本實用新型涉及蒸發(fā)站技術領域，尤其涉及一種智能數(shù)傳蒸發(fā)站。

背景技術：

蒸發(fā)站是用來觀測水文環(huán)境的重要設施，現(xiàn)有的蒸發(fā)站組成復雜、造價高，運用人工定時觀測，容易產生精度不夠準確；測量蒸發(fā)日變化過程產生的蒸發(fā)信息量不能自動存儲和遠程傳輸，為此我們提出一種智能數(shù)傳蒸發(fā)站。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的缺點，而提出的一種智能數(shù)傳蒸發(fā)站。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種智能數(shù)傳蒸發(fā)站，包括蒸發(fā)桶，所述蒸發(fā)桶安裝在地面上，蒸發(fā)桶與地面的連接處設有土圈，蒸發(fā)桶側壁頂端連接有補水管，補水管的一端連接有補水桶，補水管上設有補水泵，補水泵固定在補水桶的側壁上，補水桶的側壁頂端連接有進水管，進水管與進水管上設有閥門，蒸發(fā)桶的側壁中端連接有溢流管，溢流管的一端連接有溢流桶，蒸發(fā)桶的一側通過導管連接有數(shù)字蒸發(fā)計，數(shù)字蒸發(fā)計的一側設有數(shù)字雨量計、機房，數(shù)字蒸發(fā)計與數(shù)字雨量計、機房和補水泵之間均連接有屏蔽電纜。

優(yōu)選的，所述數(shù)字蒸發(fā)計的底端安裝有采集器。

優(yōu)選的，所述溢流桶的內部安裝有溢流桶排水泵和溢流桶進水泵，溢流桶進水泵的一端連接有溢流管。

優(yōu)選的，所述數(shù)字蒸發(fā)計的底端安裝有靜水桶，蒸發(fā)桶的一端連接有連通管，連通管的一端連接有靜水桶。

優(yōu)選的，所述數(shù)字雨量計、機房和溢流桶均安裝在混凝土基座上。

優(yōu)選的，所述蒸發(fā)桶與土圈的連接處設有水圈。

本實用新型的有益效果：通過數(shù)字雨量計、數(shù)字蒸發(fā)計、機房、溢流桶、溢流管、蒸發(fā)桶、補水管、補水桶和進水管的設置，能夠實現(xiàn)水面蒸發(fā)量的全自動、高精度、實時在線測量和記錄，能夠在高溫高濕、風浪、沙塵環(huán)境下，能穩(wěn)定、可靠地工作，其適于裝備水文、氣象、科研等領域各種類型的測站。

附圖說明

圖1為本實用新型提出的一種智能數(shù)傳蒸發(fā)站的結構示意圖。

圖中：1數(shù)字雨量計、2數(shù)字蒸發(fā)計、3機房、4溢流桶、5溢流管、6蒸發(fā)桶、7補水管、8補水桶、9進水管。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。

參照圖1，一種智能數(shù)傳蒸發(fā)站，包括蒸發(fā)桶6，蒸發(fā)桶6安裝在地面上，蒸發(fā)桶6與地面的連接處設有土圈，蒸發(fā)桶6側壁頂端連接有補水管7，補水管7的一端連接有補水桶8，補水管7上設有補水泵，補水泵固定在補水桶8的側壁上，補水桶8的側壁頂端連接有進水管9，進水管9與進水管9上設有閥門，蒸發(fā)桶6的側壁中端連接有溢流管5，溢流管5的一端連接有溢流桶4，蒸發(fā)桶6的一側通過導管連接有數(shù)字蒸發(fā)計2，數(shù)字蒸發(fā)計2的一側設有數(shù)字雨量計1、機房3，數(shù)字蒸發(fā)計2與數(shù)字雨量計1、機房3和補水泵之間均連接有屏蔽電纜，數(shù)字蒸發(fā)計2的底端安裝有采集器，溢流桶4的內部安裝有溢流桶排水泵和溢流桶進水泵，溢流桶進水泵的一端連接有溢流管5，數(shù)字蒸發(fā)計2的底端安裝有靜水桶，蒸發(fā)桶6的一端連接有連通管，連通管的一端連接有靜水桶，數(shù)字雨量計1、機房3和溢流桶4均安裝在混凝土基座上，蒸發(fā)桶6與土圈的連接處設有水圈。

