CN101000380A - 光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪 - Google Patents

光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪。旨在提供一种实时、准确和自动化的对降水和蒸发进行测量的综合测量仪。包括有显示系统的终端计算机和与其相连的降水测量装置和连接有蒸发测量装置的自动数据采集和控制器。在无雨、雪的工况下，降水测量装置记录数据为零，蒸发测量装置实时测得蒸发量数据；在有雨量和/或雪量的工况下，降水测量装置得到雨量和/或雪量数值，同时由自动数据采集和控制器将蒸发测量装置得到的蒸发数值减去由降水测量装置得到的雨量和/或雪量数值，最终得到雨天和/或雪天的蒸发值。该发明在水文、气象、农、林、环保、军事、航空等许多部门可以采用，能作为新一代的蒸发测量仪来代替传统的老产品。

Description

光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪
技术领域
本发明涉及一种自动测量仪器，更具体地说涉及一种采用光电感应用于降水、蒸发进行自动电子综合测量的仪器。
背景技术
降水和蒸发是自然界中水分循环的两大重要现象。它对干旱、洪涝、泥石流等自然灾害起着重要的作用。正确地测量降水和蒸发对防汛减灾、旱涝情预报和国计民生有着极其重要的影响。而目前气象部门传统使用的降水、蒸发测量器具尚较落后，较难实现实时、准确和自动化地对降水和蒸发进行测量这一要求，尤其是蒸发量的测量，必需以准确的雨量测量为基础。因为在雨天测量蒸发量时必须要把当时雨水降入蒸发器中的量将其扣除，才能得到准确的蒸发值。所以把降水和蒸发的测量过程由一个“降水—蒸发”一体化的自动综合测量仪器来完成的设想是最合理的。
发明内容
为了达到上述要求，本发明的目的是提供一种实时、准确和自动化的对降水和蒸发进行测量的光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪。
本发明所述的光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪是采用以下技术方案实现的：包括有显示系统的终端计算机和与其相连的降水测量装置及蒸发测量装置，降水测量装置包括有降水测量筒，降水测量筒上装有光电水位传感器，电磁阀组、电子增压水泵、控制开关，以及降水通道和电源，其特征在于降水测量装置还包括连接有蒸发测量装置的自动数据采集和控制器；蒸发测量装置包括有蒸发器，蒸发器上装有光电水位感应器、自动补水装置和降水量自动减除装置；终端计算机配有降水蒸发自动测量系统软件，所述的降水测量装置和蒸发测量装置的信息和/或动作均由自动数据采集和控制器收集和/或控制，在无雨、雪的工况下，降水测量装置记录数据为零，蒸发测量装置实时测得蒸发量数据；在有雨量和/或雪量的工况下，降水测量装置得到雨量和/或雪量数值，同时由自动数据采集和控制器将蒸发测量装置得到的蒸发数值减去由降水测量装置得到的雨量和/或雪量数值，最终得到雨天和/或雪天的蒸发值。
所述蒸发测量装置的测量过程是：首先在开始测量时在蒸发器中注入水，到达标准水位，即达到光电水位感应器得到感应信号，经过一段设定时间后开始采样，由于水分蒸发，蒸发器中的水面下降，光电水位感应器得不到感应信号，自动数据采集和控制器命令自动补水装置注水，每次的注入水面上升一个高度，同时累计注水次数，直至光电水位感应器得到感应信号，恢复至标准液位，此时的注水量即为设定时间内的蒸发量。
根据上述技术方案制造的光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪，采用降水测量装置得到雨量和/或雪量数值，还可以将蒸发器上得到的数值自动减除雨量和/或雪量值，得到实时的数字化定量监测雨天和/或雪天的蒸发值。它是一种高测量精度、大测量范围以及大信息量的测量。在水文、气象、农、林、环保、军事、航空等许多部门可以采用，能作为新一代的蒸发测量仪产品来代替传统的老产品。
图1是光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪的框图；
图2是光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪的系统组成图。
其中：1、终端计算机；2、降水测量装置；3、蒸发测量装置；4、降水测量筒；5、电源；6、蒸发器；7、光电水位感应器；8、自动补水装置；9、降水量自动减除装置、10、固态降水测量智能化温控加热融化装置。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪的框图。从图中看出它主要有三部分组成：包括显示系统的终端计算机1和通过RS232数据通讯接口连接的降水测量装置2和蒸发测量装置3。在终端计算机1上配有降水蒸发自动测量系统软件。降水测量装置2包括有降水测量筒4，降水测量筒4上装有自动数据采集和控制器，与自动数据采集和控制器相连的有光电水位传感器，电磁阀组、电子增压水泵、控制开关、发光指示装置、降水通道和电源5。所述的降水通道将降水输送到相关检测元件，它包括有0.1mm和0.5mm降水量的两个标准计量腔和微量降水环槽架构，光电水位传感器、电磁阀组和电子增压水泵都附属在其相应位置上。蒸发测量装置3上装有蒸发器6，蒸发器6上装有光电水位感应器7、自动补水装置8和降水量自动减除装置9。降水测量装置2和蒸发测量装置3共用一个核心部件自动数据采集和控制器如图2所示。所用的电源4除了外接的220伏交流电外，还可以用内置的直流电源。
所述的蒸发器6有一直径为200毫米或面积为3000厘米2的圆形直口器皿。开始测量时，首先在蒸发器6注入水，到达标准水位，即达到光电水位感应器7得到感应信号S＝1，经过一段设定时间后如10分钟开始采样，由于水分蒸发，蒸发器6中的水面下降，光电水位感应器7得不到感应信号S＝0，自动数据采集和控制器命令自动补水装置8注水，每注入一次，使蒸发器6的水面上升一个高度如0.05毫米，同时累计注水次数，直至水位感应器7得到感应信号S＝1，恢复至标准水位，此时的总注水量即为设定时间10分钟内的蒸发量。当然，采样时间的间隔和每一次的注水量可以根据要求设定，蒸发器也可采用其他大小的面积。
对于寒冷的地区，为了防止进入降水测量筒4的雨结冰和雪或冰及时融化，还可以在降水测量筒上安装有固态降水测量智能化温控加热融化装置10，所述的固态降水测量智能化温控加热融化装置10适合气温0℃或-10℃或-20℃或-30℃或-40℃的工况。
对于下雨和/或下雪的天气，自动数据采集和控制器将蒸发测量装置得到的蒸发数值减去由降水测量装置得到的雨量和/或雪量数值，最终得到雨天和/或雪天的蒸发值。而不是下雨和/或下雪的天气，降水测量装置2测的雨量和/或雪量为零，同样由自动数据采集和控制器得到的蒸发数值即为当时的蒸发值。
如果只需要测量雨天和/或雪天的降雨量和/或降雪量，只要拆除蒸发器，它就是一只自动电子雨量雪量计了。如果只需要测量雨天的降雨量，只要拆除固态降水测量智能化温控加热融化装置，它就是一只自动电子雨量计了。

