[发明专利]一种超声波蒸发传感器水平式检定校准系统及方法

说明书

本发明提供一种超声波蒸发传感器水平式检定校准系统，包括：挡板、数显游标卡尺、电流测量模块、中央处理模块。还提供一种超声波蒸发传感器水平式检定校准方法，读取数显游标卡尺的数显值以及待测超声波蒸发传感器的电流值，计算各个测量标准蒸发量高度的相对误差。采取水平测量方式，体积更小，受温度形变影响较小；采用游标卡尺水平滑动测量，可以调节基准水位，同一个装置适用于各类型号的超声波蒸发传感器的检定或校准用，适用性更广泛，精度更高。

技术领域

本发明属于超声波蒸发器校准技术领域，尤其涉及一种超声波蒸发传感器水平式检定校准系统及方法。

背景技术

超声波蒸发传感器是气象用于观测蒸发量的智能传感器，超声波蒸发传感器根据超声波测距原理，对蒸发器内水面高度变化进行测量。

目前自动气象站中超声波蒸发传感器检定使用的是标准量块来模拟水位标准高度，但各种型号的蒸发器由于制造工艺上有细微差异导致基准水位并不一样，且测量基准水位时不可调节，即不同型号的蒸发传感器需要不同高度的基准量块。

除此之外，由于标准量块的高度是固定的且不可调节，只能在垂直方向上相互拼接，因此使用标准量块作为标准测量基准水位会增加误差。例如由于各个高度的标准量块最大允许误差为±0.04mm，因此使用三个标准量块的最大允许误差为0.12mm，使得多个标准量块拼接在一起后最大允许误差成倍增加，导致后续检定数据不准确，系统误差增加。

标准量块检定方式还具有以下缺点：

1.金属标准量块有热胀冷缩效应，其膨胀系数与温度相关性较强，冬天和夏天用同一标准量块测量蒸发传感器的误差不同；

2.标准量块组并在一起体积较大，金属量块组重量大，检定或校准使用时需要不停的拼接组合成不同的高度，使用繁琐，不便于携带，不但增加了检定或校准时的系统误差，并且增大了检定或校准过程的复杂性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种超声波蒸发传感器水平式检定校准系统及方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种超声波蒸发传感器水平式检定校准系统，包括：挡板，用于阻挡待测超声波蒸发传感器发出的超声波；数显游标卡尺，用于确认所述挡板与所述待测超声波蒸发传感器的发射端之间的水平距离；电流测量模块，用于测量所述待测超声波蒸发传感器的电流值；中央处理模块，用于根据所述电流测量模块测量的电流值以及所述数显游标卡尺的数显值计算出各个测量标准蒸发量高度的相对误差。

进一步的，所述中央处理模块包括：零位误差值计算单元，用于当所述电流测量模块测量的电流值接近4.03mA时，根据所述电流测量模块测量的实际电流值计算零位误差值，计算公式如下：

h₀＝100×(I-4)/(20-4)；

上式中，h₀为零位误差值；I为所述电流测量模块测量的实际电流值。

进一步的，所述的一种超声波蒸发传感器水平式检定校准系统，还包括：驱动模块，用于驱动所述挡板移动，以改变所述挡板与所述待测超声波蒸发传感器的发射端之间的水平距离；其中，所述挡板设置在所述数显游标卡尺的活动测量爪上。

进一步的，所述的一种超声波蒸发传感器水平式检定校准系统，还包括：到位模块，用于当所述挡板移动至接近测量标准蒸发量高度为20mm、40mm、60mm、80mm和90mm的位置点时通知所述驱动模块停止移动。