【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水利和气象，尤其涉及一种高精度全自动水面蒸发量测量装置及其方法。
技术介绍
1、全自动水面蒸发装置的监测与水资源管理和环境保护的需求密切相关。通过对水面蒸发过程的研究和精确测量，可以更好地理解和掌握水资源的运动规律，为水资源管理和环境保护提供科学依据。同时，全自动水面蒸发装置还可以为气象预报、气候变化研究等领域提供重要的数据支持。全自动水面蒸发装置通常采用多种传感器和自动控制技术，提高了水面蒸发量的测量精度和效率，实现对水面蒸发量的自动、连续和高精度的测量。但受限于测量仪器的性能和环境条件的影响，在实际使用种仍存在一定的误差，难以确保测量的准确性和可靠性。
2、专利cn104931113a中公开了一种全自动高精度蒸发测量装置，其测量传感器由步进电机、精密丝杆和测针构成，其原理相当于将人工测针转化为自动化测量，精密丝杆组件的传动精度和刚度对安装和调试的要求较高，安装不当可能会影响其传动精度和使用寿命；专利cn104977629a中公开了一种高精度自记式水面蒸发量测量装置，该装置采用超声波测距传感器测量容器内水位的变化，通过不同半径圆柱体内所呈现的高度不同来“放大”微小蒸发量，从而提高测量精度。超声波传感器容易受到环境温度、湿度和杂音等因素的影响，从而影响测量结果的准确性。且该装置中提到盆状载体上方置有防雨罩支架支撑的透明有机玻璃防雨罩，该防雨罩会影响蒸发器皿的光照、风速和温度，从而直接影响水面蒸发量；专利cn108627885a公开了一种高精度水面蒸发量测量装置及测量方法，该装置基于线阵ccd成像原理，配
3、目前高精度全自动水面蒸发装置包括水位测量传感器的精度和准确性易受环境影响，蒸发装置的环境适应性差；以日为监测周期，监测频次低，累计误差大，日数据故障率高等缺点。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种高精度全自动水面蒸发量测量装置及其方法。
2、技术方案：本专利技术包括机箱和蒸发器，所述机箱采用上、中、下三层高度集成化设计，机箱顶部设置太阳能板，机箱中层为测量部分，包括过滤接头、连通管、第一连通阀、第一连接管、液位管、液位传感器、第二连接管，第二连通阀、第三连接管、高精度计量泵、第四连接管、第三连通阀和第五连接管，蒸发器经连通管、第一连通阀与液位管组成连通器，液位管上设置可监测不同水位高度的n个光电式高灵敏度液位传感器，根据其状态反馈获得液位管的水位范围，高精度计量泵经第三连接管、第二连通阀与液位管组成可控流路，高精度计量泵对液位管进行液体注射或抽取至既定液位传感器，并反馈动作体积，根据动作体积实现蒸发量测量。
3、进一步地，所述液位管分别通过第二连接管、第二连通阀、第三连接管与高精度计量泵的第一管口n0连接，高精度计量泵的第二管口nc通过第四连接管与第三连通阀连接，第三连通阀的另一端连接第五连接管，第五连接管插到水箱中，高精度计量泵经第一管口no对液位管进行液体注射或抽取，注射所需液体通过第三连通阀经第二管口nc从水箱中补充，所抽取液体也由此管路排出。
4、进一步地，所述高精度计量泵为注射泵，电机单步进样量小于1μl。
5、进一步地，所述机箱上层为供电及控制部分，包括太阳能充电控制器、蓄电池、供电模块以及遥测终端机。
6、进一步地，所述机箱下层为补排水部分，包括进水管、水箱、浮球、补水泵和补水阀、排水阀、补排水管和三通接头。
7、进一步地，所述补排水部分中当测量水位超过水位上限值时，进行自动排水；当测量水位低于水位下限值时，进行自动补水，并根据补排水前后水位测得补排水量。
8、进一步地，所述第一连通阀、第二连通阀、第三连通阀、补水阀和排水阀为电磁阀或球阀，其中，第一连通阀为常开阀，其余均为常闭阀。
9、进一步地，所述第二连接管、第三连接管、第四连接管与第五连接管均为小管径塑料管，管径为
10、进一步地，所述连通管、进水管、补排水管和三通接头为大管径塑料管，管径为
11、进一步地，所述遥测终端机接入雨量计，雨量计获得雨量，系统根据水位高度变化量、雨量、补水量、排水量分析计算得水面蒸发量。
12、有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有如下显著优点：
13、利用高精度注射泵、液位传感器和配套的连通器装置进行水面蒸发量的自动监测的原理和方法，实现水位测量方法的创新；通过测量微小管径的液位管内水的“注射量”或“抽取量”便可得出蒸发器水位的变化，从而得出水面蒸发量，该方法原理简单，精度可靠；在测量水面蒸发量时以小时为监测周期，监测频次高，可以消除累计误差，增加测量精确性，且对日蒸发而言，可以通过异常数据过滤，降低日数据故障率，提高监测的可靠性；设计有水箱，可避免出现补水时自来水缺水导致的系统运行中断的情况，提高系统运行的稳定性。
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1.一种高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：包括机箱(1)和蒸发器(7)，所述机箱(1)采用上、中、下三层高度集成化设计，机箱(1)顶部设置太阳能板(3)，机箱(1)中层为测量部分，包括过滤接头(8)、连通管(9)、第一连通阀(10)、第一连接管(11)、液位管(12)、液位传感器(13)、第二连接管(14)，第二连通阀(15)、第三连接管(16)、高精度计量泵(17)、第四连接管(18)、第三连通阀(19)和第五连接管(20)，蒸发器(7)经连通管(9)、第一连通阀(10)与液位管(12)组成连通器，液位管(12)上设置可监测不同水位高度的n个光电式高灵敏度液位传感器(13)，根据其状态反馈获得液位管(12)的水位范围，高精度计量泵(17)经第三连接管(16)、第二连通阀(15)与液位管(12)组成可控流路，高精度计量泵(17)对液位管(12)进行液体注射或抽取至既定液位传感器(13)，并反馈动作体积，根据动作体积实现蒸发量测量。
