[发明专利]蒸发传感器

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种蒸发传感器，一种能够在线直接检测水分蒸发速度的传感器。

通常，水分蒸发速度用蒸发率或者相对蒸发率表示：

蒸发率(也称蒸发强度或蒸发速率)＝单位时间内通过单位面积蒸发的水分。

相对蒸发率＝(蒸发率÷参照蒸发率)*100％。

参照蒸发率为标准条件下的蒸发率。在无统一标准时，可由用户指定一个参照条件，例如可以指定某一容易实现的常见条件下的蒸发率作为参照蒸发率，也可以取平均蒸发率作为参照蒸发率。等等

在许多情况下，使用无量纲的相对蒸发率比较方便。

蒸发传感器能够全面、综合考虑光辐射强度、温度、湿度、风速、大气压等对蒸发的影响，在线检测水分蒸发速度：蒸发率或者相对蒸发率。

蒸发传感器可以广泛用于各种需要在线测量水分蒸发速度(蒸发率或者相对蒸发率)的工农业项目，例如用于全天候优化节能自动灌溉系统，等等。

背景技术

目前，尚没有公知的能够在线直接检测水分蒸发速度(蒸发率或者相对蒸发率)的传感器。通常通过在线测量光辐射强度、温度、湿度、风速、大气压等参数，再间接计算蒸发率或者相对蒸发率，不但试验和计算很复杂，误差很大，而且需要采用光辐射强度、温度、湿度、风速、大气压等多个传感器，测量成本高，所以难以推广应用。

发明内容

本发明提供一种能够在线直接检测水分蒸发速度(蒸发率或相对蒸发率)的传感器。采用的技术方案是(图1(A))：在两个相互绝缘的固定电极①、②之间，安装一至多条(图示为2条)蒸发敏感元件③，就构成了一个简单实用的蒸发传感器。每次测量前使敏感元件③饱和吸水，然后在工作条件(包括光辐射强度、温度、湿度、风速、大气压等)下蒸发，蒸发传感器的等效电阻Rz随水分蒸发而逐步增加，通过测量等效电阻Rz的变化规律确定水分蒸发速度(蒸发率或者相对蒸发率)。

固定电极①、②可采用各种导体，例如不锈钢丝、铜丝、硬导线等；两个电极可以平行直线布置，也可以其它形状(例如平行圆)布置。电极的固定方法必须确保两个电极距离不变，并且相互绝缘。各元件之间(电极之间、敏感元件之间、敏感元件与固定支架之间)的距离不能太近，以防产生水膜连结而发生测量错误，同时必须确保空气流通、阳光辐射，确保水分自由蒸发。

蒸发敏感元件③为能够吸水并且能让水分自由蒸发的材料。其形状可以是线状、带状，或者其它形状，通常采用线状；其布置可以是单线式或者多线式(图示为2线)；其颜色在一般情况下应该与被测蒸发对象的颜色相近，也可改变颜色考虑对光辐射的加权，例如，如果对象对光辐射很敏感，则可以作成黑色。

蒸发传感器可以用等效可变电阻Rz代替(图1(B))。Rz的测量方法、应用电路和并/串联组合计算等，与普通电阻相同。所以应用蒸发传感器的二次仪表⑤(图2)的工作原理与普通电阻型传感器相同。不同的是，每次测量前必须让蒸发敏感元件饱和吸水，因此必须有一个附件：加水装置④(例如喷嘴+阀门或小水泵)和加水控制电路(图2)。

利用相同蒸发传感器并联可以构成具有两组电极的复合蒸发传感器。

和其它传感器一样，对每一个非标准蒸发传感器、每一类标准蒸发传感器，在使用前都必须按规定进行标定。在使用中必须定期进行校正或者自校正。例如，如果需要温度自补偿，与普通电阻型传感器的温度自补偿一样，必须测量传感器工作的环境温度。

本发明的有益效果是：

能够全面、综合考虑光辐射强度、温度、湿度、风速、大气压等对水分蒸发的影响，在线直接检测水分蒸发速度(蒸发速率或者相对蒸发率)，而且结构简单，成本低。可以广泛用各行各业需要在线测量水分蒸发速度的地方。例如，利用蒸发传感器测量相对蒸发率，不但能够方便地在线直接测量植物和土壤的相对蒸发率，而且在大多数环境条件下能够近似模拟测量植物的相对蒸腾率，从而实现全天候优化节能自动灌溉，等等。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的构造原理(A)和等效电阻(B)的示意图。

图1中：①、②--固定电极；③--敏感元件；Rz--蒸发传感器的等效电阻

图2是本发明的实施例与应用系统示意图

图2中：①、②--固定电极；③--敏感元件；

④加水的装置；⑤二次仪表；⑥两个电极之间的绝缘和固定材料。

具体实施方式(示例)