CN107037503A - 一种水面蒸发测量装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水面蒸发测量领域，为解决现有的水面蒸发测量系统结构复杂、可靠性较低、成本较高的问题，本发明提出一种水面蒸发测量装置及系统，包括定量汲水测量单元、汲水泵、蒸发器和液位测量单元，所述定量汲水测量单元包括定量瓶，所述定量瓶、汲水泵和蒸发器依次通过管路连通，所述液位测量单元与蒸发器连接，用于测量所述蒸发器的液位。本发明水面蒸发测量装置及系统降低了系统的成本，简化了系统的结构，提高了重复汲水的精度，能够方便、简单、可靠、准确地测得溢流量。

Description

一种水面蒸发测量装置及系统

技术领域

本发明涉及水面蒸发测量领域，具体涉及一种水面蒸发测量装置及系统。

背景技术

在水利、水文、气象、海洋、农业等行业均需要对水面蒸发量进行监测,通常使用蒸发器监测水面蒸发量，该蒸发器为桶状，设有液位传感器，液位传感器能够监测蒸发器内水面的变化，从而根据蒸发器内水面的变化得出水体的蒸发量。蒸发器的侧壁上开有溢流孔，降雨时，蒸发器内的水面逐渐上升，当蒸发器内的水面上升至溢流孔时，蒸发器内的水将会由溢流孔流出，流入专用的溢流量测量系统。溢流量测量系统也包括传感器，以测出溢流量的大小，根据溢流量计算蒸发器内水体的蒸发量。但溢流量测量系统通常包括复杂的伺服系统，如排水阀，存在结构复杂、故障率高的缺点，而且在测量溢流量时，容易因溢流过程中水的表面张力引起测量误差。由于蒸发器和溢流量测量系统均需要设置传感器，而且通常为精密传感器，导致系统成本较高。

发明内容

本发明提供了一种水面蒸发测量装置及系统，以解决现有的水面蒸发测量系统结构复杂、可靠性较低、成本较高的问题。

第一方面，本发明提供了一种水面蒸发测量装置，包括定量汲水测量单元、汲水泵、蒸发器和液位测量单元，所述定量汲水测量单元包括定量瓶，所述定量瓶、汲水泵和蒸发器依次通过管路连通，所述液位测量单元与蒸发器连接，用于测量所述蒸发器的液位。

其中，所述定量汲水测量单元还包括水位限位模块，所述水位限位模块分别与所述定量瓶和汲水泵连接，所述水位限位模块用于监测所述定量瓶的液位，当所述定量瓶的液位超过该定量瓶的定量液位时，所述水位限位模块向所述汲水泵发送关闭信号；所述定量瓶相对于水平面的高度大于所述蒸发器相对于水平面的高度，使得所述汲水泵关闭后，所述定量瓶中的水回流至所述蒸发器中。

其中，所述定量瓶设有排水管。该排水管上部进水口直径小，贮水腔直径大，呈两头小中间大的形状，有利于提高测量精度。

其中，所述液位测量单元为液位测量传感器。

其中，还包括贮水箱，所述贮水箱中设有蒸发器补水泵，所述蒸发器补水泵与所述蒸发器通过管路连通。

其中，还包括雨量测量装置，所述雨量测量装置用于测量降雨量；所述贮水箱中还设有雨量计补水泵，所述雨量计补水泵与所述雨量测量装置通过管路连通。

第二方面，本发明还提供了一种水面蒸发测量系统，包括上述的水面蒸发测量装置。

其中，还包括控制单元，所述控制单元与所述水面蒸发测量装置连接，用于向所述水面蒸发测量装置发送控制信号及接收所述水面蒸发测量装置采集的数据。

其中，所述控制单元还连接有上位机和/或GPRS单元。

其中，还包括供电单元，所述供电单元包括太阳能电池和蓄电池，所述供电单元分别与所述水面蒸发测量装置和控制单元连接，为所述水面蒸发测量装置和控制单元供电。

本发明水面蒸发测量装置及系统具有如下有益效果：

本发明水面蒸发测量装置及系统中，只有蒸发器需要设置液位测量单元，定量汲水测量单元中不需要设置液位测量单元，而背景技术中介绍的水面蒸发测量系统的蒸发器和溢流量测量系统均需要设置传感器，所以与现有技术相比，本发明水面蒸发测量装置及系统减少了传感器的数量，降低了系统的成本，简化了系统的结构，提高了重复汲水的精度。

