CN220154666U - 一种自动比例双筒蒸发测量成套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，涉及气象测量装置领域。目前，气象上，水体的蒸发量测量大多通过蒸发桶内安装测针和超声波蒸发传感器实现，但在蒸发量较小时，测量水位的变化极小，现有的测量装置很难精确测量出蒸发量。本实用新型包括采样桶、测量桶、电控阀门、控制器和高精度水位计，采样桶的口径是测量桶口径的比例倍数，采样桶底部设有温度传感器。通过大小口径不同的采样桶和测量桶进行测量，可以放大微小的水位差，数量级地提高测量精度，通过采用高精度水位计替代传统的超声波传感器测量水位，避免了超声波传感器测量水位的缺陷，可以有效提升测量精度。

Description

一种自动比例双筒蒸发测量成套装置

技术领域

本实用新型涉及气象测量装置领域，尤其涉及一种自动比例双筒蒸发测量成套装置。

背景技术

水汽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。目前，蒸发量的测量大多通过蒸发桶内安装测针和超声波蒸发传感器实现，也有从蒸发桶通过管道连接到单独的测量桶，然后把超声波蒸发传感器设于测量桶内进行液位测量，实现蒸发量的测量，测针用于人工观测测量，超声波蒸发传感器通过控制装置可以实现自动测量。但在蒸发量较小时，测量水位的变化极小，现有的测量装置很难精确测量出蒸发量。

另外，如果将超声波蒸发传感器置于蒸发桶内，改变了蒸发桶内水体蒸发面积，影响蒸发；同时水体的温度一天中有时变化很大，水体热胀冷缩导致的水位差不能忽略。而通过管道连通到单独的测量桶，虽然减少了人为因素或风浪气候的影响，静水效果也会更佳，有利于提高测量准确度，但这种装置结构较复杂，从测量筒中发送超声，声场复杂，测量精度和发送器安装位置、角度等多种因素有关，固有误差大，标校困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，以提升蒸发量测量的精确度为目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，包括采样桶、测量桶和高精度水位计，所述的采样桶位于测量桶的上方，所述的采样桶的下端通过设有带常闭式电控阀门的注水管道连接到测量桶的上端，测量桶的下端设有出水管道，所述的测量桶内设有高精度水位计，所述的采样桶的口径是测量桶口径的比例倍数，所述的采样桶底部设有温度传感器，电控阀门、高精度水位计和温度传感器均连接到控制器上。

测量时，把采样桶内的水注入到测量桶内，由于测量桶口径与采样桶相比比例级缩小，可以放大采样桶蒸发前后的微小的水位差，数量级地提高测量精度；通过采用高精度水位计替代传统的超声波传感器测量水位，避免了超声波传感器测量水位的缺陷，可以有效提升测量精度；通过温度传感器测量初始水体温度和蒸发量测量时水体温度，根据两者之间温度差值补偿温度变化造成水体膨胀或缩小，可以更加精确测量蒸发量；通过控制器控制测量操作，可以实现自动测量，并且可以灵活设置测量方案。

作为优选技术手段：所述的测量桶的下端区域为容积球，容积球容积为采样桶初始水体的70％-90％的体积相等。容积球的容积较大，能够存储大部分采样桶的水体，可大大缩短测量桶的高度。

作为优选技术手段：还包括定容桶，定容桶的下端通过进水管道连接到采样桶，定容桶的下端设有电控阀门，进水管道上设有水泵，定容桶的上端设有竖向的细长管道，细长管道上设有水位传感器，定容桶的侧面设有加水管道，加水管道上设有电控进水装置，电控进水装置连接到控制器。

通过设置定容桶，可以确定初始水体容积，使用时，打开定容桶侧边加水管道，定容桶进水，当水位达到水位传感器时，关闭加水管道；打开定容桶底部阀门，水泵抽取定容桶中水到采样桶，静置几分钟后温度传感器读取水体温度，为初始水体温度；测量时刻到时，温度传感器读取水体温度，为测量时水体温度；打开采样桶底部电控阀门，水流入测量桶和容积球，水流结束稳定几分钟后读取高精度水位计的水位高度，根据比例关系换算为蒸发高度；根据温度差值进行温度系数补偿；测量结束通过出水管道放掉内部积水；重复上述过程，进行下一次测量。

作为优选技术手段：所述的采样桶、控制器、测量桶和定容桶均连接固定于支架上。实现稳定可靠地支撑。

作为优选技术手段：所述的容积球的下端设有出水管道，所述的出水管道上设有电控阀门和水泵，出水管道连通到采样桶，或者，所述的容积球底部封闭，所述的测量桶通过电控举升倾倒机构把测量桶内的水倾倒到采样桶。测量时，该电控阀门关闭，排水时，先打开电控阀门，再开启水泵或者测量完成后通过电控举升倾倒机构把测量桶内的水倾倒到采样桶，实现水的循环利用。