本蒸發(fā)站系統(tǒng)以數(shù)字數(shù)字蒸發(fā)計2、數(shù)字數(shù)字雨量計1、溢流桶4為基本觀測工具，以采集器自動采集、處理、顯示蒸發(fā)、降水、溢流過程信息、自動控制蒸發(fā)桶、溢流桶4補、排水過程。采集器通過RS485/232通信接口分別與上位機系統(tǒng)、數(shù)傳通信機(RTU)連接，利用系統(tǒng)配套的應用軟件可以實現(xiàn)水面蒸發(fā)過程信息的遠程監(jiān)測及資料整編入庫。

投入運行的蒸發(fā)站蒸發(fā)桶水位高度應保持在水位標志線上，無降水日時，采集器自動采集蒸發(fā)桶內水面高度變化計算蒸發(fā)量。每當蒸發(fā)桶內水面高度降至約定值(水位標志線以下10mm)時，采集器在觀測日分界時刻(水文分界日為8：00，氣象分界日為20：00)控制補水泵B₃工作，給蒸發(fā)桶、水圈自動補水，使桶中水位恢復至水位標志線高度，然后，以補水后的高度作為起測點，測量下一時段的蒸發(fā)量；

在降水日，當蒸發(fā)桶水位升高至約定值(水位標志線以上10mm)時，采集器驅動溢流泵B₁工作，使蒸發(fā)桶中的水流入溢流桶4，當溢流桶4水位達到約定值時溢流過程結束，采集器采集計算溢流量數(shù)據(jù)后啟動溢流桶4排水泵B₂工作，將溢流桶4中的水排放至約定底水高度。

依據(jù)《水面蒸發(fā)觀測規(guī)范》及國家氣象局《地面氣象觀測規(guī)范》規(guī)定，蒸發(fā)量的計算公式為：

蒸發(fā)量＝(蒸發(fā)桶水位測量值-蒸發(fā)桶水位起算值)+降水量-溢流量

上式可簡化表示為：

Q_F＝(W_t-W₀)+Q_j-Q_y

式中：Q_F:表示水面蒸發(fā)量，單位：mm

W_t：表示測量時刻(t)的蒸發(fā)桶水位，單位：mm

W₀：表示起算時刻的蒸發(fā)桶水位，單位：mm

W_t、W₀值由數(shù)字水面數(shù)字蒸發(fā)計2自動測量。

Q_j：表示被測時段內的降水量，Q_j值由數(shù)字數(shù)字雨量計111提供，單位：mm

Q_y：表示被測時段內的溢流量，Q_y值由溢流桶4自動測量，單位：mm

數(shù)字蒸發(fā)計2是由一臺數(shù)字式水位計和一個由單片計算機為核心的電氣控制裝置組合在一起的一臺機電一體化的設備，它用于精準檢測蒸發(fā)桶水位，控制補水泵動作，數(shù)字蒸發(fā)計2與采集器通過系統(tǒng)內部RS-485通訊總線通訊。

水位計水位計由靜水桶、位移傳感器、保護罩、底座等組成；

在數(shù)字蒸發(fā)計2底座上固定有電氣控制盒，電氣控制裝置的電路板固定在電氣控制盒內，通過接線端子和信號電纜與外部電路和數(shù)字式水位計連接；

在數(shù)字蒸發(fā)計2底座上有控制補水泵工作的繼電器，它受電氣控制裝置控制，當繼電器吸合時，補水泵工作，給蒸發(fā)桶補水。

在數(shù)字蒸發(fā)計2底座上有與其他設備連接用的接線端子排，通過多芯信號和控制電纜與蒸發(fā)站的溢流桶4、數(shù)字雨量計1、補水泵和電源供給系統(tǒng)等等連接。

