构示意图。
[0025]图2为本技术中连通导管示意图。
[0026]图3为本技术中高精度角度计示意图。
[0027]图4为本技术中数字控制与供电系统示意图。
[0028]图5为采用本技术观测的水深度变化图。
[0029]图6为采用本技术观测的半小时蒸发量图。
[0030]图中：1—水面测量舱；2—轴承座；3—双向转动横轴；4—牵连钢缆；5—卡件；6—水面浮力球；7—平衡配重砝；8—角度传感器；9—数字测量控制器；10—供电系统；11—连通接口；12—四向连通管；13—接口；14—水波过滤阀；15—转接头；16—卡口；17—电缆线。
具体实施方式
[0031]如图1~4所示，一种大型蒸发皿蒸发量自动化观测仪，该观测仪包括水面测量舱1、置于水面测量舱1侧壁上的内设角度传感器8的固定腔及置于水面测量舱1顶部的数字测量控制器9和供电系统10。
[0032]水面测量舱1的上部两边侧壁上通过两个轴承座2水平固定一对双向转动横轴3，其下部设有连通接口11；双向转动横轴3的中间部位缠绕有牵连钢缆4，牵连钢缆4的两端均在双向转动轴3上背本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型蒸发皿蒸发量自动化观测仪，其特征在于：该观测仪包括水面测量舱（1）、置于所述水面测量舱（1）侧壁上的内设角度传感器（8）的固定腔及置于所述水面测量舱（1）顶部的数字测量控制器（9）和供电系统（10）；所述水面测量舱（1）的上部两边侧壁上通过两个轴承座（2）水平固定一对双向转动横轴（3），其下部设有连通接口（11）；所述双向转动横轴（3）的中间部位缠绕有牵连钢缆（4），该牵连钢缆（4）的一端系有水面浮力球（6），另一端系一个平衡配重砝（7）；所述双向转动横轴（3）的一端与所述角度传感器（8）相连；所述连通接口（11）与蒸发皿侧壁上的接口（13）相连；所述数字测量控制器（9）通过SPI总线与数据存储器相连，并分别与所述角度传感器（8）、所述供电系统（10）相连。2.如权利要求1所述的一种大型蒸发皿蒸发量自动化观测仪，其特征在于：所述水面测量舱（1）呈圆筒状，其下端封闭，上端有盖；所述盖内设有所述数字测量控制器（9）和所述供电系统（10）。3.如权利要求1所述的一种大型蒸发皿蒸发量自动化观测仪，其特征在于：所述双向转动横轴（3）的直径为20mm，其设在距离下底面250mm的所述水面测量舱（1）的侧壁上。4.如权利要求1所述的一种大型蒸发皿蒸发量自动化观测仪，其特征在于：所述牵连钢缆（4）的中间通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伯龙，左洪超，段济开，高晓清，李立程，常明恒，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：新型
国别省市：