CN203941304U - 一种水面蒸发自动补水和测量装置 - Google Patents

一种水面蒸发自动补水和测量装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及农业气象观测仪器领域，尤其涉及一种水面蒸发自动补水和测量装置。该水面蒸发自动补水和测量装置包括敞口蒸发容器、出水管、自动补水容器及流量测量仪，由于在自动补水容器中设置有通气管，且通气管的下端与出水管的出口高度相同，在敞口蒸发容器的水位达到出水口的高度时，水位恒定，当敞口蒸发容器内的水分蒸发时，自动补水容器可通过出水管向水分蒸发容器内自动补水可维持该水位的恒定；自动补水量通过出水管上设置的流量测量仪测得，自动补水量即为水面蒸发量；在上述过程中无需人工补水，无需人工观测水位高度变化，操作方便，结果精确，避免了人为因素的影响，且通过流量测量仪获取的水面蒸发量，数据连续，信息丰富。

Description

一种水面蒸发自动补水和测量装置
技术领域
本实用新型涉及农业气象观测仪器领域，尤其涉及一种水面蒸发自动补水和测量装置。 
背景技术
蒸发是温度低于沸点时水由液态变为气态而逸出的过程，它是水文循环的重要环节，也是水量平衡的关键部分。作为一种普遍发生的现象，自然界的蒸发过程十分复杂，其中对水面蒸发的研究最为成熟、应用最为广泛。水面蒸发可用于表征不同地区和不同时间段的大气蒸发力，因此它是研究陆面蒸发的基本参证资料，同时也是气候区划、水资源评价、旱涝变化趋势判断、水利工程设计等工作的重要依据。因此，对水面蒸发量进行准确测量具有广泛而迫切的需求。 
目前，国内外用于水面蒸发测定的仪器设备较多，其基本思路是使用一定面积的蒸发皿，注水后置于开阔地带，然后每隔固定时段手动或自动观测蒸发皿内水位高度变化，两次观测的水位高度差值即为该时段的水面蒸发量。可见，水面蒸发测定的关键是测定蒸发皿内水位高度。目前对于水位高度的测量有以下几种方式：(1)使用测针人工测读蒸发皿内液面高度变化；(2)基于超声波等测距仪器自动测定蒸发皿内液面高度变化；(3)基于压力传感器自动测定蒸发皿内液体深度变化。 
然而，这三种方法各有其缺陷：第一种方法能够保证0.1mm的测量精度，但其测定结果受人为因素影响较大，且难以保证获取连续数据；后两种方法虽然能够获取连续的监测数据，但受风速、气压、温度等因素影响较大，其测定精度(0.3-0.5mm)具有波动性，且难以达到0.1mm的精度要求。因此，有必要研发受人为因素影响小、测量精 度高、具有连续数据获取功能的水面蒸发测量装置。 
因此，针对以上不足，本实用新型提供了一种水面蒸发自动补水和测量装置。 
实用新型内容
(一)要解决的技术问题 
本实用新型的目的是提供一种水面蒸发自动补水和测量装置以解决现有的测量方式存在的受人为影响因素大、测量不精确、数据获取不连续的问题。 
(二)技术方案 
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种水面蒸发自动补水和测量装置，其包括敞口蒸发容器、出水管、自动补水容器及流量测量仪，出水管的一端连通自动补水容器，另一端与敞口蒸发容器相连通，自动补水容器中设置有连通容器内部空间和外部空间的通气管，通气管下端与出水管出口的高度相同，出水管上设置流量测量仪。 
其中，还包括数据采集器，所述数据采集器与所述流量测量仪连接。 
其中，所述敞口蒸发容器为蒸发水盘。 
其中，所述出水管上设置有阀门。 
其中，所述通气管的上端穿过所述自动补水容器的顶部，所述通气管的下端位于所述自动补水容器的下半部。 
其中，所述敞口蒸发容器为圆柱状器皿。 
其中，所述自动补水容器的材质为聚乙烯材料。 
其中，所述出水管为PVC软管。 
(三)有益效果 
本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型提供的水面蒸发自动补水和测量装置中，自动补水容器中的水可通过出水管流入敞口蒸发容器中，由于在自动补水容器中设置有通气管，且通气管 的下端与出水管的出口高度相同(相齐平)，也即自动补水容器采用马氏瓶原理设计，在敞口蒸发容器的水位达到出水口的高度时，水位恒定，当敞口蒸发容器内的水分蒸发时，自动补水容器可通过出水管向水分蒸发容器内自动补水，水位很快重新达到出水口的高度，进而可维持该水位的恒定；自动补水量可以通过出水管上设置的流量测量仪测得，自动补水量即为水面蒸发量；在上述过程中无需人工补水，无需人工观测水位高度变化，操作更为方便，结果更为精确，避免了人为因素的影响，且本实用新型的自动补水和测量装置可连续自动测定补水量，即水面蒸发量，数据连续，信息丰富。 
附图说明
图1是本实用新型实施例水面蒸发自动补水和测量装置的部件结构关系图。 
图中，1：自动补水容器；2：通气管；3：进水口；4：流量测量仪；5：阀门；6：出水管；7：数据采集器；8：出水口；9：水面蒸发盘。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。 
如图1所示，本实用新型提供的水面蒸发自动补水和测量装置包括水面蒸发盘9、出水管6、数据采集器7、自动补水容器1及流量测量仪4，水面蒸发盘在使用时下部可压入土中，出水管6的一端连通自动补水容器1，另一端与水面蒸发盘9相连通，自动补水容器1中设置有连通容器内部空间和外部空间的通气管2，通气管2下端与出水管6出口的高度相同，出水管6上设置有流量测量仪4，数据采集器7与所述流量测量仪4连接。当然，自动补水容器1顶部还开设有进水口3，通过该进水口3向容器内灌水，灌水后可以通过一盖子密封。当然， 也可采用其他常规的方式向自动补水容器1灌水。 
具体地，通气管2的上端穿过所述自动补水容器1的顶部，所述通气管2的下端位于所述自动补水容器1的下半部。 
上述技术方案中，自动补水容器1中的水可通过出水管6流入水面蒸发盘9中，由于在自动补水容器1中设置有通气管2，且通气管2的下端与出水管6的出口高度相同(相齐平)，也即自动补水容器1采用马氏瓶原理设计，在水面蒸发盘9的水位达到出水口8的高度时，水位恒定，当水面蒸发盘9中的水分蒸发的过程中，自动补水容器1可通过出水管6向水面蒸发盘9内自动补水，水位很快重新达到出水口8的高度，进而可维持该水位的恒定，自动补水量可以通过出水管6上设置的流量测量仪4测得，该流量变化可以通过人工查看，也可通过连接在流量测量仪4上的数据采集器7获取。其中，所述水面蒸发盘也可采用其他常规的敞口蒸发容器。 
优选地，所述出水管6上设置有阀门5，从而可提高实验操作的灵活性。 
具体地，所述水面蒸发盘9的材质为不锈钢材料、塑料或其他常规材质，水面蒸发盘9为圆柱状器皿，该器皿深度为15-20cm，内径为100-120cm，可部分或全部埋于土壤中。 
具体地，所述自动补水容器1的材质为聚乙烯材料，其为柱状结构，其直径为60cm、高为120cm，壁厚为3mm，自动补水容器1上通气管2的孔径为1cm、壁厚2mm、材质为PVC(聚氯乙烯)，通气管2下端开口与出水管6的出水口8位于同一高度，自动补水容器1顶部的进水口3在灌水后密封。使用时调节自动补水容器1的高度，使得出水管6的出水口8位于设定高度，保持水面蒸发盘9的水位恒定。 
具体地，所述出水管6为PVC软管，内径为3cm，管壁厚3mm。从自动补水容器1到出水管6的出水口8，出水管6上依次装有流量测量仪4和阀门5，数据采集器7连接在流量测量仪4上，流量测量仪4 为高精度流量计，数据采集器7用于补水量数据的记录和存储。若在水面蒸发盘9中灌水使水位到达出水口8情况下，开始使用自动补水容器1时，开启流量测测量仪和数据采集器7，最后开启阀门5。 
本实用新型提供的水面蒸发自动补水和测量装置在使用时，首先关闭阀门5，将水从进水口3装入中自动补水容器1备用；在被测土壤上，将水面蒸发盘9全部或部分压入土中；调整自动补水容器的高度，使得出水管6出水口8位于设定高度；向水面蒸发盘9中灌水，待水面到达出水口8时，迅速依次开启流量测量仪4、数据采集器7以及阀门5，便开始了水面蒸发量的自动连续测定；测定时段的水流量即为该时段的水面蒸发量。 
综上所述，本实用新型提供的水面蒸发自动补水和测量装置中，采用马氏瓶原理，自动补水容器1上安装通气管2，通气管2的下端与出水管6出口高度相同，通过自动补水容器1和出水管6对水面蒸发盘9自动补水并保持水位恒定，无需人工补水，通过在出水管6上安装流量测量仪4自动测量补水量，即水面蒸发量，无需人工观测水位高度变化，操作更为方便，结果更为精确，避免了人为因素的影响；另外，本实用新型的自动补水和测量装置可连续自动测定补水量，即水面蒸发量，数据连续，信息丰富。 
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (8)

