CN105445140A - 基于称重法的蒸发测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于称重法的蒸发测试方法，主要解决了现有蒸发测试方法测量精度低等问题。该基于称重法的蒸发测试方法包括以下步骤：(1)称取蒸发皿的原始重量G₁的步骤；称取雨量计的原始重量G₁`的步骤；(2)经过时间T后，称取蒸发皿的实时重量G<sub>2</sub>的步骤；经过时间T后，称取雨量计的实时重量G<sub>2</sub>`的步骤，其中，T为测量周期；(3)根据下式，得到蒸发量：Y＝(G₂`-G<sub>1</sub>`)/(ρS`)。本发明实现方便、测量精度高。

Description

基于称重法的蒸发测试方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量水面蒸发量的装置，具体的说，是涉及一种基于称重法的蒸发测试方法。

背景技术

在水文气象监测中，水面蒸发是一个重要参数。现有技术中，蒸发器主要是通过高精度的长度测量工具(游标卡尺等)对水面的降落差值进行测量，这样存在的问题是测量偶然误差较大；虽然长度测量工具的精度很高，但是水面没有固定形状、容易变形，测量时难以把握测针是否是刚好接触水面，因此精度难以达到《水面蒸发观测规范》的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供了一种实现方便、测量精度高的基于称重法的蒸发测试方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于称重法的蒸发测试方法，包括以下步骤：

(1)称取蒸发皿的原始重量G₁的步骤；称取雨量计的原始重量G₁`的步骤；

(2)经过时间T后，称取蒸发皿的实时重量G₂的步骤；经过时间T后，称取雨量计的实时重量G₂`的步骤，其中，T为大于0的测量周期；

(3)根据下列公式(1)和公式(2)，得到蒸发量：

$X=\frac{G_1-G_2}{\mathrm{\&rho;}S}+Y---\left(1\right)$

Y＝(G₂`-G<sub>1</sub>`)/(ρS`)(2)

式中，X表示蒸发量，Y表示降雨量，ρ为水的密度，S为蒸发皿的蒸发面积，S`为雨量计承水器口的面积，其中，S为蒸发皿的蒸发面积，S`为雨量计承水器口的面积根据不同规格的蒸发器和雨量计而不同。

进一步的，所述步骤(1)和步骤(2)中称取重量的实现方式如下：通过压力传感器实现对蒸发皿、雨量计的压力信号采集，根据压力变化，压力传感器产生对应的电压、电流或电阻信号，根据信号变化达到称重的目的。

进一步的，所述步骤(1)和步骤(2)中称取重量通过称重***实现，所述称重***包括有秤和秤盘。

进一步的，所述步骤(1)和步骤(2)中称取的重量数据信息通过无线传输方式发送至后台控制中心，后台控制中心根据接收到的重量数据信息计算得到蒸发量信息。

进一步的，在称取原始重量数据后的时间T内，蒸发皿和雨量计不进行称重。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明采用称重法实现对蒸发量和降雨量的测量，然后根据测量得到的降雨量和蒸发皿前后重量差得到最终的蒸发量。相较于传统的蒸发测试方法而言，本发明实现简单、具有更高的精度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

传统的蒸发测量采用游标卡尺进行测量，具体的方式是，通过游标卡尺对蒸发皿内水面的落差进行测量，然后根据水面的落差结合体积算法，计算得到蒸发皿内水分的蒸发量，虽然操作简单，但是，测量精度低。

实施例1

本实施例提供了一种基于称重法的蒸发测试方法，该测试方法采用称重的方式实现对蒸发量的测量，通过蒸发皿在蒸发前后的重量变化得到蒸发量数据，避免了采用游标卡尺进行测量所带来的测量精度欠佳的问题。该称重法的实现原理如下公式所示：

$X=\frac{G_1-G_2}{\mathrm{\&rho;S}}+Y---\left(1\right)$

Y＝(G₂`-G<sub>1</sub>`)/(ρS`)(2)

式中，X表示蒸发量，Y表示降雨量，ρ为水的密度，S为蒸发皿的蒸发面积，S`为雨量计承水器口的面积。因为蒸发站基本设置在户外，故自然降雨会对蒸发站的实际测量带来影响，此时，对降雨量的测量则是必不可少的。根据式(1)可知，蒸发量为蒸发皿蒸发前后(一个测量周期)的重量差和降雨量的结合，同时，根据式(2)可知，降雨量为雨量计蒸发前后(一个测量周期)的重量差。