數(shù)字蒸發(fā)計2的靜水桶埋于觀測現(xiàn)場的土中，靜水桶下部通過連通管與蒸發(fā)桶連接，與蒸發(fā)桶形成連通結構，實現(xiàn)兩者水面同步變化。

在數(shù)字蒸發(fā)計2底座上有一個水平泡，用于數(shù)字蒸發(fā)計2安裝時觀測和調整數(shù)字蒸發(fā)計2底座的水平。數(shù)字蒸發(fā)計2底座用螺栓與靜水桶連接成整體。

在數(shù)字蒸發(fā)計2底座上還安裝有采集器，它是蒸發(fā)站的通訊和控制核心。

數(shù)字蒸發(fā)計2外部有圓形不銹鋼保護罩，保護罩下部有螺栓將保護罩固定在數(shù)字蒸發(fā)計2底座上。

數(shù)字蒸發(fā)計2可以在不改變蒸發(fā)桶周圍自然環(huán)境的情況下實時測量蒸發(fā)桶內水位變化。數(shù)字蒸發(fā)計2將測量的蒸發(fā)桶內水位變化轉換為數(shù)字量提供給采集器，采集器根據(jù)數(shù)字蒸發(fā)計2提供的蒸發(fā)桶水位變化以及雨量、溢流等數(shù)據(jù)綜合計算出蒸發(fā)量。

補水桶為數(shù)字水面蒸發(fā)站提供補水水源，同時受數(shù)字蒸發(fā)計2控制的補水泵也安裝在補水桶內，補水桶埋設在數(shù)字蒸發(fā)計2與蒸發(fā)桶之間，通過補水管為蒸發(fā)桶和水圈補水。補水桶應連接自來水管線，由補水桶內的浮球閥自動控制進水。

溢流桶4是由一臺數(shù)字式水位計和一個由單片計算機為核心的電氣控制裝置組合在一起的一臺機電一體化的設備，它用于檢測溢流桶4水位，控制溢流桶4進水泵、排水泵動作，溢流桶4與采集器通過系統(tǒng)內部RS-485通訊總線通訊。

溢流桶4由不銹鋼桶、固定在不銹鋼桶上的光電旋轉編碼器、浮子、平衡重錘、固定于光電旋轉編碼器轉軸上的圓形鋼絲繩掛輪，溢流進水泵室、安裝在進水泵室和不銹鋼桶內的進排水水泵、進排水管路和底座等組成。

在不銹鋼桶上固定有電氣控制盒，電氣控制裝置的電路板固定在電氣控制盒內，通過接線端子和信號電纜與外部電路和數(shù)字式數(shù)字蒸發(fā)計2連接。

在不銹鋼桶上有控制進水泵和排水泵工作的兩個繼電器，它受電氣控制裝置控制，當繼電器吸合時相應水泵工作，分別實現(xiàn)溢流桶4的進水和排水。

在不銹鋼桶上有與其他設備連接用的接線端子排，通過多芯信號和控制電纜與蒸發(fā)站的數(shù)字蒸發(fā)計2、數(shù)字雨量計1、補水泵和電源供給系統(tǒng)等等連接。

不銹鋼桶和溢流進水泵室固定在鋁合金底座上，溢流桶4的鋁合金底座通過三只專用膨脹螺絲固定在觀測現(xiàn)場的水泥平臺上，溢流進水泵室下部通過連通管與蒸發(fā)桶連接，與蒸發(fā)桶形成連通結構。

