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一種氣象水文蒸發(fā)測量系統(tǒng)水位溫度校正方法及其裝置制造方法

文檔序號:6247479閱讀:233來源:國知局
一種氣象水文蒸發(fā)測量系統(tǒng)水位溫度校正方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氣象水文蒸發(fā)測量系統(tǒng)水位溫度校正方法及其裝置。水位溫度校正裝置包括溫度傳感器、轉(zhuǎn)換開關(guān)和數(shù)據(jù)處理電路,溫度傳感器與數(shù)據(jù)處理電路連接,數(shù)據(jù)處理電路連接到蒸發(fā)測量系統(tǒng)的蒸發(fā)器,數(shù)據(jù)處理電路通過轉(zhuǎn)換開關(guān)連接到蒸發(fā)測量系統(tǒng)的采集器。水位溫度校正方法是:將溫度傳感器放置在蒸發(fā)桶直徑中心,且位于蒸發(fā)桶的高度的1/2處,用于監(jiān)測蒸發(fā)桶水溫度,并根據(jù)公式計算水位補(bǔ)償量以及校正裝置輸出相應(yīng)電壓、電流值。采用本發(fā)明的水位溫度校正方法及裝置測量的蒸發(fā)桶不同水溫下的蒸發(fā)量,相比不采用水位溫度校正方法及裝置測量的蒸發(fā)量,將消除水溫變化產(chǎn)生的水位誤差,從而為氣象水文觀測蒸發(fā)量提供了更可靠的數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種氣象水文蒸發(fā)測量系統(tǒng)水位溫度校正方法及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氣象水文用蒸發(fā)桶水位溫度測量系統(tǒng),特別涉及一種氣象水文蒸發(fā)測 量系統(tǒng)水位溫度校正方法及其裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 使用蒸發(fā)桶測量蒸發(fā)量采用人工觀測方式時,每天定時測量一次蒸發(fā)桶水位,計 算出每天蒸發(fā)量,一般來講,相鄰兩天的同一時間水溫變化不會很大,水溫的變化對這種觀 測方式帶來的蒸發(fā)量附加誤差很小。
[0003] 采用自動觀測方式時,每一分鐘測一次蒸發(fā)桶水位,每一小時報一次蒸發(fā)量,這種 觀測方式由于水溫變化產(chǎn)生較大的蒸發(fā)量附加誤差。例如24小時氣溫變化KTC時,蒸發(fā)桶 水位約變化〇. 8mm,對于24小時3-4mm的蒸發(fā)量來說,測量誤差比較大,因此不能忽略。
[0004] 例如,在氣溫升溫時,由于蒸發(fā)桶水位在升高,測量的蒸發(fā)量數(shù)值小于實際蒸發(fā) 量;當(dāng)水位升高大于實際蒸發(fā)量時將出現(xiàn)負(fù)值,蒸發(fā)量數(shù)值只能按零處理。在氣溫降溫時, 測量的蒸發(fā)量數(shù)值是實際蒸發(fā)量和水位下降值之和,蒸發(fā)量數(shù)值大于實際蒸發(fā)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在測量的蒸發(fā)量數(shù)值相比實際蒸發(fā)量誤差 大的問題,特別提供一種氣象水文蒸發(fā)測量系統(tǒng)水位溫度校正方法及其裝置。
[0006] 本發(fā)明是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種氣象水文蒸發(fā)測量系統(tǒng)水位溫度校正 方法及其裝置,其特征在于:水位溫度校正裝置包括溫度傳感器、轉(zhuǎn)換開關(guān)和數(shù)據(jù)處理電 路,溫度傳感器與數(shù)據(jù)處理電路連接,數(shù)據(jù)處理電路連接到蒸發(fā)測量系統(tǒng)的蒸發(fā)器,數(shù)據(jù)處 理電路通過轉(zhuǎn)換開關(guān)連接到蒸發(fā)測量系統(tǒng)的采集器。
