本發(fā)明涉及水面蒸發(fā)測量領(lǐng)域，具體涉及一種水面蒸發(fā)測量裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在水利、水文、氣象、海洋、農(nóng)業(yè)等行業(yè)均需要對水面蒸發(fā)量進(jìn)行監(jiān)測,通常使用蒸發(fā)器監(jiān)測水面蒸發(fā)量，該蒸發(fā)器為桶狀，設(shè)有液位傳感器，液位傳感器能夠監(jiān)測蒸發(fā)器內(nèi)水面的變化，從而根據(jù)蒸發(fā)器內(nèi)水面的變化得出水體的蒸發(fā)量。蒸發(fā)器的側(cè)壁上開有溢流孔，降雨時(shí)，蒸發(fā)器內(nèi)的水面逐漸上升，當(dāng)蒸發(fā)器內(nèi)的水面上升至溢流孔時(shí)，蒸發(fā)器內(nèi)的水將會由溢流孔流出，流入專用的溢流量測量系統(tǒng)。溢流量測量系統(tǒng)也包括傳感器，以測出溢流量的大小，根據(jù)溢流量計(jì)算蒸發(fā)器內(nèi)水體的蒸發(fā)量。但溢流量測量系統(tǒng)通常包括復(fù)雜的伺服系統(tǒng)，如排水閥，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高的缺點(diǎn)，而且在測量溢流量時(shí)，容易因溢流過程中水的表面張力引起測量誤差。由于蒸發(fā)器和溢流量測量系統(tǒng)均需要設(shè)置傳感器，而且通常為精密傳感器，導(dǎo)致系統(tǒng)成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種水面蒸發(fā)測量裝置及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性較低、成本較高的問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種水面蒸發(fā)測量裝置，包括定量汲水測量單元、汲水泵、蒸發(fā)器和液位測量單元，所述定量汲水測量單元包括定量瓶，所述定量瓶、汲水泵和蒸發(fā)器依次通過管路連通，所述液位測量單元與蒸發(fā)器連接，用于測量所述蒸發(fā)器的液位。

其中，所述定量汲水測量單元還包括水位限位模塊，所述水位限位模塊分別與所述定量瓶和汲水泵連接，所述水位限位模塊用于監(jiān)測所述定量瓶的液位，當(dāng)所述定量瓶的液位超過該定量瓶的定量液位時(shí)，所述水位限位模塊向所述汲水泵發(fā)送關(guān)閉信號；所述定量瓶相對于水平面的高度大于所述蒸發(fā)器相對于水平面的高度，使得所述汲水泵關(guān)閉后，所述定量瓶中的水回流至所述蒸發(fā)器中。

其中，所述定量瓶設(shè)有排水管。該排水管上部進(jìn)水口直徑小，貯水腔直徑大，呈兩頭小中間大的形狀，有利于提高測量精度。

其中，所述液位測量單元為液位測量傳感器。

其中，還包括貯水箱，所述貯水箱中設(shè)有蒸發(fā)器補(bǔ)水泵，所述蒸發(fā)器補(bǔ)水泵與所述蒸發(fā)器通過管路連通。

其中，還包括雨量測量裝置，所述雨量測量裝置用于測量降雨量；所述貯水箱中還設(shè)有雨量計(jì)補(bǔ)水泵，所述雨量計(jì)補(bǔ)水泵與所述雨量測量裝置通過管路連通。

第二方面，本發(fā)明還提供了一種水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)，包括上述的水面蒸發(fā)測量裝置。

其中，還包括控制單元，所述控制單元與所述水面蒸發(fā)測量裝置連接，用于向所述水面蒸發(fā)測量裝置發(fā)送控制信號及接收所述水面蒸發(fā)測量裝置采集的數(shù)據(jù)。

其中，所述控制單元還連接有上位機(jī)和/或gprs單元。

其中，還包括供電單元，所述供電單元包括太陽能電池和蓄電池，所述供電單元分別與所述水面蒸發(fā)測量裝置和控制單元連接，為所述水面蒸發(fā)測量裝置和控制單元供電。

本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置及系統(tǒng)具有如下有益效果：

本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置及系統(tǒng)中，只有蒸發(fā)器需要設(shè)置液位測量單元，定量汲水測量單元中不需要設(shè)置液位測量單元，而背景技術(shù)中介紹的水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)的蒸發(fā)器和溢流量測量系統(tǒng)均需要設(shè)置傳感器，所以與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置及系統(tǒng)減少了傳感器的數(shù)量，降低了系統(tǒng)的成本，簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高了重復(fù)汲水的精度。

