一种液面蒸发测量装置的制作方法

1.本发明属于液面蒸发测量技术领域，尤其涉及一种液面蒸发测量装置。


背景技术：

2.蒸发是在液体表面发生的汽化过程，蒸发是水循环的主要组成部分之一，蒸发相关数据对于农田水利建设、盐业生产尤其是对水库的设计与管理是十分重要的。蒸发量是指在一定时段内水分经蒸发而散布到空中的量，通常用蒸发掉的水层厚度的毫米数表示，水面或土壤的水分蒸发量，分别用不同的蒸发器测定。一般温度越高、湿度越小、风速越大、气压越低，则蒸发量就越大；反之蒸发量就越小。
3.所以蒸发量的观测也是水文气象部门以及水利、生态部门等相关科研单位十分重要的工作之一。为了探测水体的水面蒸发及蒸发能力在不同地区和时间上的变化规律，以满足在水文气象预报、防灾减灾、水资源评价、水文模型确定，涉水工程规划等方面有重要意义。现有技术的蒸发观测的测量精度为0.1毫米，使用现在的测量工具操作进行测量，会因为操作人员是在上方斜视观察，会造成测量装置未接触到水面就结束测量或已经深入液面才结束测量，导致测量结果不准确。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液面蒸发测量装置，以解决现有技术中测量液面蒸发量测量不方便且测量结果不准确的问题。
5.为实现上述目的，本发明的一种液面蒸发测量装置所采用的技术方案是：一种液面蒸发测量装置，包括：导向座：沿上下方向延伸设置，导向座的左右两侧开设有沿上下方向延伸的导向槽，导向座的中部开设有开口朝上的容纳腔，容纳腔的前方开设有连通容纳腔内外的沿上下方向延伸的长孔；丝杠螺母机构：设置在容纳腔中，丝杠沿上下方向延伸设置，丝杠上螺纹适配有螺母；导向板：包括位于导向座前侧的板体和设置在板体左右两侧的与导向槽滑动适配的导向部，螺母通过连接杆与导向板固定连接，连接杆穿过长孔；驱动电机：固定在导向座顶部，驱动电机的上方设置有增量型编码器，驱动电机的输出轴包括向下延伸的下传动部和向上延伸设置的上传动部，上传动部与下传动部同步转动，驱动电机的下传动部与丝杠传动连接，驱动电机的上传动部与增量型编码器传动连接；支撑板：固定在导向板上，支撑板上设置有液位传感器；控制器：相对于导向座固定设置，控制器与增量型编码器控制连接，控制器与驱动电机控制连接，控制器与液位传感器控制连接；电源：固定在导向座后方，电源与控制器电连接；限位开关：固定在导向座的前侧且与控制器控制连接；
显示装置：与控制器控制连接，显示装置以显示液面蒸发高度；定义导向板与限位开关接触时为初始位，测量时，导向板位于初始位，驱动电机正转，带动丝杠螺母机构旋转，螺母带动导向板向下移动，使液位传感器向下移动，当液位传感器与液面接触时，液位传感器向控制器发出信号以使控制器控制驱动电机反转，螺母带着导向板上移，当导向板再次触碰到限位开关时，限位开关向控制器发出信号，控制器控制电机停止工作，导向板回到初始位，在一定的时间间隔内再次测量液面高度，可计算出液面蒸发高度。
6.有益效果：首先，本发明的液面蒸发测量装置通过驱动电机、丝杠螺母机构、液位传感器、限位开关、控制器等部件的设置能够实现液面高度自动测量，其次，驱动电机带动丝杠螺母机构运动以带动液位传感器接触液面，从而测得液面高度，在导向板从初始位到液位传感器接触液面的过程中，增量型编码器将驱动电机输出轴的转动角度转化为脉冲信号，从而能够更加精确的计量脉冲数量，通过脉冲数量能够更加精确的计算电机输出轴的转动的角度，从而间接但精确的计算出螺母带着液位传感器的下降高度，从而使本发明的液面蒸发测量装置测得的蒸发量更加精确。
7.进一步的，所述导向槽的截面形状为v形，两导向槽之间形成导向凸部，所述导向板的两导向部之间形成与导向凸部适配的燕尾槽。
8.有益效果：保证导向板能够相对于导向座移动时更加稳定，从而保证了液位传感器在移动过程中的稳定性，间接保证了液面蒸发测量装置测量结果的精确性。
9.所述导向座的顶部固定有安装座，安装座为u形，安装座包括上下平行间隔设置的第一横板、第二横板以及分别与第一横板和第二横板垂直连接的第一纵板，驱动电机位于第一横板与第二横板之间，所述增量型编码器固定在第一横板上方。
10.有益效果：安装座的设置为增量型编码器设置在电机的上方提供了具体结构支撑，从而通过电机输出轴上传动动部与下传动部的设置既带动丝杠螺母机构动作也能够与增量型编码器传动连接，保证了驱动电机的输出轴设置的更加简单。
11.在导向座的后部固定有连接架，所述电源包括蓄电池和与蓄电池电连接的太阳能电池板，所述蓄电池固定在连接架上。
12.有益效果：蓄电池固定在连接架上，不仅能够为控制器提供电能，而且蓄电池还能够当做液面蒸发测量装置的配重，增加液面蒸发测量装置的稳定性。