[0007] 所述的水位溫度校正方法是:將溫度傳感器放置在蒸發(fā)桶直徑中心,且位于蒸發(fā) 桶的高度的1/2處,用于監(jiān)測蒸發(fā)桶水溫度,并根據(jù)以下公式計算水位補(bǔ)償量以及校正裝 置輸出相應(yīng)電壓、電流值:

【權(quán)利要求】
1. 一種氣象水文蒸發(fā)測量系統(tǒng)水位溫度校正裝置,其特征在于:水位溫度校正裝置包 括溫度傳感器、轉(zhuǎn)換開關(guān)和數(shù)據(jù)處理電路,溫度傳感器與數(shù)據(jù)處理電路連接,數(shù)據(jù)處理電路 連接到蒸發(fā)測量系統(tǒng)的蒸發(fā)器,數(shù)據(jù)處理電路通過轉(zhuǎn)換開關(guān)連接到蒸發(fā)測量系統(tǒng)的采集 器; 水位溫度校正方法是:將溫度傳感器放置在蒸發(fā)桶直徑中心,且位于蒸發(fā)桶的高度的 1/2處,用于監(jiān)測蒸發(fā)桶水溫度,并根據(jù)以下公式計算水位補(bǔ)償量以及校正裝置輸出相應(yīng)電 壓、電流值:
公式(1)中:D為水位補(bǔ)償量,單位:mm; P4為4°C水溫密度; Pt為相應(yīng)水溫t的密度; C為水位高度,單位:mm; 由公式(1)進(jìn)一步得出以下蒸發(fā)器信號量程為O-IOv的電壓值計算公式:
公式⑵中:V為水位對應(yīng)的電壓,單位:v; 10為量程,單位:v; 98. 1為水位,單位:mm; 由公式(1)進(jìn)一步得出以下蒸發(fā)器信號量程為〇_5v的電壓值計算公式:
公式(3)中:V為水位對應(yīng)的電壓,單位:v; 5為量程,單位:v; 98. 1為水位,單位:mm; 由公式(1)進(jìn)一步得出以下蒸發(fā)器信號量程為4-20mA的電流值計算公式:
公式⑷中:A為水位對應(yīng)的電流,單位:mA; 16為量程;單位:mA; 98. 1為水位,單位:mm; 依據(jù)公式(I)、公式(2)、公式(3)和公式(4)即可計算出蒸發(fā)桶不同水溫度下所對應(yīng) 的水位補(bǔ)償量以及校正裝置輸出相應(yīng)的電壓、電流值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣象水文蒸發(fā)測量系統(tǒng)水位溫度校正裝置,其特征在 于:水位溫度校正裝置中與溫度傳感器和轉(zhuǎn)換開關(guān)相連接的數(shù)據(jù)處理電路包括集成電流變 送器U3、反向運(yùn)算放大器U1A、加法運(yùn)算放大器U1B、加法運(yùn)算放大器U2A、反向運(yùn)算放大器 U2B,接插件J3的1腳接溫度傳感器Rl的一端及電源,接插件J3的2腳接溫度傳感器Rl 的另一端及電阻R5的一端、電阻R2的一端及電容Cl的一端,電阻R2的另一端及電容Cl 的另一端均接地,電阻R5的另一端接電阻R6的一端及反向運(yùn)算放大器UlA的2腳,電阻R6 的另一端與反向運(yùn)算放大器UlA的1腳、電阻R8的一端及電容C2的一端連接,反向運(yùn)算放 大器UlA的3腳、4腳及電容C2的另一端均接地,反向運(yùn)算放大器UlA的8腳接電源,電阻 R8的另一端接加法運(yùn)算放大器UlB的6腳、電阻R7的一端及電阻R9的一端,電阻R7的另 一端接可變電阻R4的可調(diào)端,可變電阻R4的一端通過電阻R3接電源,可變電阻R4的另一 