2.根据权利要求1所述的高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：所述液位管(12)分别通过第二连接管(14)、第二连通阀(1
3.根据权利要求1所述的高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：所述高精度计量泵(17)为注射泵，电机单步进样量小于1μl。
4.根据权利要求1所述的高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：所述机箱(1)上层为供电及控制部分，包括太阳能充电控制器(3)、蓄电池(4)、供电模块(5)以及遥测终端机(6)。
5.根据权利要求1所述的高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：所述机箱(1)下层为补排水部分，包括进水管(21)、水箱(22)、浮球(23)、补水泵(24)和补水阀(25)、排水阀(26)、补排水管(27)和三通接头(28)。
6.根据权利要求5所述的高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：所述补排水部分中当测量水位超过水位上限值时，进行自动排水；当测量水位低于水位下限值时，进行自动补水，并根据补排水前后水位测得补排水量。
7.根据权利要求1所述的高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：所述第一连通阀(10)、第二连通阀(15)、第三连通阀(19)、补水阀(25)和排水阀(26)为电磁阀或球阀，其中，第一连通阀(10)为常开阀，其余均为常闭阀。
8.根据权利要求1所述的高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：所述第二连接管(14)、第三连接管(16)、第四连接管(18)与第五连接管(20)均为小管径塑料管，管径为
9.根据权利要求1所述的高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：所述连通管(9)、进水管(21)、补排水管(27)和三通接头(28)为大管径塑料管，管径为
10.根据权利要求4所述的高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：所述遥测终端机(6)接入雨量计，雨量计获得雨量，系统根据水位高度变化量、雨量、补水量、排水量分析计算得水面蒸发量。
...【技术特征摘要】
1.一种高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：包括机箱(1)和蒸发器(7)，所述机箱(1)采用上、中、下三层高度集成化设计，机箱(1)顶部设置太阳能板(3)，机箱(1)中层为测量部分，包括过滤接头(8)、连通管(9)、第一连通阀(10)、第一连接管(11)、液位管(12)、液位传感器(13)、第二连接管(14)，第二连通阀(15)、第三连接管(16)、高精度计量泵(17)、第四连接管(18)、第三连通阀(19)和第五连接管(20)，蒸发器(7)经连通管(9)、第一连通阀(10)与液位管(12)组成连通器，液位管(12)上设置可监测不同水位高度的n个光电式高灵敏度液位传感器(13)，根据其状态反馈获得液位管(12)的水位范围，高精度计量泵(17)经第三连接管(16)、第二连通阀(15)与液位管(12)组成可控流路，高精度计量泵(17)对液位管(12)进行液体注射或抽取至既定液位传感器(13)，并反馈动作体积，根据动作体积实现蒸发量测量。
2.根据权利要求1所述的高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：所述液位管(12)分别通过第二连接管(14)、第二连通阀(15)、第三连接管(16)与高精度计量泵(17)的第一管口no连接，高精度计量泵(17)的第二管口nc通过第四连接管(18)与第三连通阀(19)连接，第三连通阀(19)的另一端连接第五连接管(20)，第五连接管(20)插到水箱(22)中，高精度计量泵(17)经第一管口no对液位管(12)进行液体注射或抽取，注射所需液体通过第三连通阀(19)经第二管口nc从水箱(22)中补充，所抽取液体也由此管路排出。
3.根据权利要求1所述的高精度全自动水面蒸发量测量装置，其特征在于：所述高精度计量泵(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷丽江，王震，刘飞龙，刘艳平，景波云，李学胜，刘冠军，罗勇钢，孙颖奇，
申请(专利权)人：南京南瑞水利水电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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