作为优选技术手段：所述的采样桶的上部为圆柱形，下部为圆锥形，所述的注水管道的上端位于圆锥形的锥底处。可以保证所有水体能流入到测量桶。

作为优选技术手段：所述的高精度水位计采用磁致伸缩水位传感器。精度高，可靠性好，并且便于实现自动化水位测量。

作为优选技术手段：所述的采样桶设置于蒸发桶内，采样桶的下部侧面通过常开式电控阀门与蒸发桶连通，保持采样桶内水面与蒸发桶水面一致，准点测量时，该电控阀门关闭；测量桶设置于蒸发桶外，采样桶与测量桶之间的注水管道上的电控阀门常闭，准点测量时打开；容积球下端的出水管道设置水泵，出水管道连通到采样桶或蒸发桶，测量完成后，电控阀门恢复常态，容积球内的水通过水泵输送回采样桶。该结构可有效适应蒸发器的蒸发桶，便于对现有蒸发器测量装置的改造。

作为优选技术手段：所述的采样桶设置于蒸发桶内，保持采样桶内水面与蒸发桶水面一致，所述的蒸发桶设于支架的顶部，测量桶的上端设置集水漏斗，注水管道的下端开口于集水漏斗上面，所述的电控举升倾倒机构包括电动水平推杆、电动举升推杆和旋转电机，所述的旋转电机连接于测量桶的中部，可使测量桶进行旋转倾倒，所述的旋转电机通过机座连接固定于电动举升推杆的顶端，所述的电动举升推杆下端与电动水平推杆的右端连接固定，所述的电动水平推杆、电动举升推杆和旋转电机均连接到控制器，采样桶的下部侧面通过常开式电控阀门与蒸发桶连通，准点测量时，该电控阀门关闭，采样桶与测量桶之间的注水管道上的电控阀门打开，测量完成后，电控阀门恢复常态，电动水平推杆推动电动举升推杆、旋转电机和测量桶整体向右移动，然后电动举升推杆推动旋转电机和测量桶整体向上移动，再后，旋转电机带动测量桶旋转，把测量桶内的水倾倒进采样桶内。有效实现电控举升倾倒机构的结构。

作为优选技术手段：所述的采样桶的口径是测量桶口径的3-10的整数倍。倍数合理，能有效实现液位下降的放大。

有益效果：通过大小口径不同的采样桶和测量桶进行测量，可以放大微小的水位差，数量级地提高测量精度；通过采用高精度水位计替代传统的超声波传感器测量水位，避免了超声波传感器测量水位的缺陷，可以有效提升测量精度；通过温度传感器测量初始水体温度和蒸发量测量时水体温度，根据两者之间温度差值补偿温度变化造成水体膨胀或缩小，可以更加精确测量蒸发量；通过控制器控制测量操作，可以实现自动测量，并且可以灵活设置测量方案；测量桶下部的容积球可以储存大部分采样桶水体，可有效降低测量桶高度。

附图说明

图1是本实用新型中实例一的结构示意图。

图2是本实用新型中实例二的结构示意图。

图3是本实用新型中实例三的结构示意图。

图中：1、采样桶；2、测量桶；201、集水漏斗；3、容积球；4、注水管道；5、出水管道；6、高精度水位计；7、温度传感器；8、控制器；9、定容桶；10、水位传感器；11、进水管道；12、细长管道；13、加水管道；14、支架；15、蒸发桶；1501、溢水口；16、水泵；17、电动水平推杆；18、电动举升推杆；19、旋转电机。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

实例一

如图1所示，一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，包括采样桶1、定容桶9、测量桶2和高精度水位计6，采样桶1位于测量桶2的上方，采样桶1的下端通过设有带电控阀门的注水管道4连接到测量桶2的上端，测量桶2的下端设容积球3，容积球3的下端设有出水管道5，测量桶2内设有高精度水位计6，采样桶1的口径是测量桶2口径的5倍，容积球3容积为采样桶1初始水体的80％的体积相等，定容桶9的下端通过进水管道11连接到采样桶1，定容桶9的下端设有电控阀门，进水管道11上设有水泵16，定容桶9的上端设有竖向的细长管道12，细长管道12上设有水位传感器10，定容桶9的侧面设有加水管道13，加水管道13上设有电控进水装置，采样桶1底部设有温度传感器7，电控阀门、高精度水位计6、电控进水装置、水位传感器10和温度传感器7均连接到控制器8上。

