[发明专利]一种自记式水面蒸发量测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自记式水面蒸发量测量装置，该装置能够实现高精度测量并记录水面在固定时间间隔内的蒸发量，通过自动补水、充电、测量和记录完成长期的野外观测试验。

背景技术

蒸发是地表热量平衡和水量平衡的组成部分，也是水循环中最直接受土地利用和气候变化影响的一项，同时，蒸发也是热能交换的重要因子。所以，蒸发量在估算陆地蒸发、作物需水和作物水分平衡等方面具有重要的应用价值。进行蒸发量变化的研究，对深入了解气候变化、探讨水分循环变化规律具有十分重要的意义。由于蒸发量是一个微小量，对观测仪器的精度要求非常高，而目前已使用的蒸发仪器都是直接测量蒸发量，且需要雨量计、溢流桶等设备的配合，所需成本非常高，所以“放大器式”高精度蒸发量测量装置具有很高的实用价值。

发明内容

综上所述，本发明的目的在于提供一种高精度自记式水面蒸发量测量装置，该装置利用放大原理简化测量传感器，降低研制成本，有效提高了观测数据精度并且能够适应野外复杂的自然环境条件，实现全自动观测。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种高精度自记式水面蒸发量测量装置，包括：超声波测距传感器、传感器支架、小口径圆柱体容器、辅助测量泡沫板、盆状载体、防雨罩支架、透明有机玻璃防雨罩、大口径圆柱体容器、太阳能板、太阳能充电控制器、MCU控制采集系统、常闭电磁阀、测量水泵、补水水泵、过滤器、蓄电池、1＃塑料水管、2＃塑料水管、3＃塑料水管、密封箱支架和密封箱。小口径圆柱体容器上方装有传感器支架固定的超声波测距传感器，容器内放有辅助测量泡沫板；大口径圆柱体容器、太阳能板分布固定于圆形盆状载体内，盆状载体上方置有防雨罩支架支撑的透明有机玻璃防雨罩，测量水泵和常闭电磁阀分别通过2＃塑料水管和3＃塑料水管将大口径圆柱体容器和小口径圆柱体容器连接组成放大测量系统；太阳能充电控制器通过导线分别与太阳能板和蓄电池连接；MCU控制采集系统分别与超声波测距传感器、常闭电磁阀、测量水泵、补水水泵和蓄电池连接，1＃塑料管道将补水泵、大口径圆柱体容器和过滤器串联为补水系统；常闭电磁阀、测量水泵、补水泵、控制采集系统全部装入由密封箱支架支撑的密封箱固定在盆状载体的底部。

本发明的优点：

1、本发明应用等体积水在不同半径圆柱体内所呈现的高度不同来“放大”微小蒸发量，可以实现高精度测量固定时间间隔内的蒸发量，装置测量精度：0.02mm；装置最大量程1000mm。

2、本发明采用太阳能电池板给蓄电池充电，装置带有过流过压保护电路，具备一定的自我保护能力，保证了系统工作的可持续性，可满足长期的野外自动观测需求。

3、本发明采用的MCU控制采集系统能够比较精确的测量并且存储数据，只需要工作人员定期采集数据并维护即可，数据通过上位机软件下载到电脑。

4、本发明所需成本低，性能稳定，易于维护，且数据下载和分析方便，也适合于湖面蒸发量的测量。

5、本发明为测量水面蒸发量提供了技术支撑，简化测量设备，可推广应用于气候、水文或生态等研究领域。

附图说明

图1 为本发明整体结构简图。

图2为游标卡尺和本发明在模拟蒸发实验中所得数据对照表。

具体实施方式

本发明采用的不同口径的圆柱体容器包括大口径圆柱体容器8和小口径圆柱体容器3各一个、超声波测距传感器1为超声波测距传感器（US-015）、控制采集系统11为MCU控制采集系统、测量水泵13、补水泵14为溢压回流微型水泵（PLD1201），常闭电磁阀12为电磁阀（2W-15）、蓄电池16为蓄电池(PV100-12)、太阳能板9为太阳能电池板（MG-P50）、太阳能充电控制器10为太阳能充电控制器（MG-KZQ2410）。

下面，结合附图，对本发明的技术方案再做进一步的说明：