泥沙測驗儀器

泥沙測驗儀器的分類

懸移質(zhì)泥沙測驗儀器懸移質(zhì)采樣器——采取含沙水樣自動懸移質(zhì)測沙儀——在水中直接測得含沙量推移質(zhì)采樣器河床質(zhì)采樣器室內(nèi)用的泥沙分析儀器懸移質(zhì)采樣器

懸移質(zhì)采樣器分為瞬時式和積時式兩大類。理想的懸移質(zhì)采樣器必須達到懸移質(zhì)采樣器標準要求。主要關(guān)鍵是：

能采集到流態(tài)不受擾動，進口流速與天然流速一致，并克服泥沙脈動影響的水樣；

儀器能適用于各種水文測驗設(shè)施，并具有綜合測驗功能，最好能一次性完成輸沙率測驗任務(wù)。應(yīng)該優(yōu)先使用積時式采樣器。

積時式采樣器簡介

積時式采樣器是采集江河水體中某一時段內(nèi)懸移質(zhì)泥沙水樣的儀器。都具有一個小口徑的進水管口，采樣時進水管正對水流，水流入采樣器內(nèi)。由于進水管徑很?。ㄖ挥袔缀撩祝圆蓸託v時要經(jīng)過幾十秒至幾分鐘。采得的水樣克服了泥沙脈動的影響。積時式采樣器按工作原理分為瓶式、調(diào)壓式、皮囊式；按測驗方法分為積點式、雙程積深式，單程積深式；按結(jié)構(gòu)形式分為單艙式、多艙式、轉(zhuǎn)盤式；按儀器重量分可從手持式3kg重到能適用于深水、高流速大江大河的近1000kg重；按控制進水口門開關(guān)的方式有機械控制閥門與電控閥門，電控閥門又分為有線控制與纜道無線控制等。已有各類產(chǎn)品。但調(diào)壓式、皮囊式采樣器沒有沒有普遍應(yīng)用。調(diào)壓式采樣器

由于瓶式采樣器只能用雙程積深法取樣，不能采集到任意測點的水樣，這種采樣器與理想采樣器的要求差距較大。因此，一直在研究較為理想的積時式采樣器。調(diào)壓式采樣器是在瓶式采樣器的基礎(chǔ)上，增設(shè)自動調(diào)壓設(shè)備和閥門控制的一種積時式采樣器。我國從20世紀50年代末開始試驗研究調(diào)壓式和皮囊式采樣器（皮囊式采樣器也是調(diào)壓式的一種），70年代末研制成功幾種調(diào)壓式采樣器，到80年代逐步完成系列產(chǎn)品，至今仍在不斷發(fā)展，但發(fā)展較慢。

調(diào)壓式采樣器利用連通容器自動調(diào)壓，使采樣器取樣艙內(nèi)壓力和采樣器所在測點處的靜水壓力基本平衡。采樣時，依靠進水口與排氣孔口存在的壓差克服水樣流進采樣器的阻力損失。不會因為取樣初期儀器內(nèi)外壓差過大而出現(xiàn)水樣突然灌注現(xiàn)象，水樣進口流速接近天然流速。

儀器入水時，取樣艙進水口4關(guān)閉，調(diào)壓艙下部的進水孔5敞開，并以很快的速度向調(diào)壓艙1灌水，灌進的水聚集在調(diào)壓艙1下部，將上部的空氣壓縮經(jīng)調(diào)壓連通管3進入取樣艙2，直到取樣艙的艙內(nèi)壓力和采樣器外水壓力平衡后，調(diào)壓艙即不再進水。這一過程是自動實現(xiàn)的，所以，采樣器放到設(shè)計調(diào)壓式采樣器的工作原理

水深內(nèi)水下某一測點后，能使取樣艙的艙內(nèi)壓力和采樣器外水壓力平衡。這時打開進水控制開關(guān)4，采樣器進水采樣，因內(nèi)外壓力平衡，不會發(fā)生突然灌注現(xiàn)象。