为了实现稳定可靠地支撑，采样桶1、控制器8、测量桶2和定容桶9均连接固定于支架14上。实现稳定可靠地支撑。

为了保证所有水体能流入到测量桶2，采样桶1的上部为圆柱形，下部为圆锥形，注水管道4的上端位于圆锥形的锥底处。可以保证所有水体能流入到测量桶2。

为了提升测量精度并且实现自动化水位测量，高精度水位计6采用磁致伸缩水位传感器10。精度高，可靠性好，并且便于实现自动化水位测量。

定容桶9可以确定初始水体容积，使用时，打开定容桶9侧边加水管道13，定容桶9进水，当水位达到水位传感器10时，关闭加水管道13；打开定容桶9底部阀门，水泵16抽取定容桶9中水到采样桶1，静置几分钟后温度传感器7读取水体温度，为初始水体温度；测量时，温度传感器7读取水体温度，为测量时水体温度；打开采样桶1底部电控阀门，水流入测量桶2和容积球3，水流结束稳定几分钟后读取高精度水位计6的水位高度，根据比例关系换算为蒸发高度；根据温度差值进行温度系数补偿；测量结束通过出水管道5放掉内部积水；重复上述过程，进行下一次测量。

由于测量桶2口径与采样桶1相比比例级缩小，可以放大采样桶1蒸发前后的微小的水位差，数量级地提高测量精度；通过采用高精度水位计6替代传统的超声波传感器测量水位，避免了超声波传感器测量水位的缺陷，可以有效提升测量精度；通过温度传感器7测量初始水体温度和蒸发量测量时水体温度，根据两者之间温度差值补偿温度变化造成水体膨胀或缩小，可以更加精确测量蒸发量；通过控制器8控制测量操作，可以实现自动测量，并且可以灵活设置测量方案。

本实例中，针对有压水源，电控进水装置采用电控阀门，针对无压水源，电控进水装置采用水泵。

本实例采样桶1作为蒸发器使用，采样桶与蒸发器合一，按每天20点时测量为例，测量蒸发时间按每天20点一次，因此到20点放水测量，测量好后每次加回去相同体积的水，定容桶9误差小于0.5mm³,这样保证初始水面误差小于0.02mm。每次都换水，可以保证水体不腐，不会一堆东西浮在水面上，保证每次干净水面，蒸发条件一样。

实例二

如图2所示，一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，包括蒸发桶15、采样桶1、定容桶9、测量桶2和高精度水位计6，采样桶1设置于蒸发桶15内，测量桶2设置于蒸发桶15外，采样桶1位于测量桶2的上方，采样桶1的下端通过设有带电控阀门的注水管道4连接到测量桶2的上端，测量桶2的下端设容积球3，容积球3的下端设有出水管道5，测量桶2内设有高精度水位计6，采样桶1的口径是测量桶2口径的5倍，采样桶1底部设有温度传感器7，电控阀门、高精度水位计6、水位传感器10和温度传感器7均连接到控制器8上，出水管道5上设有电控阀门和水泵16，出水管道5连通到采样桶1，测量时，该电控阀门关闭，排水时，先打开电控阀门，再开启水泵16，采样桶1的下部侧面通过常开式电控阀门与蒸发桶15连通，保持采样桶1内水面与蒸发桶15水面一致，准点测量时，该阀门关闭；采样桶1与测量桶2之间的注水管道4上的电控阀门常闭，准点测量时打开；容积球3下端的出水管道5设置水泵16，出水管道5连通到采样桶1或蒸发桶15，测量完成后，电控阀门恢复常态，容积球3内的水通过水泵16输送回采样桶1。该结构可有效适应蒸发器的蒸发桶15，便于对现有蒸发器测量装置的改造。本实例中，由于采样桶1与蒸发桶15在除测量时间外，水体都连通，因此，温度传感器7也可安装于蒸发桶15内，另外，蒸发桶15的上端接入有供水管道，供水管道通过常闭式电磁阀控制。

实例三

与以上实例二所不同的是，如图3所示，一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，蒸发桶15设于支架14的顶部，采样桶1设置于蒸发桶15内，保持采样桶1内水面与蒸发桶15水面一致，测量桶2的上端设置集水漏斗201，注水管道4的下端开口于集水漏斗201上面，电控举升倾倒机构包括电动水平推杆17、电动举升推杆18和旋转电机19，旋转电机19连接于测量桶2的中部，可使测量桶2进行旋转倾倒，旋转电机19通过机座连接固定于电动举升推杆18的顶端，电动举升推杆18下端与电动水平推杆17的右端连接固定，电动水平推杆17、电动举升推杆18和旋转电机19均连接到控制器8，采样桶1的下部侧面通过常开式电控阀门与蒸发桶15连通。