本发明水面蒸发测量装置及系统采用主动汲水的方式来测量溢流量，即利用汲水泵主动将蒸发器中的水抽吸到定量瓶中，根据定量瓶的定量汲水量与排出水的次数计算出溢流量，使用本发明水面蒸发测量装置及系统能够方便、简单、可靠、准确地测得溢流量。与结构复杂的溢流量测量系统相比，本发明水面蒸发测量装置及系统结构简单，计量精确，使用方便。现有的溢流量测量系统通常包括电磁阀，而本发明水面蒸发测量装置及系统不采用电磁阀进行排水控制，改用泵抽水方式，避免了电磁阀长期工作容易漏水的问题，提高了系统的可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明水面蒸发测量装置的结构示意图；

图2为本发明水面蒸发测量装置一种优选结构的示意图；

图3为本发明水面蒸发测量装置另一种优选结构的示意图；

图4为本发明水面蒸发测量系统的结构示意图；

图5为本发明水面蒸发测量系统一种优选结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图介绍本发明的实施例。

如图1所示，本发明水面蒸发测量装置14包括定量汲水测量单元10、汲水泵11、蒸发器13和液位测量单元12，定量汲水测量单元10包括定量瓶101，定量瓶101、汲水泵11和蒸发器13依次通过管路连通，液位测量单元12与蒸发器13连接，用于测量蒸发器13的液位，其中，液位测量单元12可以为液位测量传感器，优选使用高精度液位测量传感器。

下面介绍图1所示的水面蒸发测量装置14的使用方法：

第一步，当降雨时，蒸发器13内的液位逐渐上升，使用液位测量单元12测量蒸发器13的液位，当蒸发器13内的液位与蒸发器13的溢流孔的距离达到预设值时，则进入第二步，例如，该预设值可以是100ml(毫升)，该100ml只是举例说明，上述预设值可以根据实际需要进行调整，本步骤的目的是：在蒸发器13的液位到达蒸发器13的溢流孔前，进入第二步，以避免蒸发器13内的水从溢流孔溢出。

第二步，启动汲水泵11，汲水泵11将蒸发器13中的水抽至定量汲水测量单元10的定量瓶101中，定量瓶101中的液位逐渐上升，蒸发器13中的水位逐渐下降，这样蒸发器13中的水就不会从溢流孔溢出。其中，定量瓶101为具有刻度的容器，定量瓶101中液体的体积能够精确确定。

第三步，当定量瓶101中的水到达该定量瓶101的定量液位(即定量汲水量)时，关闭汲水泵11，将定量瓶101中的水排出，然后从第一步重新开始循环操作。由于定量瓶101的定量汲水量是已知的，所以定量汲水量与定量瓶11中的水排出的次数的乘积即为蒸发器溢流量，根据蒸发器溢流量就可以进行水面蒸发量的计算。

图1所示的水面蒸发测量装置14中，只有蒸发器13需要设置液位测量单元12，定量汲水测量单元10中不需要设置液位测量单元12，而背景技术中介绍的水面蒸发测量系统的蒸发器和溢流量测量系统均需要设置传感器，所以与现有技术相比，本发明水面蒸发测量装置14减少了传感器的数量，降低了系统的成本，简化了系统的结构。

背景技术中介绍的水面蒸发测量系统采用被动式的方式测量溢流量，即蒸发器中的水从溢流孔溢出后，再利用溢流测量系统测量；而本发明水面蒸发测量装置14采用主动汲水的方式来测量溢流量，即利用汲水泵11主动将蒸发器13中的水抽吸到定量瓶101中，根据定量瓶101的定量汲水量与排出水的次数计算出溢流量，使用本发明水面蒸发测量装置14能够方便、简单、可靠、准确地测得溢流量。与结构复杂的溢流量测量系统相比，本发明水面蒸发测量装置14结构简单，计量精确，使用方便。现有的溢流量测量系统通常包括电磁阀，而本发明水面蒸发测量装置14不采用电磁阀进行排水控制，改用泵抽水方式，避免了电磁阀长期工作容易漏水的问题，提高了系统的可靠性。

如图2所示，定量汲水测量单元10还包括水位限位模块102，水位限位模块102分别与定量瓶101和汲水泵11连接，水位限位模块102用于监测定量瓶101的液位，当定量瓶101的液位超过该定量瓶101的定量液位时，水位限位模块102向汲水泵11发送关闭信号，汲水泵11关闭；而且定量瓶101相对于水平面的高度大于蒸发器13相对于水平面的高度，这样使得汲水泵11关闭后，定量瓶101中多余的水自动回流至蒸发器13中，直至定量瓶101的液位与该定量瓶101的定量液位平齐。

图2所示的水面蒸发测量装置14能够实现将定量瓶101中多余的水回流至蒸发器13中，从而进一步提高了溢流量测量的精确度。定量瓶101汲取蒸发器13中水的管路与定量瓶101中的水回流至蒸发器13中的管路为同一条管路，进一步简化了结构。