根据上述原理，本方法的具体步骤如下：

(1)称取蒸发皿的原始重量G₁的步骤；称取雨量计的原始重量G₁`的步骤；

(2)经过时间T后，称取蒸发皿的实时重量G₂的步骤；经过时间T后，称取雨量计的实时重量G₂`的步骤，其中，T为大于0的测量周期；

(3)根据下列公式(1)和公式(2)，得到蒸发量：

$X=\frac{G_1-G_2}{\mathrm{\&rho;}S}+Y---\left(1\right)$

Y＝(G₂`-G<sub>1</sub>`)/(ρS`)(2)

蒸发器和雨量计的称重采用称重***实现，称重***包括有秤和秤盘，本实施例中，秤采用压力传感器实现称量，具体的说，通过压力传感器实现对蒸发皿、雨量计的压力信号采集，根据压力变化，压力传感器产生对应的电压、电流或电阻信号，根据信号变化达到称重的目的。

称重***的具体实施方式如下：当雨量计或蒸发器(蒸发皿)被放置在秤盘上时，雨量计或蒸发器(蒸发皿)应当仅受重力，而不再受到外力，使其保持自由状态进行称重。雨量计或蒸发器(蒸发皿)脱离秤，即不称重的时候，为非测量状态，在雨量计或蒸发器(蒸发皿)放置在秤上进行称重时，为测量状态。秤的称重精度越高越好，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。

本实施例中，在称取原始重量数据后的时间T内，蒸发皿和雨量计不进行称重。其实现方式为在需要称取重量时，采用动作执行机构将蒸发皿或雨量计放置在称重***(秤盘)上，而在蒸发过程中，则将蒸发皿或雨量计从称重***上取下。在另一种实施方案中，蒸发皿和雨量计可一直放置在称重***上进行称重，***只需截取测量周期前后端值数据，也可以实时测量在测量周期内蒸发皿和雨量计重量的连续变化的数据。

本实施例中，动作执行机构主要由电动推杆组成，通过推杆的伸缩动作实现基于称重法的蒸发测试方法在竖直或垂直方向上的上下动作。进一步的，还可设置有推盘，推盘安装在推杆的顶端，推杆有高位和低位两种位置，当处于高位时雨量计或蒸发皿放在推盘上，当处于低位时雨量计或蒸发皿落到秤盘上，进行称重，此时，推盘与雨量计或蒸发皿脱离。

实施例2

本实施例与实施例1的不同点在于，动作执行机构为机械手，通过具有多自由度(三自由度以上)的机械手臂来实现蒸发器(蒸发皿)或雨量计与称重***之间的放置和脱离。

实施例3

本实施例与实施例1的不同点在于，推杆的动力由电机丝杆、气动或液压提供。

实施例4

本实施例与实施例1的不同点在于，本实施例采用后台控制中心实现对雨量计或/和蒸发皿称重的数据进行处理，称取的重量数据信息通过无线传输方式发送至后台控制中心，后台控制中心根据接收到的重量数据信息计算得到蒸发量信息。

实施例5

本实施例与实施例1的不同点在于，动作执行机构的控制采用后台控制中心进行，具体的说，动作执行机构还包括有接收命令的组件，如无线通信装置，无效通信装置连接有处理***，处理***根据接收的命令对动作执行机构进行控制。后台控制中心发送的控制指令可以根据***内设的测量周期进行，也可以由工作人员进行控制操作。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于称重法的蒸发测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)称取蒸发皿的原始重量G₁的步骤；称取雨量计的原始重量G₁`的步骤；

(2)经过时间T后，称取蒸发皿的实时重量G₂的步骤；经过时间T后，称取雨量计的实时重量G₂`的步骤，其中，T为测量周期；

(3)根据下列公式(1)和公式(2)，得到蒸发量：

$X=\frac{G_1-G_2}{\mathrm{\&rho;}S}+Y---\left(1\right)$

Y＝(G₂`-G<sub>1</sub>`)/(ρS`)(2)

式中，X表示蒸发量，Y表示降雨量，ρ为水的密度，S为蒸发皿的蒸发面积，S`为雨量计承水器口的面积。

2.根据权利要求1所述的基于称重法的蒸发测试方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中称取重量的实现方式如下：通过压力传感器实现对蒸发皿、雨量计的压力信号采集，根据压力变化，压力传感器产生对应的电压、电流或电阻信号，根据信号变化达到称重的目的。

3.根据权利要求2所述的基于称重法的蒸发测试方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中称取重量通过称重***实现，所述称重***包括有秤和秤盘。

4.根据权利要求2所述的基于称重法的蒸发测试方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中称取的重量数据信息通过无线传输方式发送至后台控制中心，后台控制中心根据接收到的重量数据信息计算得到蒸发量信息。

5.根据权利要求1所述的基于称重法的蒸发测试方法，其特征在于，在称取原始重量数据后的时间T内，蒸发皿和雨量计不进行称重。