13.所述支撑板呈l形，包括竖直设置的第一板段和水平设置的第二板段，第一板段与导向板固定连接，第二板段与液位传感器固定连接。
14.有益效果：支撑板结构设置简单。
15.所述驱动电机的上传动部每转过一周，增量型编码器产生3000个脉冲。
16.有益效果：将驱动电机上传动部转过一周划分成3000份，在丝杠螺距一定的情况下，能够更加精确的测量出液位传感器从初始位至液面的移动高度，从而能够更加准确的计算出液面蒸发量。
附图说明
17.图1是本发明的一种液面蒸发测量装置的主视图；图2是图1中一种液面蒸发测量装置的侧视图；
图3是图1中一种液面蒸发测量装置中的导向座的结构示意图；图4是图1中一种液面蒸发测量装置中的导向板的结构示意图。
18.附图标记：1
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导向座；2
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导向板；3
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导向槽；4
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长孔；5
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丝杠；6
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安装座；7
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驱动电机；8
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增量型编码器；9
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下传动部；10
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上传动部；11
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支撑板；12
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液位传感器；13
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限位开关；14
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连接架；15
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蓄电池；16
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控制器；17
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容纳腔；18
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导向凸部；19
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板体；20
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导向部；21
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燕尾槽。
具体实施方式
19.下面结合附图及具体实施方式对本发明的一种液面蒸发测量装置作进一步详细描述：如图1和图2所示，本发明的一种液面蒸发测量装置包括导向座1，导向座1沿上下方向延伸设置，如图3所示，导向座1的左右两侧开设有沿上下方向延伸的导向槽3，导向槽3的截面形状为v形，左侧导向槽3的开口朝左，右侧导向槽3的开口朝右，两导向槽3之间形成导向凸部18，导向座1的中部开设有开口朝上的容纳腔17，容纳腔17的前方开设有连通容纳腔17内外的、沿上下方向延伸的长孔4。
20.导向座1的容纳腔17中设置有丝杠螺母机构，丝杠5沿上下方向延伸设置，丝杠5上螺纹适配有螺母。导向座1上滑动适配有导向板2，如图4所示，导向板2包括位于导向座1前侧的板体19和设置在板体19左右两侧的与导向槽3滑动适配的导向部20，导向板2的两导向部20之间形成与导向凸部18适配的燕尾槽21。丝杠螺母机构的螺母与导向板2的板体19通过连接杆固定连接，连接杆穿过长孔4，连接杆的设置不仅能够使丝杠5在旋转时为螺母导向，使螺母沿着上下方向移动；而且，连接杆的设置还能够使导向板2保持与螺母同步移动。
