[发明专利]基于应力-应变-电信号关系的水面蒸发量测量方法

摘要

本发明公开了一种基于应力‑应变‑电信号关系的水面蒸发量测量方法。设置一种水面蒸发量的测量装置，由蒸发皿、电阻应变片和信号采集系统组成。蒸发皿采用不锈钢材料加工制成，内径为20.0mm，高度为10.0mm，壁厚2.6mm。电阻应变片阻值为350，结构形式采用单轴应变片，应变片丝栅长为1.0mm。信号采集器由通讯连接线和电脑末端组成；通过该装置能够实现水面蒸发量的实时测量。本方法原理简单、操作方便，适应性强，测量的结果准确且可靠，可为相关领域的研究与应用提供便利。

主权项

1.一种基于应力‑应变‑电信号关系的水面蒸发量测量方法，其特征在于具体步骤为：(1)设置一种水面蒸发量的测量装置，由蒸发皿、电阻应变片和信号采集系统组成；蒸发皿采用不锈钢材料加工制成，内径为20.0mm，高度为10.0mm，壁厚2.6mm；电阻应变片设置在蒸发皿的中心位置，其阻值为350Ω，结构形式采用单轴应变片，应变片丝栅长为1.0mm；信号采集系统由通讯连接线和电脑末端组成；(2)对步骤(1)设置的测量装置进行标定校正，具体步骤为：每天晚上8点用雨量桶量取20mm的水倒入蒸发皿中，然后套上防禽罩，同时对信号采集系统进行归零，第二天晚上8点用雨量桶测量一下蒸发皿内剩余的水位高度，同时对信号采集系统再次归零，同样方法连续实施一星期，一星期后用人工测量的结果对信号采集系统监测出的数据进行校正；(3)将步骤(2)校正后的测量装置投入使用，在第一天晚上8点用雨量桶量取20.0mm的水倒入蒸发皿中，然后套上防禽罩，此时整个装置便对水面蒸发量进行实时的监测并将蒸发引起蒸发皿内水位变化的量转换成电信号，最后返回电信号到电脑末端，即实现基于应力‑应变‑电信号关系的水面蒸发量测量；所述将蒸发引起蒸发皿内水位变化的量转换成电信号的实现原理为：基于电阻应变片的原理，即应力‑应变‑电信号关系，将蒸发引起蒸发皿内水位变化的量转换成电信号，该基于应力‑应变‑电信号关系的水面蒸发量测量方法的验证演算过程如下：电阻应变片工作原理：即将应变转换成电信号；式中，R为电阻值，能够测得，KS为材料的灵敏系数，为已知，ε为测点处的应变；材料的胡克定律：σ＝E·ε；式中，σ为材料所受应力，E为材料的弹性模量；蒸发量＝蒸发皿中水面高度差值Δh(mm)＝测试值‑初始值＝ho‑h1；测试值:经一定时间蒸发后，蒸发皿中剩余水位高度；初始值:初始时刻蒸发皿中水位高度；前后两次水面高度值之差即为这一时间段的蒸发量；则，