一种全自动称重式蒸发监测仪的制作方法

1.本实用新型属于气象观测设备技术领域，尤其涉及一种全自动称重式蒸发监测仪。


背景技术：

2.地表蒸散是陆面过程、水分循环和水资源管理的重要组成部分。地表水分蒸散是地表层水循环中最大、最难估算的分量，同时也是陆面过程中地气相互作用的重要过程之一，正确认识蒸发过程和蒸发规律对于保护、利用、改造自然有着非常重要的理论意义和实践意义。
3.由于受直接观测手段的限制，需要引入各种不同的蒸散物理量。虽然小型蒸发观测的蒸发量只能代表该仪器在特定环境下的蒸发量，不能代表实际的水的蒸发量。但小型蒸发器构造简单，便于操作，且具有较长时期的观测资料，各地用同一仪器观测也有一定的比较性，而且通过较长时期与水面蒸发观测比较求得折算系数仍具备一定的使用价值。
4.但是目前的蒸发监测器每日只能记录一个数据，需人工每日到不同地点进行器械维护以及数据记录以备第二日的监测，且人工操作过程复杂、要求严格，效率低下。除此之外，在降水时雨滴会落入器皿内，有时会导致部分水溅出器皿外，从而使得测得的数据偏大，在下大雨时可能造成蒸发量失真现象，而且鸟兽饮水可直接影响测量值。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种全自动称重式蒸发监测仪。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
6.本实用新型采用如下技术方案：
7.在一些可选的实施例中，提供一种全自动称重式蒸发监测仪，包括：蒸发皿；还包括：称重传感器、翻转驱动装置以及供水装置；所述称重传感器设置在所述蒸发皿的底部，且所述称重传感器与所述翻转驱动装置的动力输出端连接，所述供水装置的出水端位于所述蒸发皿的开口处。
8.进一步的，所述的一种全自动称重式蒸发监测仪，还包括：采集控制箱；所述采集控制箱内设置控制器、北斗授时模块、无线通信模块以及电源模块；所述称重传感器的输出端通过导线与所述控制器的a/d端连接，所述北斗授时模块与所述控制器的i/o端连接，所述无线通信模块与所述控制器的rs232接口连接。
9.进一步的，所述的一种全自动称重式蒸发监测仪，还包括：防护罩；所述防护罩设置在所述蒸发皿的开口处。
10.进一步的，所述翻转驱动装置包括：翻转轴以及步进减速电机，所述翻转轴作为所述翻转驱动装置的动力输出端与所述称重传感器连接，且所述翻转轴与所述步进减速电机
的输出轴连接。
11.进一步的，所述翻转驱动装置还包括：轴承支座以及轴连接器；所述翻转轴的两端通过所述轴承支座设置在支架上，所述步进减速电机的输出轴通过所述轴连接器与所述翻转轴连接。
12.进一步的，所述供水装置包括：水池、上水管以及水泵；所述上水管的出水端位于所述蒸发皿的开口处，所述水泵通过所述上水管将所述水池中的水输送至所述蒸发皿内。
13.进一步的，所述供水装置还包括：液位计以及补水管；所述液位计设置在所述水池内，所述补水管的出水端与所述水池连通。
14.进一步的，所述支架上还设置有气泡水平仪。
15.进一步的，所述蒸发皿上设置溢水孔。
16.本实用新型所带来的有益效果：
17.1.本实用新型通过翻转驱动装置与供水装置实现蒸发皿的换水与加水，结构稳定，可重复进行每日测量工作，实现蒸发数据的连续观测，同时实现全自动蒸发量的采集，大大减轻人工工作强度；
18.2.本实用新型利用采集控制箱进行数据采集、数据上传与控制，满足对蒸发数据的及时采集，满足不同监测点时间同步的要求，满足无线通信覆盖区域的自动数据采集；
19.3.防护罩与蒸发皿连接，起到防雨防尘和防鸟兽饮水的作用，进而保证测量的准确性。
附图说明
20.图1是本实用新型一种全自动称重式蒸发监测仪的结构示意图；
21.图2是本实用新型的控制原理图。
具体实施方式
22.以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。
23.如图1-2所示，在一些说明性的实施例中，提供一种全自动称重式蒸发监测仪，包括：采集控制箱1、称重传感器2、蒸发皿3、防护罩4、供水装置5、翻转驱动装置6、支架7、气泡水平仪8。
24.采集控制箱1内设置控制器101、北斗授时模块102、无线通信模块103以及电源模块104。
25.控制器101为指挥设备各个部件按照指令的功能要求协调工作的部件，在本实用新型中，控制器101主要用于数据接收、分析、上传以及控制指令的下发。电源模块104为仪器的功能部件进行供电。
