全自動水面蒸發(fā)站、水面蒸發(fā)站、水庫數(shù)字式水面蒸發(fā)站、自動水面蒸發(fā)器
一、全自動水面蒸發(fā)站概述
全自動蒸發(fā)站、全自動蒸發(fā)系統(tǒng)，采用自主知識產(chǎn)權(quán)靜水監(jiān)測裝置，精度更高，靈敏度更好，功耗更低；相比代產(chǎn)品新增更為完善的儀器保護機制；全新的區(qū)域算法，根據(jù)每個地域的實際水文情況標(biāo)定，修正了雨情對蒸發(fā)的影響。用于自動監(jiān)測水利水文地面/水面蒸發(fā)的完整系統(tǒng)，設(shè)計依據(jù)中華人民共和國《水面蒸發(fā)觀測規(guī)范》SL 630-2013和2017年版《地面氣象觀測規(guī)范》中的相關(guān)要求。
二、全自動水面蒸發(fā)站基本原理
全自動蒸發(fā)站由蒸發(fā)計、雨量計、溢流桶、數(shù)據(jù)采集/控制、控制等主要部件構(gòu)成的一套完整自動監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可與GPRS數(shù)據(jù)傳輸裝置連接組成遙測站。本系統(tǒng)限于在非冰凍期內(nèi)使用。本系統(tǒng)中的蒸發(fā)計和雨量計、溢流桶等裝置應(yīng)根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品使用說明書要求進行定期維護。
本蒸發(fā)站系統(tǒng)以連通器為基本核心原理，以蒸發(fā)桶、雨量計、靜水桶水位計為基本觀測工具，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、排水過程。采集器通過RS485/232通信接口與上位機系統(tǒng)連接，利用系統(tǒng)配套的應(yīng)用軟件可以實現(xiàn)水面蒸發(fā)過程信息的遠(yuǎn)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(yīng)保持在水位標(biāo)志線上。無降水日時，采集器自動采集蒸發(fā)桶內(nèi)水面高度變化計算蒸發(fā)量。每當(dāng)蒸發(fā)桶內(nèi)水面高度降至約定值（水位標(biāo)志線以下15mm）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）控制泵工作，給蒸發(fā)桶、水圈自動，使桶中水位恢復(fù)至水位標(biāo)志線30mm高度，然后，以后穩(wěn)定水面的高度作為起測點，測量下一時段的蒸發(fā)量。
在降水日，當(dāng)蒸發(fā)桶水位升高至約定值（水位標(biāo)志線以上25 mm）時，采集器驅(qū)動電磁閥打開，當(dāng)靜水桶中的水面下降到水位標(biāo)志線以下5mm時，溢流泵停止工作，采集器記錄此時的水面高度，此時記錄器計算此次排水的高度差，從而根據(jù)測井的橫截面積計算出此次的溢流量。
三、全自動水面蒸發(fā)站系統(tǒng)組成：
1.蒸發(fā)站主要是由一臺數(shù)字式水位測量系統(tǒng)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(shè)備，它用于檢測蒸發(fā)桶水位，控制泵和排水閥動作，蒸發(fā)計與采集器通過系統(tǒng)內(nèi)部RS-485通訊總線通訊。
2.水位計由靜水桶、光電旋轉(zhuǎn)編碼器、浮子、平衡重錘、固定于光電旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)軸上的圓形鋼絲繩掛輪，以及光電旋轉(zhuǎn)編碼器保護罩、底座等組成。
3.控制水泵和電動閥的繼電器在采集器內(nèi)，繼電器吸合時，水泵或者電動閥開始工作，繼電器斷開時，停止工作。
4.蒸發(fā)站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(jié)構(gòu)，實現(xiàn)兩者水面同步變化。
5.雨量筒采用/min分辨率，其基本原理是雙翻斗機械式，輸出信號為rs485
6.供電部分采用大功率太陽能板和65AH鉛酸蓄電池的供電方式，保證不間斷的自動供電。
7.整體結(jié)構(gòu)大氣美觀，結(jié)實。
四、全自動水面蒸發(fā)站典型應(yīng)用
可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、氣象、環(huán)境保護、水文水利、大田、湖泊、沼澤等任何需要監(jiān)測地面/水面蒸發(fā)的場所。
五、全自動水面蒸發(fā)站計算公式：
蒸發(fā)量=（蒸發(fā)桶水位起算值-蒸發(fā)桶水位測量值）+降水量-溢流量
上式可簡化表示為：
QF =（W0-Wt）+Qj-Qy
式中：QF: 表示水面蒸發(fā)量，單位：mm
Wt：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
Wt、W0值由浮子式水位計自動測量。
Qj：表示被測時段內(nèi)的降水量，Qj值由數(shù)字雨量計提供，單位：mm
Qy：表示被測時段內(nèi)的溢流量，Qy值由系統(tǒng)自動測量，單位：mm
六、全自動水面蒸發(fā)站技術(shù)指標(biāo)：
蒸發(fā) | |
測量范圍 | 0～100mm |
測量精度 | ±（FS×%）或者±（誤差自動修正后） |
分 辨 率 | |
輸 出 碼 | 格雷碼10bit |
輸出電路 | OC門 30mA/30VDC |
雨量 | |
降雨強度測量范圍 | ～8mm/min（毫米/分） |
測量精度 | ±1%（0～8mm雨強） |
分 辨 率 | |
數(shù)字溢流計 | |
測量精度 | ±1% |
分 辨 率 | |
常規(guī)指標(biāo) | |
工作電壓 | 12VDC |
通訊接口 | RS485 |
工作環(huán)境 | 溫度0～+70℃ |
濕度：≤95%RH（40℃） | |
七、全自動水面蒸發(fā)站配置清單：
類別 | 序號 | 產(chǎn)品名稱 | 型號 | 數(shù)量 | 參 數(shù) 說 明 |
傳 感 器 | 1 | 浮子 | DF | 1個 | ABS注塑空心浮子 |
2 | 編碼器 | 16位 | 1個 | 式編碼器 | |
3 | 雨量筒 | 上海氣象 | 1 | /min | |
蒸發(fā)系統(tǒng) | 1 | 蒸發(fā)桶 | 1 | 水文玻璃鋼蒸發(fā)桶 | |
2 | 靜水桶 | 1 | 水文玻璃鋼靜水桶 | ||
3 | 桶 | 1 | 水文玻璃鋼桶 | ||
4 | 編碼器支架 | DF | 1 | 鋁合金編碼器支架 | |
5 | 溢流閥 | DF | 1 | 常閉式電控球閥 | |
6 | 泵 | DF | 1 | 潛水式微型水泵 |
八、設(shè)備實際應(yīng)用：
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