一种水面蒸发自动监测装置的制作方法

1.本技术属于环境监测技术领域，具体地说，涉及一种水面蒸发自动监测装置。


背景技术：

2.获取天然水体如湖泊、河流和湿地的水面蒸发数据时，通常采取口径套盆蒸发器、e601蒸发皿探针法或称重法进行测量，自动化及智能化程度低，监测频度低，需人工参与数据读取，耗时费力且易产生读取误差；其中20cm、80cm口径套盆蒸发器和e601型蒸发皿探针法通常观测位置在陆地，水面蒸发采用折算系数获得，其观测值与天然水面蒸发量存在一定的差距，数据可靠性不佳。天然水体蒸发量受诸多因素影响，如风速、水温、气温、下垫面结构、海拔、水体理化性质(盐度)等，利用陆地蒸发量折算属于无奈之举。开展实际天然水体蒸发量观测十分困难，需要克服水位波动影响、降雨影响、波浪影响，并且在人工水面作业成本较高、安全风险大。
3.因此，有必要提供一种水面蒸发自动监测装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的是提供一种水面蒸发自动监测装置的新技术方案。
5.根据本技术的一方面，本技术提供了一种水面蒸发自动监测装置，包括：
6.壳体组件，被配置为能够漂浮于水面且能够提供内部的容纳空间；包括底座和设置在所述底座上的外壳；
7.平衡组件，设置在所述壳体组件内且与所述壳体组件转动连接，被配置为所述壳体组件在预设幅度内晃动时，所述平衡组件中间位置的测量器皿容器相对静止或晃动幅度小于所述预设幅度；
8.测量器皿，设置在所述测量器皿容器内；
9.监测组件，设置在所述壳体组件内，包括控制单元、水位监测装置、水位观测装置、水位标尺和水泵；所述控制单元与所述水位监测装置、水位观测装置和水泵电连接；所述水位监测装置和所述水位标尺设置在所述测量器皿内，所述水位观测装置与所述水位标尺光学连接；所述水泵的输入端与所述底座的下部连通，所述水泵的输出端与所述测量器皿连通。
10.可选地，所述外壳为上部开口的中空结构，所述壳体组件还包括顶盖，所述顶盖罩设在所述外壳的上部封闭所述开口，所述顶盖采用透明材料制成。
11.可选地，所述平衡组件包括同轴的第一圆环和第二圆环，所述测量器皿容器上部相对于所述第一圆环能够在第一径向上转动连接，所述第一圆环相对于所述第二圆环能够在第二径向上转动连接，所述第一径向与所述第二径向垂直。
12.可选地，所述平衡组件还包括与所述第一圆环和第二圆环同轴的多个圆环，所述多个圆环按照第一径向、第二径向依次转动连接。
13.可选地，所述测量器皿容器上部与所述第一圆环在第一径向上转动连接，所述第
一圆环与所述第二圆环在第二径向上转动连接，所述第二圆环与所述外壳在所述第一径向上转动连接。
14.可选地，所述平衡组件还包括配重块，所述配重块设置在所述测量器皿容器的下方与所述测量器皿容器连接。
15.可选地，所述水位监测装置包括电子水位计。
16.可选地，所述水位观测装置包括电子摄像头。
17.可选地，还包括供能组件，所述供能组件包括电源和充电装置，所述充电装置设置在所述底座上且位于所述外壳的外部，所述电源设置在所述外壳内与所述控制单元、水泵、水位监测装置、水位观测装置、充电装置电连接。
18.可选地，所述外壳内设置有隔板，所述隔板将所述外壳分隔为位于上方的第一腔体和位于下方的第二腔体，所述平衡组件设置在所述第一腔体内，所述水泵、控制单元设置在所述第二腔体内。
19.本实用新型的一个技术效果在于，本实用新型能够克服水位波动和一定程度的波浪影响，使得测量器皿容器内的水面保持相对平稳，提供相对更加精准的水面蒸发数据。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
21.图1是本技术一些实施例的结构示意图；
22.图2是图1中a
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a剖面的结构示意图；
23.图3是图1中b
‑
b剖面的结构示意图；
24.图中：1底座，2外壳，3顶盖，4测量器皿容器，5平衡组件，6转动轴，6
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1第一转动轴，6
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2第二转动轴，6
