[发明专利]一种全自动高精度蒸发测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种全自动高精度蒸发测量装置，尤其涉及一种基于无线数据传输方式，结合单片机技术和计算机程序设计技术的全全自动高精度蒸发测量装置，属于测量设备技术领域。

背景技术

目前，蒸发的测定国内绝大多数蒸发测站是用测针测读蒸发皿内水面的高度，稍好一些则采用ZHD型电测针，而ZHD型电测针也只是利用音响器报知针尖触水，再由人工从测针上测读，测量的数据带有很大的人为性，准确度将因人而异，从而测精度不高。

目前国内使用较多的蒸发测量仪器主要有2种：一种是FZZ-1型蒸发测试仪，采用光电旋转编码器、静水桶、浮子、平衡锤的方式来测量蒸发；另外一种是 FS-01型蒸发测试仪，由定位测针、电磁阀、量水桶构成的水面蒸发量的自动测量装置。它们的测量分辨率分别为0.3mm 和0.5mm，均未达到国家SD256-88《水面蒸发观测规范》0.1mm 的规范要求。

随着社会信息化的发展，在气象、水文及水资源监控信息系统中，已经普遍采用了无线数据通信方式，然而很多的现场测量仪器技术落后和测量方式传统，无法匹配。因此本发明主要针对以上问题而设计的一种全自动高精度蒸发测量装置，对于水利测量领域的其它参数测量，具有重要的借鉴作用，并可以加快研究成果转化速度，具有现实推广意义和广阔的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种无需人工读数，全自动，采用无线数据通信方式的全自动高精度蒸发测量装置；进一步地，本发明提供一种高精度、测量分辨率达0.1mm的全自动高精度蒸发测量装置；更进一步地，本发明提供一种低功耗、CPU由定时触发或外事触发工作的蒸发测量装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种全自动高精度蒸发测量装置，其特征在于：包括：蒸发测量仪、数据存储传输设备和监控设备，所述数据存储传输设备连接所述蒸发测量仪和监控设备；所述数据存储传输设备包括RS-232/485数据总线、集线器、固态存储器和无线远传数字电台，所述RS-232/485数据总线的输入端与所述蒸发测量仪相连，所述RS-232/485数据总线的输出端通过所述集线器汇集连接到所述固态存储器，所述固态存储器与所述监控设备相连，所述无线远传数字电台通过无线路由器连接到RTU远程测控终端；所述监控设备包括单片微电脑和与所述单片微电脑相连的所述RTU远程测控终端。

所述蒸发测量仪包括蒸发皿、连通管、测量传感器、蒸发仪主机和电源；所述测量传感器包括步进电机，所述步进电机下端连接有精密丝杆，测针通过固定套环竖直套在所述精密丝杆的中下部，所述测针的底端正对与所述连通管相连通的测量杯，所述连通管水平连通所述蒸发皿和测量杯；所述步进电机与所述蒸发仪主机通过控制线缆相连接，所述蒸发仪主机通过电源线缆与所述电源相连接。

所述测针的中上部和所述精密丝杆外设置有保护外壳，所述保护外壳与所述步进电机外壳下端相连接，所述保护外壳下端设置有开口，所述测针的底端穿过所述开口并随着步进电机的转动做上下运动。

所述蒸发仪主机的硬件设备包括CPU，所述CPU的输出端分别与电机驱动及控制电路、时钟芯片、SDRAM芯片、LCD液晶显示器和RS-232/485通信接口的输入端相连，键盘的输出端与所述CPU的输入端相连，所述CPU的输出端还与用于存放历史数据的片外数据存储器相连，所述片外数据存储器是设置在所述蒸发仪主机内部的存储器。

所述CPU包括电机运行计数控制模块、采样平均值模块、键值分析处理模块、LCD 显示模块、电源监控看门狗模块、串行通信模块和上位机通信模块；所述电机运行计数控制模块与所述电机驱动及控制电路相连，用于所述步进电机向上运行或向下运行的行程计数及控制所述步进电机向上运行或向下运行；所述采样平均值模块与所述时钟芯片和SDRAM芯片相连，用于计算多次采样数据的平均值；所述键值分析处理模块与所述键盘相连；所述LCD 显示模块与所述LCD液晶显示器相连；所述电源监控看门狗模块与所述电源相连；所述串行通信模块与所述RS-232/485通信接口相连，用于控制数据的传输和存储；所述上位机通信模块与所述监控设备相连。

所述精密丝杆采用海顿科克螺杆组件，所述海顿科克螺杆组件表面采用纳米材料进行处理。

所述RS-232/485通信接口包括P0接口和P1接口；所述P0接口采用总线方式控制所述键盘、LCD液晶显示器及时钟芯片的数据传输，所述P1接口用来做所述步进电机的输出控制线和所述电机驱动及控制电路的开关输入线。