CN209131777U - 间接式自动监测蒸发器水位和蒸发量的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种间接式自动监测蒸发器水位和蒸发量的装置，在蒸发器旁侧设置一个旁侧水桶，二者下部通过连通管相互连通，在旁侧水桶中部设置出水管，在出水管处设置称重水桶，出水管的水排入称重水桶内并与称重水桶不接触，在称重水桶下部安装排水管，将称重水桶放置在称重器上，在连通管、出水管和排水管上分别设置电磁阀，需要监测时，关闭连通管上的电磁阀，打开出水管上的电磁阀，旁侧水桶中出水管以上的水进入称重水桶，通过称重器获取水量，由水的重量计算蒸发器水位，两次监测的水位差即为时段蒸发量。本实用新型采用间接法监测蒸发器的水位和蒸发量，克服水体物理特性和环境因素的影响，满足测量精度要求。

Description

间接式自动监测蒸发器水位和蒸发量的装置

技术领域：

本实用新型涉及一种自动蒸发观测技术，特别是涉及一种间接式自动监测蒸发器水位和蒸发量的装置。

背景技术：

目前，水文、气象行业水面蒸发测量仍停留在人工监测状态，效率低，与水文气象现代化需求不相适应。解决水面蒸发的关键技术在于精确监测蒸发器水位的变化，监测蒸发器水位的变化难点在于水位的监测精度要求达到0.1毫米。尽管目前磁致位移、光栅、红外、容栅、雷达等类型的位移传感器理论精度非常高，但是应用于水位变化测量时，由于水体物理特性和环境的影响，在目前条件下都是无法实现精度测量，因此现有自动蒸发***基本处于实验探索阶段，无法在生产实际中得到推广应用。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计合理、满足测量精度要求且简单可靠实用的间接式自动监测蒸发器水位和蒸发量的装置。

本实用新型的技术方案是：

一种间接式自动监测蒸发器水位和蒸发量的装置，包括蒸发器，所述蒸发器通过下部的连通管与旁侧的旁侧水桶连接，构成连通器式结构，所述旁侧水桶中部设置出水管，所述出水管处设置有称重水桶，所述出水管的水排入所述称重水桶内并与所述称重水桶不接触，所述称重水桶下部安装排水管，所述称重水桶放置在称重器上，所述连通管、出水管和排水管上分别设置电磁阀，所有的所述电磁阀和称重器均与控制器连接，实现通讯与控制，需要监测时，需要监测时，打开连通管上的电磁阀，使蒸发器和旁侧水桶水位达到一致，然后关闭所述连通管上的电磁阀，打开所述出水管上的电磁阀，所述旁侧水桶中出水管以上的水进入所述称重水桶，通过所述称重器获取水量，由水的重量计算所述蒸发器水位，两次监测的水位差即为时段蒸发量。

所述旁侧水桶、称重水桶和称重器外部分别设置有保护筒，所述保护筒的筒壁上设保温隔热层，避免旁设水桶中水分蒸发，同时避免降雨影响。

所述旁侧水桶固定在底座上，所述连通管采用DN60水管，管长适当,避免水的粘滞性对测验精度造成影响，所述旁侧水桶的上端设置有排气管。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型能够满足《水面蒸发观测规范》（SL 630-2013）的要求，能够实现水面蒸发量自动采集、传递，为蒸发资料自动处理、整编和共享提供便利。

2、本实用新型能够实现水面蒸发量观测的自动化，大大减少人工干预，提高工作效率，避免人工造成的错误与误差。

3、本实用新型器件简单，对环境要求低，便于运行维护，实用性强，并且，计量传感器技术成熟、价格低廉，实用性强。

4、本实用新型出水管不与称重水桶接触，能够保证测量水桶的称重精确性，提高测量的准确性，并且，在旁侧水桶和称重水桶外分别设置保护筒，防止受到外界自然条件的影响，提高测量精度。

5、本实用新型出水管和排水管上均设置有电磁阀，电磁阀与控制器连接，能够根据情况进行启闭，并且，控制器与称重器连接，能够自动记录测量数据，方便快捷。

7、本实用新型采用间接称重的方式监测蒸发器水位的变化，克服水体物理特性和环境因素的影响，满足测量精度要求，达到简单、实用、可靠的目的，便于推广，实用性强，具有较高的经济效益和社会效益。

附图说明：

图1为间接式自动监测蒸发器水位和蒸发量的装置的结构示意图。

具体实施方式：

实施例：参见图1，图中，1-标志线，2-蒸发器，3-连通管，4-电磁阀，5-保护筒，6-排气管，7-旁侧水桶，8-出水管，9-电磁阀，10-保护筒，11-称重器，12-称重水桶，13-排水管，14-电磁阀。

本实用新型主要有蒸发器、测量装置、溢流装置、补水换水装置以及控制器组成，该方案重点解决测量装置的构成和方法，溢流装置、补水换水装置、降水自动监测以及自动控制器均认为已经实现，不在本实用新型之内。需要说明的是补水换水装置能够定时定量补水，溢流装置能够精确计量溢流量。