21.回看图1和图2，在导向座1的上方固定有安装座6，安装座6为u形，包括上下平行间隔设置的第一横板、第二横板以及分别与第一横板和第二横板垂直连接的第二纵板，第二纵板设置在第一横板与第二横板的后部。在第一横板与第二横板之间设置有驱动电机7，在第一横板上方固定设置有增量型编码器8，驱动电机7的输出轴包括向下延伸设置的下传动部9和向上延伸设置的上传动部10，上传动部10和下传动9部同步转动，驱动电机7的下传动部9与丝杠5传动连接，驱动电机7的上传动部10与增量型编码器8传动连接。
22.在导向板2上固定设置有支撑板11，支撑板11呈l形，包括竖直设置的第一板段和水平设置的第二板段，第一板段与导向板2固定连接，第二板段上固定连接有液位传感器12。在导向座1的后方固定设置有连接架14，连接架14上固定有电源，本实施例中，电源包括蓄电池15和与蓄电池15电连接的太阳能电池板，蓄电池15固定在连接架14上。蓄电池15的设置位置也能够将蓄电池15看做液面蒸发测量装置的配重，从而进一步增加了液面蒸发测量装置的稳定性。
23.本发明的液面蒸发测量装置还包括控制器16，控制器16固定在连接架14上，控制器16与蓄电池15电连接，控制器16与液面传感器控制连接，控制器16与增量型编码器8控制连接，控制器16与驱动电机7控制连接。在导向座1的前侧固定有限位开关13，限位开关13设置在导向座1的上部，并且限位开关13与控制器16控制连接。本发明的液面蒸发测量装置还包括显示装置，本实施例中，显示装置为电脑显示屏，电脑显示屏与控制器16控制连接，通过计算机串口显示增量型编码器8的计量脉冲数、液面高度、液面蒸发量，从而使结果更加
直观；不仅如此，本实施例中，驱动电机7的上传动部10每转过一周，增量型编码器8产生3000个脉冲。从而使液面高度以及液面蒸发量的精度可以提高至0.001mm。
24.定义导向板2与限位开关13接触时为导向板2的初始位，在第一天的早上8点开始测量当天的液面高度，然后在第二天的早上8点测量当天的液面高度，两天的液面高度差即为当天（24小时）的液面蒸发量。
25.测量时，导向板2位于初始位，液面蒸发测量装置开始工作，驱动电机7正转，带动丝杠螺母机构旋转，丝杠螺母机构带动导向板2与支撑板11一起向下移动，从而使支撑板11上的液位传感器12向下移动，当液位传感器12与液面接触时，液位传感器12先控制器16发送信号，控制器16控制驱动电机7反转，驱动电机7带动丝杠螺母机构转动，从而使螺母带着导向板2以及支撑板11向上移动，当导向板2再次接触到限位开关13时，限位板向控制器16发出信号，控制器16控制驱动电机7停止工作，从而导向板2再次保持在初始位。在导向板2从初始位移动到液位传感器12接触液面时的位置时，编码器将驱动电机7输出轴的旋转角度通过脉冲数量的形式传递给控制器16，并且丝杠5的螺距已知，从而能够更加精确的计算液面高度。在第二天同一时段再次测量液面高度，就能够精确的计算出该天的液面蒸发量。
26.上述实施例中，所述导向槽的截面形状为v形，两导向槽之间形成导向凸部，所述导向板的两导向部之间形成与导向凸部适配的燕尾槽；其他实施例中，导向槽的截面形状为u型，两导向槽之间形成导向凸部，导向板的两导向部之间形成与导向凸部适配的u形槽。
27.上述实施例中，所述导向座的顶部固定有安装座，安装座为u形，安装座包括上下平行间隔设置的第一横板、第二横板以及分别与第一横板和第二横板垂直连接的第一纵板，驱动电机位于第一横板与第二横板之间，所述增量型编码器固定在第一横板上方；其他实施例中，安装座包括固定在导向座顶部的圆柱筒和固定在圆柱筒顶部的圆盖，驱动电机位于圆柱筒中，增量型编码器固定在圆盖上。
28.上述实施例中，在导向座的后部固定有连接架，所述电源包括蓄电池和与蓄电池电连接的太阳能电池板，所述蓄电池固定在连接架上；其他实施例中，连接架还可以不设置，此时，蓄电池直接固定在导向座后部；或者电源进包括锂电池。
29.上述实施例中，所述支撑板呈l形，包括竖直设置的第一板段和水平设置的第二板段，第一板段与导向板固定连接，第二板段与液位传感器固定连接；其他实施例中，第二板段与液位传感器之间设置有液压升降杆。
30.上述实施例中，所述驱动电机的上传动部每转过一周，增量型编码器产生3000个脉冲；其他实施例中，驱动电机的上传动部每转过一周，增量型编码器产生的脉冲数可以任意确定。