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3第三转动轴，7补水管，8水位监测装置，9水位观测装置，10综合管道，11测量器皿，12配重块，13水泵，14控制单元，15进水管，16电源，17充电装置，18隔板，19水位标尺，20固定装置，21第一圆环，22第二圆环。
具体实施方式
25.以下将配合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
26.本实用新型提供的一种水面蒸发自动监测装置，在一些实施例中，参考图1至图3，包括壳体组件、平衡组件5、测量器皿11和监测组件。
27.所述壳体组件包括底座1和外壳2。所述底座1用于固定在水面或岸边，为所述水面蒸发自动监测装置提供支撑的基础；进一步的，所述底座1使用轻质材料制成，为整个装置提供浮力，使得装置能够漂浮于水面之上。所述外壳2设置在所述底座1上，提供内部的容纳空间用于放置其他组件，为其他组件提供防护作用。
28.所述平衡组件5设置在所述壳体组件内且与所述壳体组件转动连接，参考图1和图2，所述平衡组件5与所述外壳2转动连接。当所述壳体组件在预设幅度内晃动时，所述平衡组件5中间位置的测量器皿容器4相对静止或晃动幅度小于所述预设幅度，参考图1和图2所示的实施例，所述平衡组件5包括同轴的第一圆环21和第二圆环22，所述测量器皿容器4为
半球形结构，开口向上，球部向下，所述测量器皿容器4上部通过第三转动轴6
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3与所述第一圆环21在第一径向上转动连接，所述第一圆环21第二转动轴6
‑
2与所述第二圆环22在第二径向上转动连接，所述第二圆环22第一转动轴6
‑
1与所述外壳2在所述第一径向上转动连接，所述第一径向与所述第二径向垂直，使得壳体组件在一定幅度内晃动时，测量器皿容器4在重力作用下通过与第一圆环21、第二圆环22以及外壳2之间的相对转动来进行位置补偿，在壳体组件在晃动幅度较小时，能够保持相对静止，晃动幅度增大到一定程度时，测量器皿容器4受到摩擦力的影响，其晃动幅度也小于壳体组件的晃动幅度，本领域技术人员可以理解，在使用本装置时，通过结构设计，使得平衡组件的重心位于所述第一圆环21和第二圆环22的轴线上，保证本装置的初始平衡。在一些其他的实施例中，还可以是所述平衡组件包括第一半球结构，内表面上设多个凹槽来容纳球形滚珠，所述测量器皿容器4的半球形结构套设在所述第一半球结构内通过多个球形滚珠与所述第一球形结构连接，当第一球形结构受壳体影响发生晃动时，测量器皿容器4在球形滚珠作用下依然能够保持静止或减小晃动幅度，从而实现本新型的技术要求。本领域技术人员可以理解，本技术所述的幅度指的是正常的水面波动等情况，当遇到一些极端情况，如台风或人为破坏，使本装置发生倾倒等状况，超出平衡组件的平衡阈值，平衡装置的功效也会降低。
29.本实用新型在使用时，能够降低外界环境对装置内监测环境的影响，能够克服水位波动和一定程度的波浪影响，使得测量器皿容器4内的水面保持相对平稳，提供相对更加精准的水面蒸发数据。
30.所述测量器皿11设置在所述测量器皿容器4内，用于蓄水。
31.所述监测组件设置在所述壳体组件内。所述监测组件包括控制单元14、水位监测装置8、水位观测装置9、水位标尺19和水泵13。所述水位监测装置8和所述水位标尺19设置在所述测量器皿11内。所述控制单元14和所述水泵13可以设置在所述底座1上。
32.所述控制单元14与所述水位监测装置8、水位观测装置9和水泵13电连接。所述控制单元14通常为单片机，能够进行数据处理，根据接收到的电信号发出控制信号；进一步的，所述控制单元14还包括硬盘等存储设备，用于存储数据，其它常规配置在此不再赘述。所述水泵13的进水管15(输入端)与所述底座1的下部连通，能够就地取水。所述水泵13的输出端与所述测量器皿11连通，能够将水送入所述测量器皿11内进行补水。所述单片机依据需求可选择装配不同型号，例如mcs
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51系列。所述水泵13依据需求可选择装配不同型号，如385微型齿轮泵。进一步的，所述控制单元14还可以包括无线连接模块，如4g网卡，实现远程数据传输和控制。
33.所述水位监测装置8包括电子水位计，用于监测所述测量器皿11内水位的变化，当所述测量器皿11内的水位在预设时间内都低于阈值，所述控制单元14控制所述水泵启动，向所述测量器皿11内补水。所述水位监测装置8依据需求可选择装配不同型号，如wfx