端接地,電阻R9的另一端與加法運(yùn)算放大器UlB的7腳、電阻R12的一端及電容C3的一端 連接,加法運(yùn)算放大器UlB的5腳及電容C3的另一端均接地,電阻R12的另一端與加法運(yùn) 算放大器U2A的2腳、電阻R13的一端及電阻Rll的一端連接,電阻R13的另一端與加法運(yùn) 算放大器U2A的1腳、電阻R14的一端及電容C4的一端連接,加法運(yùn)算放大器U2A的3腳、 4腳及電容C4的另一端均接地,加法運(yùn)算放大器U2A的8腳接電源,電阻R14的另一端與 反向運(yùn)算放大器U2B的6腳及電阻R15的一端連接,電阻R15的另一端與反向運(yùn)算放大器 U2B的7腳、可變電阻R16的一端及電容C5的一端連接,運(yùn)算放大器U2B的5腳及電容C5 的另一端均接地,可變電阻R16的另一端與其可調(diào)端及電阻R17的一端連接,電阻R17的另 一端連到集成電流變送器U3的2腳及電容C6的一端,電容C6的另一端接地,電阻Rll的 另一端接電阻RlO的一端及轉(zhuǎn)換開關(guān)Sl的5端,電阻RlO的另一端接地,轉(zhuǎn)換開關(guān)Sl的3 端和6端連接,轉(zhuǎn)換開關(guān)Sl的4端接接插件J2的3腳,轉(zhuǎn)換開關(guān)Sl的1端接接插件Jl的 3腳,接插件J2和接插件Jl的2腳均接地,接插件J2和接插件Jl的1腳均接電源,轉(zhuǎn)換 開關(guān)Sl的2端連到集成電流變送器U3的4腳,集成電流變送器U3的5腳接三極管Ql的 發(fā)射極,集成電流變送器U3的6腳接三極管Ql的基極,集成電流變送器U3的7腳接三極 管Ql的集電極后接電源。
3. -種采用如權(quán)利要求1所述的氣象水文蒸發(fā)測量系統(tǒng)水位溫度校正裝置的方法,其 特征在于:將溫度傳感器放置在蒸發(fā)桶直徑中心,且位于蒸發(fā)桶的高度的1/2處,用于監(jiān)測 蒸發(fā)桶水溫度,并根據(jù)以下公式計算水位補(bǔ)償量以及校正裝置輸出相應(yīng)電壓、電流值: ?·>_Γ(P4 I \ / I N Ii-L \ I / KlJ pt 公式(1)中:D為水位補(bǔ)償量,單位:mm; P4為4°C水溫密度; Pt為相應(yīng)水溫t的密度; C為水位高度,單位:mm; 10 由公式(1)進(jìn)一步得出以下蒸發(fā)器信號量程為O-IOv的電壓值計算公式J=^tD JjrV/ ?JL / O \ \ ) V=O. 102C( --I ) Pt 公式⑵中:V為水位對應(yīng)的電壓,單位:v; 10為量程,單位:v; 98. 1為水位,單位:mm; 由公式(1)進(jìn)一步得出以下蒸發(fā)器信號量程為〇_5v的電壓值計算公式:
公式(3)中:V為水位對應(yīng)的電壓,單位:v; 5為量程,單位:v; 98. 1為水位,單位:mm; 由公式(1)進(jìn)一步得出以下蒸發(fā)器信號量程為4-20mA的電流值計算公式:
公式⑷中:A為水位對應(yīng)的電流,單位:mA; 16為量程;單位:mA; 98. 1為水位,單位:mm; 依據(jù)公式(1)、公式(2)、公式(3)和公式(4)即可計算出蒸發(fā)桶不同水溫度下所對應(yīng) 的水位補(bǔ)償量以及校正裝置輸出相應(yīng)的電壓、電流值。
【文檔編號】G01W1/18GK104316981SQ201410625894
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】王龍, 董猛, 姜雪來, 張有為 申請人:中環(huán)天儀(天津)氣象儀器有限公司
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