如图2所示，定量瓶101上设有排水管103，当定量瓶101中的水达到该定量瓶101的定量液位时，通过排水管103将定量瓶101中的水排出。

如图3所示，水面蒸发测量装置14还包括雨量测量装置15和贮水箱16，雨量测量装置15用于测量降雨量；贮水箱16中设有蒸发器补水泵18和雨量计补水泵17，蒸发器补水泵18与蒸发器13通过管路连通，用于为蒸发器13补充水量，防止蒸发器13中水量过少，以提高水面蒸发测量的准确性；雨量计补水泵17与雨量测量装置15通过管路连通，为雨量测量装置15补充水量，防止雨量测量装置15中水量过少，以提高降雨量测量的准确性，从而提高水面蒸发测量的准确性。

本发明还提供一种水面蒸发测量系统，该水面蒸发测量系统包括上述的水面蒸发测量装置。

如图4所示，本发明水面蒸发测量系统还包括控制单元19，控制单元19与水面蒸发测量装置14连接，用于向水面蒸发测量装置14发送控制信号及接收水面蒸发测量装置14采集的数据，例如控制单元19向液位测量单元12、水位限位模块102、汲水泵11、蒸发器补水泵18和雨量计补水泵17发送控制信号，以控制液位测量单元12、水位限位模块102、汲水泵11、蒸发器补水泵18和雨量计补水泵17工作；控制单元19还可以接收液位测量单元12测量的蒸发器13的液位数据，并对该液位数据进行处理，提供计算水面蒸发量和降雨量所需的数据。控制单元19还包括定时采集模块、显示模块、按键调节模块和电源管理模块，定时采集模块用于向水面蒸发测量装置14提供定时采集触发信号，显示模块用于显示日蒸发量、日降雨量以及其他参数；按键调节模块用于调节配置水面蒸发测量系统的工作参数，电源管理模块能够使水面蒸发测量系统的泵和阀在空闲时刻断电，降低设备能耗。

如图5所示，控制单元19还分别与上位机21和通用分组无线服务(General PacketRadio Service，以下简称GPRS)单元20连接，控制单元19将水面蒸发测量装置14采集的数据发送给GPRS单元20，GPRS单元20用于接收水面蒸发测量装置14采集的数据，并将该数据发送给移动终端。本发明水面蒸发测量系统还包括供电单元22，改供电单元22包括太阳能电池、蓄电池和太阳能自动切换模块，供电单元22分别与水面蒸发测量装置14和控制单元19连接，为水面蒸发测量装置14和控制单元19供电。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种水面蒸发测量装置，包括定量汲水测量单元、汲水泵、蒸发器和液位测量单元，所述定量汲水测量单元包括定量瓶，所述定量瓶、汲水泵和蒸发器依次通过管路连通，所述液位测量单元与蒸发器连接，用于测量所述蒸发器的液位。

2.根据权利要求1所述的水面蒸发测量装置，其特征在于，所述定量汲水测量单元还包括水位限位模块，所述水位限位模块分别与所述定量瓶和汲水泵连接，所述水位限位模块用于监测所述定量瓶的液位，当所述定量瓶的液位超过该定量瓶的定量液位时，所述水位限位模块向所述汲水泵发送关闭信号；所述定量瓶相对于水平面的高度大于所述蒸发器相对于水平面的高度，使得所述汲水泵关闭后，所述定量瓶中的水回流至所述蒸发器中。

3.根据权利要求1或2所述的水面蒸发测量装置，其特征在于，所述定量瓶设有排水管。

4.根据权利要求1或2所述的水面蒸发测量装置，其特征在于，所述液位测量单元为液位测量传感器。

5.根据权利要求1或2所述的水面蒸发测量装置，其特征在于，还包括贮水箱，所述贮水箱中设有蒸发器补水泵，所述蒸发器补水泵与所述蒸发器通过管路连通。

6.根据权利要求1或2所述的水面蒸发测量装置，其特征在于，还包括雨量测量装置，所述雨量测量装置用于测量降雨量；所述贮水箱中还设有雨量计补水泵，所述雨量计补水泵与所述雨量测量装置通过管路连通。

7.一种水面蒸发测量系统，包括权利要求1-6中任一项所述的水面蒸发测量装置。

8.根据权利要求7所述的水面蒸发测量系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元与所述水面蒸发测量装置连接，用于向所述水面蒸发测量装置发送控制信号及接收所述水面蒸发测量装置采集的数据。

9.根据权利要求8所述的水面蒸发测量系统，其特征在于，所述控制单元还连接有上位机和/或GPRS单元。

10.根据权利要求8或9所述的水面蒸发测量系统，其特征在于，还包括供电单元，所述供电单元包括太阳能电池和蓄电池，所述供电单元分别与所述水面蒸发测量装置和控制单元连接，为所述水面蒸发测量装置和控制单元供电。