1.一种水面蒸发自动补水和测量装置，其特征在于：其包括敞口蒸发容器、出水管、自动补水容器及流量测量仪，出水管的一端连通自动补水容器，另一端与敞口蒸发容器相连通，自动补水容器中设置有连通容器内部空间和外部空间的通气管，通气管下端与出水管出口的高度相同，出水管上设置流量测量仪。 
2.根据权利要求1所述的水面蒸发自动补水和测量装置，其特征在于：还包括数据采集器，所述数据采集器与所述流量测量仪连接。 
3.根据权利要求1所述的水面蒸发自动补水和测量装置，其特征在于：所述敞口蒸发容器为蒸发水盘。 
4.根据权利要求1所述的水面蒸发自动补水和测量装置，其特征在于：所述出水管上设置有阀门。 
5.根据权利要求1所述的水面蒸发自动补水和测量装置，其特征在于：所述通气管的上端穿过所述自动补水容器的顶部，所述通气管的下端位于所述自动补水容器的下半部。 
6.根据权利要求1所述的水面蒸发自动补水和测量装置，其特征在于：所述敞口蒸发容器为圆柱状器皿。 
7.根据权利要求1所述的水面蒸发自动补水和测量装置，其特征在于：所述自动补水容器的材质为聚乙烯材料。 
8.根据权利要求1所述的水面蒸发自动补水和测量装置，其特征在于：所述出水管为PVC软管。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105699272A (zh) * 2016-03-03 2016-06-22 中国农业科学院农田灌溉研究所 渠道水入渗系数的检测系统
CN109374468A (zh) * 2018-08-30 2019-02-22 北京农业智能装备技术研究中心 一种温室水面蒸发量测定装置、灌溉系统及方法
CN112343129A (zh) * 2020-10-27 2021-02-09 安徽震雄新材料有限公司 一种非电动自动补水装置

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