本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置及系統(tǒng)采用主動汲水的方式來測量溢流量，即利用汲水泵主動將蒸發(fā)器中的水抽吸到定量瓶中，根據(jù)定量瓶的定量汲水量與排出水的次數(shù)計(jì)算出溢流量，使用本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置及系統(tǒng)能夠方便、簡單、可靠、準(zhǔn)確地測得溢流量。與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的溢流量測量系統(tǒng)相比，本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，計(jì)量精確，使用方便?，F(xiàn)有的溢流量測量系統(tǒng)通常包括電磁閥，而本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置及系統(tǒng)不采用電磁閥進(jìn)行排水控制，改用泵抽水方式，避免了電磁閥長期工作容易漏水的問題，提高了系統(tǒng)的可靠性。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1為本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3為本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置另一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4為本發(fā)明水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的實(shí)施例。

如圖1所示，本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置14包括定量汲水測量單元10、汲水泵11、蒸發(fā)器13和液位測量單元12，定量汲水測量單元10包括定量瓶101，定量瓶101、汲水泵11和蒸發(fā)器13依次通過管路連通，液位測量單元12與蒸發(fā)器13連接，用于測量蒸發(fā)器13的液位，其中，液位測量單元12可以為液位測量傳感器，優(yōu)選使用高精度液位測量傳感器。

下面介紹圖1所示的水面蒸發(fā)測量裝置14的使用方法：

第一步，當(dāng)降雨時(shí)，蒸發(fā)器13內(nèi)的液位逐漸上升，使用液位測量單元12測量蒸發(fā)器13的液位，當(dāng)蒸發(fā)器13內(nèi)的液位與蒸發(fā)器13的溢流孔的距離達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，則進(jìn)入第二步，例如，該預(yù)設(shè)值可以是100ml(毫升)，該100ml只是舉例說明，上述預(yù)設(shè)值可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，本步驟的目的是：在蒸發(fā)器13的液位到達(dá)蒸發(fā)器13的溢流孔前，進(jìn)入第二步，以避免蒸發(fā)器13內(nèi)的水從溢流孔溢出。

第二步，啟動汲水泵11，汲水泵11將蒸發(fā)器13中的水抽至定量汲水測量單元10的定量瓶101中，定量瓶101中的液位逐漸上升，蒸發(fā)器13中的水位逐漸下降，這樣蒸發(fā)器13中的水就不會從溢流孔溢出。其中，定量瓶101為具有刻度的容器，定量瓶101中液體的體積能夠精確確定。

第三步，當(dāng)定量瓶101中的水到達(dá)該定量瓶101的定量液位(即定量汲水量)時(shí)，關(guān)閉汲水泵11，將定量瓶101中的水排出，然后從第一步重新開始循環(huán)操作。由于定量瓶101的定量汲水量是已知的，所以定量汲水量與定量瓶11中的水排出的次數(shù)的乘積即為蒸發(fā)器溢流量，根據(jù)蒸發(fā)器溢流量就可以進(jìn)行水面蒸發(fā)量的計(jì)算。

圖1所示的水面蒸發(fā)測量裝置14中，只有蒸發(fā)器13需要設(shè)置液位測量單元12，定量汲水測量單元10中不需要設(shè)置液位測量單元12，而背景技術(shù)中介紹的水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)的蒸發(fā)器和溢流量測量系統(tǒng)均需要設(shè)置傳感器，所以與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置14減少了傳感器的數(shù)量，降低了系統(tǒng)的成本，簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)中介紹的水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)采用被動式的方式測量溢流量，即蒸發(fā)器中的水從溢流孔溢出后，再利用溢流測量系統(tǒng)測量；而本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置14采用主動汲水的方式來測量溢流量，即利用汲水泵11主動將蒸發(fā)器13中的水抽吸到定量瓶101中，根據(jù)定量瓶101的定量汲水量與排出水的次數(shù)計(jì)算出溢流量，使用本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置14能夠方便、簡單、可靠、準(zhǔn)確地測得溢流量。與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的溢流量測量系統(tǒng)相比，本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置14結(jié)構(gòu)簡單，計(jì)量精確，使用方便?，F(xiàn)有的溢流量測量系統(tǒng)通常包括電磁閥，而本發(fā)明水面蒸發(fā)測量裝置14不采用電磁閥進(jìn)行排水控制，改用泵抽水方式，避免了電磁閥長期工作容易漏水的問題，提高了系統(tǒng)的可靠性。