26.称重传感器2是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。称重传感器2的输出端通过导线与控制器101的a/d端连接，称重传感器2将自身采集的数据实时上传至控制器101，满足对蒸发数据的采集。
27.北斗授时模块102接收北斗或者gps北斗混合授时卫星信号，内装高精度恒温晶振，使用gps北斗定时信号对本端进行时间同步，产生串口时间定位信息信号和同步脉冲信号。北斗授时模块102与控制器101的i/o端连接，北斗授时模块102确保在区域布设时，获得时间统一的观测数据，满足各个监测点时间同步的要求。
28.无线通信模块103与控制器101的rs232接口连接，利用4g/5g技术，将分布在4g/5g所覆盖范围内的蒸发量信息进行采集、处理和上传，以作为气象服务的数据信息，满足无线通信覆盖区域的自动数据采集。
29.防护罩4设置在蒸发皿3的开口处，具体的，防护罩4通过螺丝与蒸发皿3连接，起到防雨防尘和防鸟兽饮水的作用，利用防护罩4解决降雨、鸟兽饮水，造成的数据缺测和异常的问题。
30.称重传感器2设置在蒸发皿3的底部，称重传感器2与蒸发皿3连接，用于采集蒸发皿3中的水蒸发变化量。称重传感器2每小时采集一次数据，每日24次累加可获得日蒸发量，且每天20:00时进行复测，具体的计算方式为：蒸发量＝(蒸发皿水原量-蒸发皿水余量)
÷
31.4。
31.称重传感器2与翻转驱动装置6的动力输出端连接，即翻转驱动装置6驱动称重传感器2进行翻转，进而带动蒸发皿3进行翻转，实现自动倒出蒸发皿3内余量的水。供水装置5的出水端位于蒸发皿3的开口处，水倒出后供水装置5启动向蒸发皿3注入高度为20mm的清水，以便执行第二天的观测任务。
32.翻转驱动装置6包括：轴承支座601、轴连接器602、步进减速电机603、翻转轴604。
33.轴承支座601设置在支架7上，翻转轴604的两端通过轴承支座601设置在支架7上，轴承支座601起到旋转支撑作用。步进减速电机603的输出轴通过轴连接器602与翻转轴604连接，即轴连接器602用于将步进减速电机603的输出轴与翻转轴604的一端连接起来，从而使得步进减速电机603正转/反转时可带动翻转轴604进行转动。
34.翻转驱动装置6的翻转轴604即可作为翻转驱动装置6的动力输出端，翻转轴604与称重传感器2焊接，蒸发皿3与称重传感器2利用螺栓相连，称重传感器2实时感知蒸发皿3中水蒸发引起的重量变化值。翻转轴604转动时即可带动称重传感器2进行翻转，进而带动蒸发皿3进行翻转。步进减速电机603由控制器101进行控制，当需要换水时，控制器101下发控制信号至步进减速电机603控制其进行动作，整体结构稳定、可靠，实现自动换水。
35.供水装置5包括：水泵501、上水管502、全自动水位控制器503、水池504。
36.上水管502的出水端位于蒸发皿3的开口处，出水端伸入水池504，水泵501设置在上水管502上，水泵501通过上水管502将水池504中的水输送至蒸发皿3内，完成对蒸发皿3的自动补水。水泵501由控制器101进行控制，当需要补水时，控制器101下发控制信号至水泵501控制其进行动作，将水池504中水抽送至蒸发皿3，实现自动补水。全自动水位控制器503包括：液位计以及补水管，液位计设置在水池504内，实时监测水池504的水位，补水管的出水端与水池504连通，补水管可以与市政水水管连接。当液位计检测到水池504的水位下降到预设值时上传信号至控制器101，控制器101下发控制信号至补水管上的水阀门，打开水阀门，为水池504补水。
37.具体使用时，在每日20:00时翻转驱动装置6动作倒出蒸发皿3中的余量水，蒸发皿3复位后，采集控制箱1控制供水装置5中的水泵501对蒸发皿3注入2cm高的观测水量，满足
第二天的观测要求。本实用新型通过自动数据采集、自动换水、自动加水，以实现全自动蒸发量的采集，大大减轻工作强度，实现蒸发数据连续观测。
38.支架7上还设置有气泡水平仪8，以保证支架7的水平度，从而保证整体仪器的水平度，进而保证观测数值的准确性。
39.蒸发皿3上设置溢水孔9，及时排出超量的水。
40.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变，修饰，替代，组合，简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本实用新型的保护范围内。