Claims (7)

1、光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪，包括有显示系统的终端计算机和与其相连的降水测量装置及蒸发测量装置，降水测量装置包括有降水测量筒，降水测量筒上装有光电水位传感器，电磁阀组、电子增压水泵、控制开关，以及降水通道和电源，其特征在于降水测量装置还包括连接有蒸发测量装置的自动数据采集和控制器；蒸发测量装置包括有蒸发器，蒸发器上装有光电水位感应器、自动补水装置和降水量自动减除装置；终端计算机配有降水蒸发自动测量系统软件，所述的降水测量装置和蒸发测量装置的信息和/或动作均由自动数据采集和控制器收集和/或控制，在无雨、雪的工况下，降水测量装置记录数据为零，蒸发测量装置实时测得蒸发量数据；在有雨量和/或雪量的工况下，降水测量装置得到的雨量和/或雪量数值，同时由自动数据采集和控制器将蒸发测量装置得到的蒸发数值减去由降水测量装置得到的雨量和/或雪量数值，最终得到雨天和/或雪天的蒸发值。
2、根据权利要求1所述的光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪，其特征是所述蒸发测量装置的测量过程：首先在开始测量时在蒸发器中注入水，到达标准水位，即达到光电水位感应器得到感应信号，经过一段设定时间后开始采样，由于水分蒸发，蒸发器中的水面下降，光电水位感应器得不到感应信号，自动数据采集和控制器命令自动补水装置注水，每次的注入水面上升一个高度，同时累计注水次数，直至光电水位感应器得到感应信号，恢复至标准液位，此时的注水量即为设定时间内的蒸发量。
3、根据权利要求1或2所述的光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪，其特征是所述蒸发器的直径为200毫米或面积为3000厘米2或其他面积。
4、根据权利要求3所述的光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪，其特征是所述每次的注入量，为水面上升0.05mm。
5、根据权利要求1所述的光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪，其特征是所述的降水通道，包括有0.1mm和0.5mm降水量的两个标准计量腔和微量降水环槽架构，光电水位传感器、电磁阀组和电子增压水泵都附属在其相应位置上。
6、根据权利要求1所述的光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪，其特征是所述的降水测量筒上安装有固态降水测量智能化温控加热融化装置。
7、根据权利要求6所述的光电感应式降水蒸发自动电子综合测量仪，其特征是所述的固态降水测量智能化温控加热融化装置适合气温0℃或-10℃或-20℃或-30℃或-40℃的工况。
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