1、测量装置：

在E601B蒸发器2旁侧设置一直径为200mm旁侧水桶7，下部设置一连通管3与蒸发器2连通，旁侧水桶7固定在底座上。连通管3应设置在蒸发器2下部，连通管3采用6分水管，管长适当,避免水的粘滞性对测验精度造成影响。在连通管3上设置电磁阀4，在旁侧水桶7适当高度位置设置出水管8，出水管8安装电磁阀9；在出水管8处设置称重水桶12，出水管8的水排入称重水桶12内并与称重水桶12不接触，称重水桶12下部安装排水管13和电磁阀14，用于排掉称重水桶12中的水，称重水桶12放置在称重器11上。当需要监测时，关闭连通管3上的电磁阀4，打开出水管8上的电磁阀9，旁侧水桶7中出水管8以上的水进入称重水桶12，通过称重器11获取水量，由水的重量可以计算蒸发器2水位，两次监测的水位差即为时段蒸发量。在旁侧水桶7、称重水桶12和称重器11外部分别设置保护筒5和保护筒10，保护筒10的筒壁上设保温隔热层，避免旁设水桶中水分蒸发，同时避免降雨影响。

2、工作体制：

根据水面蒸发观测规范，水面蒸发主要监测日蒸发量，即当日8时到第二日8时的蒸发量，因此，通常情况下每日8时监测一次就可以满足需要了。设定蒸发器溢流孔底以下230mm处蒸发器水位为零，那么溢流孔底水位即为230mm，在蒸发器水位为150 mm处设置水位标志线。旁侧水桶出水口宜设置在水位为50mm处。在初次运行时，当日8时前，向蒸发器注水至水位150 mm处，关闭连通管电磁阀，用测针量取蒸发器精确水位，输入控制器作为当日起始水位。然后打开旁侧水桶出水阀，使高于出水口以上的水排入称重水桶，然后称重并计算水位。根据测针测到的水位和计算水位调整旁侧水桶出水口底部水位值，输入控制器。

此后每日8时，打开连通管电磁阀，使蒸发器和旁侧水桶水位达到稳定一致，然后关闭连通管电磁阀、打开旁设水桶出水阀，使高于出水口以上的水排入称重水桶，然后称重并计算水位；打开称重水桶排水阀，使称重水桶的水完全排出，关闭电磁阀。

信息采集由装置自动完成。蒸发器补水以及溢流计量由***自动完成，该部分已经有现成装置，不再赘述。当蒸发器8时水位小于或等于90mm时，补水装置定量补水18kg,使蒸发器水位大约达到150mm，然后按照以上方法监测水位一次，作为当日起始水位。由于该装置在监测过程中，蒸发器中的水是经常更新的，能够保证水体不腐化变质，因此本装置无需换水。

3、蒸发器水位和日蒸发量计算方法：

设蒸发器当日8时起始水位为H₁（mm），称重水桶水的重量为W₁,后一日8：00水位为H₂，称重水桶水的重量为W₂,旁侧水桶溢流孔底水位常数为H₀（mm）；日蒸发量为E,日降水量为P,溢流量转化为蒸发器水深为WY，E、P和WY单位均为毫米，重量单位为克，保留一位小数。设旁侧水桶内径横截面积为f(cm²),蒸发器内径横截面积为F(cm²)。

（1）初始水位计算：

首日（开始自动监测的第一日）8时起始水位为：

H₁=H₀+10W₁/f

非首日起始值为上一日8时监测或计算值，即：

W₁= W₂

H₁=H₂

(2)当日没有发生降水时，水位和蒸发量计算公式为：

H₂=H₀+10W₂（1/f+1/F）

即，E=H₁-H₂=10[W₁/f-W₂(1/f+1/F）)]

(3)出现降水但无溢流时

E=H₁-H₂=10[W₁/f-W₂(1/f+1/F）)]+P

(4)当日出现溢流时

E=H₁-H₂=10[W₁/f-W₂(1/f+1/F）)]+P–WY。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种间接式自动监测蒸发器水位和蒸发量的装置，包括蒸发器，其特征是：所述蒸发器通过下部的连通管与旁侧的旁侧水桶连接，构成连通器式结构，所述旁侧水桶中部设置出水管，所述出水管处设置有称重水桶，所述出水管的水排入所述称重水桶内并与所述称重水桶不接触，所述称重水桶下部安装排水管，所述称重水桶放置在称重器上，所述连通管、出水管和排水管上分别设置电磁阀，所有的所述电磁阀和称重器均与控制器连接，实现通讯与控制。

2.根据权利要求1所述的间接式自动监测蒸发器水位和蒸发量的装置，其特征是：所述旁侧水桶、称重水桶和称重器外部分别设置有保护筒，所述保护筒的筒壁上设保温隔热层。

3.根据权利要求1所述的间接式自动监测蒸发器水位和蒸发量的装置，其特征是：所述旁侧水桶固定在底座上，所述连通管采用DN60水管，所述旁侧水桶的上端设置有排气管。