在不銹鋼桶上有一個水平泡，用于溢流桶4安裝時觀測和調整溢流桶4的水平。

溢流桶4外部有圓形不銹鋼保護罩，保護罩下部有螺栓將保護罩固定在溢流桶4底座上。

蒸發(fā)站工作期間若遇到降雨并且蒸發(fā)桶內的水位上升到規(guī)定高度時需要溢流，溢流桶4用于控制蒸發(fā)桶的溢流，并且對溢出的水量進行計量，同時，溢流桶4將測量的溢流量轉換為數(shù)字量提供給采集器，采集器根據(jù)溢流桶4提供的溢流量以及雨量、蒸發(fā)桶水位變化等數(shù)據(jù)綜合計算出蒸發(fā)量。

溢流桶4對溢流量的測量是由安裝在溢流桶4上的一臺數(shù)字式水位計和一個由單片計算機為核心的電氣控制裝置聯(lián)合完成的。

當蒸發(fā)桶需要溢流時，采集器發(fā)送溢流命令給溢流桶4電氣控制裝置，溢流桶4電氣控制裝置首先檢測不銹鋼桶內的當前水位并通過系統(tǒng)內部RS-485通訊總線發(fā)送給采集器，然后啟動溢流桶4進水泵將蒸發(fā)桶內的水抽至不銹鋼桶內，當不銹鋼桶內水位到達預定水位時水泵停止抽水，當不銹鋼桶內的水位穩(wěn)定之后，電氣控制裝置檢測不銹鋼桶內的當前水位并通過系統(tǒng)內部RS-485通訊總線發(fā)送給采集器，采集器把接受到的當前水位與之前記憶的溢流開始水位進行綜合計算得到蒸發(fā)桶溢流量。每次檢測溢流量之后，溢流桶4電氣控制裝置啟動溢流桶4排水泵，將不銹鋼桶內的水排出，為下次溢流做準備；

采集器是一個由單片計算機為核心帶液晶顯示器和面板按鍵功能的裝置，它集成在一個鋁制金屬盒中，安裝在數(shù)字蒸發(fā)計2底座上。采集器是FFZ-01Z型數(shù)字水面蒸發(fā)站的控制中心，采集器通過蒸發(fā)站內部RS-485通訊總線讀取數(shù)字蒸發(fā)計2、溢流桶4、數(shù)字雨量計1的數(shù)據(jù)，向數(shù)字蒸發(fā)計2、溢流桶4發(fā)送水泵控制命令。采集器根據(jù)讀取的數(shù)字蒸發(fā)計2、溢流桶4、數(shù)字雨量計1的數(shù)據(jù)計算蒸發(fā)量。

采集器具有蒸發(fā)數(shù)據(jù)記錄功能，可以記錄至少一年半以上的信息，記錄數(shù)據(jù)具有掉電保持功能。蒸發(fā)數(shù)據(jù)記錄采用循環(huán)記錄方式，新的記錄數(shù)據(jù)覆蓋最早的記錄數(shù)據(jù)。蒸發(fā)數(shù)據(jù)每小時記錄一次，每條記錄數(shù)據(jù)包括：當前記錄的日期時間，蒸發(fā)量，溢流量，降雨量，各個設備的工作狀態(tài)，電源電壓等等。

采集器還有用于和上位計算機通訊的外部RS-485通訊總線，上位計算機可以采用有線或無線方式讀取采集器內部的蒸發(fā)實時數(shù)據(jù)和歷史記錄數(shù)據(jù)。

采集器面板的液晶顯示器可以顯示部分蒸發(fā)實時數(shù)據(jù)，由于液晶顯示器每屏可以顯示的信息量有限，可以利用面板按鍵進行翻頁顯示。利用面板按鍵還可以手動啟動數(shù)字蒸發(fā)計2、溢流桶4的水泵工作，和采集器面板的液晶顯示器配合可以用于現(xiàn)場設備調試和工作狀態(tài)檢驗。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，根據(jù)本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。