[实用新型]自动补水式水面蒸发量传感装置

说明书

本实用新型是一种水面蒸发量自动测量装置，特别适用于无人值守的水面蒸发量测站，可实时输出代表一定水面蒸发量的脉冲信号，供有线和无线遥测纪录。

目前，国内水利部门、气象部门均采用1988年8月能源部、水利部共同主持鉴定通过南京水利水文自动化研究所研制的B60B型水面蒸发器。该蒸发器测量方法是人工定时到现场用电测针测量蒸发皿内液位，不能进行自动观测。1988年湖南省水文总站吉首水文站姚志明等研制成功ZEP—1型日记水面蒸发计，1990年8月鉴定。该仪器采用浮子式感应方式，自记日蒸发量过程线，没有遥测接口，结构又复杂，而且需要经常人工补水和每天更换记录纸。中国气象科学研究院1993年12月10日在北京召开了USW1型声纳式遥测蒸发仪鉴定会，该仪器由赵根永等研制，仪器分辨力较高，但蒸发皿不能自动补水，如无人值守长期使用会因蒸发皿内液面位置大幅度下降而影响测量精度，甚至无法测量，在电网断电时无法使用。我国浙江省横锦水库遥测系统采用意大利全套设备，其中遥测蒸发器传感原理为浮子带动多圈电位器感应液面变化，具有遥测功能，但仍需人工补水，不能成为真正无人测站。综上所述，直到目前为止，国际、国内还没有发现本实用新型提出的自动补水式水面蒸发量传感装置。

本实用新型的目的是提供一种适应现代数字通讯或记录需要的有较高精度、可靠、自记周期内无需人为干预的水面蒸发量传感装置。

本实用新型的技术方案如下：自动补水式水面蒸发量传感装置，由上部壁上安装溢流管、液面定位测针的蒸发皿和内部安装自动定量补水机构、控制盒的自动定量补水箱组成。自动定量补水箱置于蒸发皿旁一定高度，其排水管插入蒸发皿内。使用前在蒸发皿和自动定量补水箱的贮水桶内注入清水，当蒸发皿内液面因蒸发下降而脱离液面定位测针后，自动定量补水箱即自动从排水管向蒸发皿补充一精确定量水体，同时控制盒输出一个脉冲信号，供有线和无线遥测记录。降雨时，蒸发皿上部壁上的溢流管能较好稳定蒸发皿内最高液面位置。

本实用新型是一种无人工干预能连续长期运行的自动补水式水面蒸发量传感装置，长期运行的时间由贮水桶的大小而定，一般可为一月、三月或更长，分辨力0.5mm或1mm，精度±3％，12伏电池供电、静态电流小于25μA、工作电流小于180mA。本实用新型与数字遥感系统联接，可实现远距离遥测；与事件记录器(划线模拟式或固态存贮式)联接可就地长期自动记录蒸发量及其过程线。本实用新型所具有的上述有益效果，是现有的其它测量蒸发量仪器所不具备的。

下面结合实施例所示附图对本实用新型作进一步详细叙述：

图1为自动补水式水面蒸发量传感装置的结构原理图。

图2为自动定量补水箱内部安装的自动定量补水机构组成图。

图3为自动定量补水箱内部安装的控制盒内部的控制电路图。

参照图1、图2和图3，自动补水式水面蒸发量传感装置，由蒸发皿(1)和自动定量补水箱(10)组成。图1为该装置的结构原理图，蒸发皿(1)由玻璃钢制成，蒸发皿(1)上部内壁上有一个溢流管(2)，其进水口被静水管(3)包围，并插入导流片(4)，溢流管(2)出水口从蒸发皿(1)上部壁上穿出且固定在壁上，使其具有静水防浪和消除表面张力功能，较好稳定降水时蒸发皿(1)内最高液面位置，超出最高液面的降水可自动从溢流管(2)溢出。蒸发皿液面定位测针(6)固定在蒸发皿(1)内壁液面以上位置，位于静水盒(5)内，高低可调，静水盒(5)固定在蒸发皿内壁上，测针尖细且镀金，测针也可使用铂丝，安装时将液面定位测针(6)的针尖调整并固定在基准液面上，基准液面位于溢流管(2)确定的最高液面以下。自动定量补水箱(10)由自动定量补水机构(8)、贮水桶(9)、控制盒(11)组成。图2是自动定量补水机构(8)的组成图，图3是控制盒(11)内部控制电路图。自动定量补水机构(8)，由二位三通电磁阀(12)、量水筒(13)、水量探头(14)组成。自动定量补水机构(8)置于贮水桶(9)的下面，水量探头(14)装在量水筒(13)的顶部，二位三通电磁阀(12)的进水口(15)与贮水桶(9)相连、出水口(16)通过排水管(7)插入蒸发皿(1)内，而且排水管(7)的管口固定在液面定位测针(6)上方，使排出的定量水体可以顺着液面定位测针(6)流入静水盒(5)内，即通过流出的定量水体可将已离开液面的液面定位测针(6)与蒸发皿(1)内水体接通。控制盒(11)内控制电路的作用在于，蒸发皿(1)内液面因自然蒸发一定量水体而使液面离开液面定位测针(6)后，对应的图1与图3中液面定位测针(6)通过控制电路能使继电器J吸合，常开触点闭合，二位三通电磁阀(12)动作，即图2与图3中二位三通电磁阀(12)通电，进水口(15)被打开，给量水筒(13)注水，一旦注入量水筒(13)的水量达到一精确定量水体而至水位探头(14)动作时，即对应的图2与图3中水位探头(14)通过控制电路，又能使继电器J释放，常开触点断开，二位三通电磁阀(12)失电，关闭进水口(15)，同时打开出水口(16)，量水筒(13)内一精确定量水体通过出水口(16)经排水管(7)缓缓注入蒸发皿(1)，使蒸发皿(1)的液面又回到原定位置，同时控制盒(11)的脉冲信号输出接口输出一个脉冲信号，供有线和无线遥测记录。重复上述过程即可在蒸发皿(1)水体高度几乎恒定状态下实现水面蒸发量的自动测量。二位三通电磁阀在失电状态，出水口(16)一直处于打开状态，在此状态下二位三通电磁阀不耗电，节约了宝贵的电能。由于风浪引起的短暂液面脱离液面定位测针(6)时，控制电路可使二位三通电磁阀(12)不动作。量水筒(13)是呈长筒形、直立、直径与高度相比较小，使同样的水量引起较大的高度变化，可提高自动补水式水面蒸发量传感装置的精度。