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4型浮子式光电水位计系列等自动连续监测设备。
34.所述水位观测装置9为光学观测装置，包括电子摄像头，与所述水位标尺19光学连接，如图1中所示，设置在所述测量器皿11上方，直接观测所述水位标尺19。所述水位观测装置9依据需求可选择装配不同型号，如u21高清摄像头系列等。
35.本实用新型所述控制单元14通过水位观测装置9实时收发监测数据，根据所述水位监测装置8的水位信息及时控制所述水泵13对所述测量器皿11内液体样本补充，保持观
测的持续性。
36.在一些其他的实施例中，参考图1和图3，本装置还包括供能组件，所述供能组件包括电源16和充电装置17,。所述电源16通常为蓄电池，如lc
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p12100st系列免维护铅酸蓄电池，也可以是其他类型的电池，本技术对此并不限制。所述充电装置17可以为太阳能发电板，设置在所述底座1上且位于所述外壳2的外部，将光能转化为电能，与所述电源16连接，为所述电源16充电。7所述电源16设置在所述外壳2内与所述控制单元14、水泵13、水位监测装置8、水位观测装置9、充电装置17电连接，提供电能。所述充电装置17依据需求可选择装配不同型号，如单晶板100w光伏电池板。
37.本实用新型相对于人工监测，可一次布设，长期监测水面蒸发量。
38.在一些其他的实施例中，参考图1，所述外壳2内设置有隔板18，所述隔板18将所述外壳2分隔为位于上方的第一腔体和位于下方的第二腔体，所述平衡组件5设置在所述第一腔体内，所述水泵13、控制单元14设置在所述第二腔体内，防止因意外情况，测量器皿11中的水意外洒出淋在水泵13、控制单元14上造成设备损坏。进一步的，所述水泵13、控制单元14上可进行防水处理。
39.在一些其他的实施例中，参考图1，所述外壳2的外壁上布设综合管道10，用于所述铺设水泵13的输出端管道、水位监测装置8和水位观测装置9的电线，提供防护。
40.在一些其他的实施例中，参考图1，所述外壳2为上部开口的中空结构，所述壳体组件还包括顶盖3，所述顶盖3罩设在所述外壳2的上部封闭所述开口。所述顶盖3可以采用透明材料制成，防止雨水淋入且不阻碍阳光照射。
41.在一些其他的实施例中，所述平衡组件5可以包括与所述第一圆环21和第二圆环22同轴的多个圆环，所述多个圆环按照第一径向、第二径向依次转动连接，提供平衡防护，抗击风浪。
42.在一些其他的实施例中，参考图1，所述平衡组件5还包括配重块12，所述配重块12设置在所述测量器皿容器4的下方与所述测量器皿容器4连接，使得所述测量器皿容器4重心下移，提高其平衡稳定性。
43.在一些其他的实施例中，参考图1，所述底板1上可以设置有固定装置20，用于与其他结构连接，如支架等，本技术对此并不限制。
44.在一些其他的实施例中，所述底座1的下方也可以设置配重与所述底座1连接，提供本装置在水中的稳定性。
45.本实用新型采取视觉识别方法，可以加密监测频率，无需人工读取数据，自动记录逐时水面蒸发量；另外，内置抗风浪机构，机械装置少，大幅降低故障率和出错率，结构一体化程度高，便于安装使用；可以利用物联网技术实现水面蒸发数据远程传输，特别适用于流域大范围监测的布设；可一次布设，长期监测水面蒸发量，受环境变化影响小。
46.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定成分或方法。本领域技术人员应可理解，不同地区可能会用不同名词来称呼同一个成分。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分成分的方式。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本技术的一般原则为目的，并非
用以限定本技术的范围。本技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
47.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
48.上述说明示出并描述了实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离实用新型的精神和范围，则都应在实用新型所附权利要求的保护范围内。