按晚上20点测量为例，初始测量时，采样桶1下部侧面的常开式电控阀门关闭，采样桶1与测量桶2之间的注水管道4上的电控阀门打开，记录测量桶2的水位值为初始值，测量完成后，电控阀门恢复常态，电动水平推杆17推动电动举升推杆18、旋转电机19和测量桶2整体向右移动，然后电动举升推杆18推动旋转电机19和测量桶2整体向上移动，再后，旋转电机19带动测量桶2旋转，让测量桶2倒立70度，把测量桶2内的水倾倒进采样桶1内。

第二天晚上20点重复测量过程，两天的数据差值就是蒸发量。

如果第二次水位比第一次高，说明有降水。

如果测量到水位下限，则发出报警，提示补充水。

本实例通过电控举升倾倒机构可同样实现水的循环使用。

本实例的蒸发桶15的上端设有溢水口1501。

以上图1-3所示的一种自动比例双筒蒸发测量成套装置是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型突出的实质性特点和显著进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，其特征在于：包括采样桶（1）、测量桶（2）和高精度水位计（6），所述的采样桶（1）位于测量桶（2）的上方，所述的采样桶（1）的下端通过设有带常闭式电控阀门的注水管道（4）连接到测量桶（2）的上端，所述的测量桶（2）内设有高精度水位计（6），所述的采样桶（1）的口径是测量桶（2）口径的比例倍数，所述的采样桶（1）底部设有温度传感器（7），电控阀门、高精度水位计（6）和温度传感器（7）均连接到控制器（8）上。

2.根据权利要求1所述的一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，其特征在于：所述的测量桶（2）的下端区域为容积球（3），容积球（3）容积为采样桶（1）初始水体的70%-90%的体积相等。

3.根据权利要求2所述的一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，其特征在于：还包括定容桶（9），定容桶（9）的下端通过进水管道（11）连接到采样桶（1），定容桶（9）的下端设有电控阀门，进水管道（11）上设有水泵（16），定容桶（9）的上端设有竖向的细长管道（12），细长管道（12）上设有水位传感器（10），定容桶（9）的侧面设有加水管道（13），加水管道（13）上设有电控进水装置，电控进水装置连接到控制器（8）。

4.根据权利要求3所述的一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，其特征在于：所述的采样桶（1）、控制器（8）、测量桶（2）和定容桶（9）均连接固定于支架（14）上。

5.根据权利要求2所述的一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，其特征在于：所述的容积球（3）的下端设有出水管道（5），所述的出水管道（5）上设有电控阀门和水泵（16），出水管道（5）连通到采样桶（1），或者，所述的容积球（3）底部封闭，所述的测量桶（2）通过电控举升倾倒机构把测量桶（2）内的水倾倒到采样桶（1）。

6.根据权利要求2所述的一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，其特征在于：所述的采样桶（1）的上部为圆柱形，下部为圆锥形，所述的注水管道（4）的上端位于圆锥形的锥底处。

7.根据权利要求2所述的一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，其特征在于：所述的高精度水位计（6）采用磁致伸缩水位传感器（10）。

8.根据权利要求5所述的一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，其特征在于：所述的采样桶（1）设置于蒸发桶（15）内，采样桶（1）的下部侧面通过常开式电控阀门与蒸发桶（15）连通，保持采样桶（1）内水面与蒸发桶（15）水面一致。

9.根据权利要求5所述的一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，其特征在于：所述的采样桶（1）设置于蒸发桶（15）内，保持采样桶（1）内水面与蒸发桶（15）水面一致，所述的蒸发桶（15）设于支架（14）的顶部，测量桶（2）的上端设置集水漏斗（201），注水管道（4）的下端开口于集水漏斗（201）上面，所述的电控举升倾倒机构包括电动水平推杆（17）、电动举升推杆（18）和旋转电机（19），所述的旋转电机（19）连接于测量桶（2）的中部，可使测量桶（2）进行旋转倾倒，所述的旋转电机（19）通过机座连接固定于电动举升推杆（18）的顶端，所述的电动举升推杆（18）下端与电动水平推杆（17）的右端连接固定，所述的电动水平推杆（17）、电动举升推杆（18）和旋转电机（19）均连接到控制器（8），采样桶（1）的下部侧面通过常开式电控阀门与蒸发桶（15）连通。

10.根据权利要求2所述的一种自动比例双筒蒸发测量成套装置，其特征在于：所述的采样桶（1）的口径是测量桶（2）口径的3-10的整数倍。