如圖2所示，定量汲水測量單元10還包括水位限位模塊102，水位限位模塊102分別與定量瓶101和汲水泵11連接，水位限位模塊102用于監(jiān)測定量瓶101的液位，當(dāng)定量瓶101的液位超過該定量瓶101的定量液位時(shí)，水位限位模塊102向汲水泵11發(fā)送關(guān)閉信號，汲水泵11關(guān)閉；而且定量瓶101相對于水平面的高度大于蒸發(fā)器13相對于水平面的高度，這樣使得汲水泵11關(guān)閉后，定量瓶101中多余的水自動回流至蒸發(fā)器13中，直至定量瓶101的液位與該定量瓶101的定量液位平齊。

圖2所示的水面蒸發(fā)測量裝置14能夠?qū)崿F(xiàn)將定量瓶101中多余的水回流至蒸發(fā)器13中，從而進(jìn)一步提高了溢流量測量的精確度。定量瓶101汲取蒸發(fā)器13中水的管路與定量瓶101中的水回流至蒸發(fā)器13中的管路為同一條管路，進(jìn)一步簡化了結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，定量瓶101上設(shè)有排水管103，當(dāng)定量瓶101中的水達(dá)到該定量瓶101的定量液位時(shí)，通過排水管103將定量瓶101中的水排出。

如圖3所示，水面蒸發(fā)測量裝置14還包括雨量測量裝置15和貯水箱16，雨量測量裝置15用于測量降雨量；貯水箱16中設(shè)有蒸發(fā)器補(bǔ)水泵18和雨量計(jì)補(bǔ)水泵17，蒸發(fā)器補(bǔ)水泵18與蒸發(fā)器13通過管路連通，用于為蒸發(fā)器13補(bǔ)充水量，防止蒸發(fā)器13中水量過少，以提高水面蒸發(fā)測量的準(zhǔn)確性；雨量計(jì)補(bǔ)水泵17與雨量測量裝置15通過管路連通，為雨量測量裝置15補(bǔ)充水量，防止雨量測量裝置15中水量過少，以提高降雨量測量的準(zhǔn)確性，從而提高水面蒸發(fā)測量的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明還提供一種水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)，該水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)包括上述的水面蒸發(fā)測量裝置。

如圖4所示，本發(fā)明水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)還包括控制單元19，控制單元19與水面蒸發(fā)測量裝置14連接，用于向水面蒸發(fā)測量裝置14發(fā)送控制信號及接收水面蒸發(fā)測量裝置14采集的數(shù)據(jù)，例如控制單元19向液位測量單元12、水位限位模塊102、汲水泵11、蒸發(fā)器補(bǔ)水泵18和雨量計(jì)補(bǔ)水泵17發(fā)送控制信號，以控制液位測量單元12、水位限位模塊102、汲水泵11、蒸發(fā)器補(bǔ)水泵18和雨量計(jì)補(bǔ)水泵17工作；控制單元19還可以接收液位測量單元12測量的蒸發(fā)器13的液位數(shù)據(jù)，并對該液位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提供計(jì)算水面蒸發(fā)量和降雨量所需的數(shù)據(jù)?？刂茊卧?9還包括定時(shí)采集模塊、顯示模塊、按鍵調(diào)節(jié)模塊和電源管理模塊，定時(shí)采集模塊用于向水面蒸發(fā)測量裝置14提供定時(shí)采集觸發(fā)信號，顯示模塊用于顯示日蒸發(fā)量、日降雨量以及其他參數(shù)；按鍵調(diào)節(jié)模塊用于調(diào)節(jié)配置水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)的工作參數(shù)，電源管理模塊能夠使水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)的泵和閥在空閑時(shí)刻斷電，降低設(shè)備能耗。

如圖5所示，控制單元19還分別與上位機(jī)21和通用分組無線服務(wù)(generalpacketradioservice，以下簡稱gprs)單元20連接，控制單元19將水面蒸發(fā)測量裝置14采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給gprs單元20，gprs單元20用于接收水面蒸發(fā)測量裝置14采集的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給移動終端。本發(fā)明水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)還包括供電單元22，改供電單元22包括太陽能電池、蓄電池和太陽能自動切換模塊，供電單元22分別與水面蒸發(fā)測量裝置14和控制單元19連接，為水面蒸發(fā)測量裝置14和控制單元19供電。

以上所述僅是本發(fā)明的具體實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。

以上的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。