皮囊式采樣器也是一種調(diào)壓積時式采樣器。具有結(jié)構(gòu)簡單、無需設(shè)置專門的調(diào)壓裝置、操作方便、可靠性高、現(xiàn)場可以更換取樣艙(皮囊）、進口流速系數(shù)穩(wěn)定等優(yōu)點，容易得到應(yīng)用。皮囊式采樣器采用軟性乳膠皮囊作取樣容器。皮囊內(nèi)是取樣艙，皮囊外與水體直接相通的儀器艙是調(diào)壓艙。在儀器入水前，將乳膠皮囊內(nèi)空氣排凈。入水后，利用柔軟乳膠皮囊具有彈性變形和良好的壓力傳導(dǎo)作用的特點，乳膠皮囊自動調(diào)節(jié)取樣容積，始終保持皮囊內(nèi)外壓力平衡，達到瞬時調(diào)壓的目的。

皮囊式采樣器關(guān)于水樣進口流速與天然流速比值系數(shù)問題（進口流速系數(shù)）

采樣器進水管內(nèi)的水樣進口流速與天然流速之比稱為進口流速系數(shù)，用K表示，K應(yīng)等于1。進口流速系數(shù)誤差在流速為0.5～5.0m/s，含沙量在30kg/m3條件下，應(yīng)有75%的累計頻率，達到±10%，即K=0.9～1.1；當(dāng)含沙量在30～100kg/m3時，應(yīng)有75%的累計頻率達到±20%，即K=0.8～1.2左右。（k更易偏?。?/p>

用實測方法計算進口流速系數(shù)K。將采樣器放到某一測點，用進水開關(guān)控制采樣時間。用采樣器采得的水樣（體積）、采樣歷時、進水管口徑計算進水管內(nèi)的水樣進口流速。用流速儀測量采樣器處的天然流速。從而計算進口流速系數(shù)K。自動懸移質(zhì)測沙儀簡介

自動懸移質(zhì)測沙儀都能自動測得水中的懸移質(zhì)含沙量，可以在水中工作較長時期，它們的輸出數(shù)據(jù)或信號能自動轉(zhuǎn)換為水中的懸移質(zhì)含沙量，能夠接入專用儀器、計算機、遙測終端機，可以遠距離傳輸。這樣的儀器有：

——光電測沙儀

——振動測沙儀

——同位素測沙儀

——超聲波測沙儀這些儀器處在不同的發(fā)展階段，有各自可能的適用范圍和特點，但均未在國內(nèi)水文測驗中正式使用。在國外，這些儀器用于水文測驗的正式產(chǎn)品也不多。利用各種遙感方法也可以估測水中的含沙量，如利用光譜反射法測量海面、湖面較大范圍的水域表層含沙量。還有懸沙圖像分析儀，可以在水下拍攝圖像，分析得到含沙量和粒徑級配。光電測沙儀的工作原理

光線通過渾濁的液體時，因渾濁度不同，光強度會有不同程度的減弱。測出光線減弱量，再根據(jù)傳輸距離等影響因素，就可以計算出液體的濁度。在很多場合，天然水體中的泥沙含量是決定濁度的唯一因素。如果泥沙含量和濁度之間有穩(wěn)定的關(guān)系，就可以用測量濁度的方法來測得含沙量。光線在水中的衰減與下列因素有關(guān)：L——光程，光線在液體介質(zhì)中通過的路程；K——吸收系數(shù)，某種介質(zhì)相對于光線的特性；C——含沙量，水中懸移質(zhì)含沙量；d

——懸移質(zhì)平均粒徑；r

——懸移質(zhì)容重?？梢杂孟率焦浪愎獾乃p：式中：透過介質(zhì)后的光通量；透過介質(zhì)前的原光通量。由上式，可以在測得光通量后，根據(jù)已知的L、r，再根據(jù)率定所得的K和d，計算得出含沙量C。實際生產(chǎn)的儀器多數(shù)使用紅外光或激光。大量儀器還是通過實際率定來確定含沙量和測得光通量之間的關(guān)系的。

光電測沙儀的性能和應(yīng)用

準確性分析由公式可知，泥沙容重r、泥沙直徑d、吸收系數(shù)k都不是定值，泥沙直徑的影響不可忽視。此類儀器可以用來測量泥沙平均直徑就是一很好的說明。所以光電測沙儀的準確度較差。不適用于較大泥沙含量。上述典型產(chǎn)品原來只用于1kg/m3的含沙量，并限于在30μm的泥沙的粒徑時。由于陸地水文測驗的需要，已有這類儀器的改進型，可以測較大含沙量，可以適用于較低含沙量的江河。原儀器的含沙量測量誤差可達±20%。特點和應(yīng)用光電測沙儀能自動長期工作，自動測量含沙量，測量速度很快，測得數(shù)據(jù)可以很方便地長期存貯和供自動傳輸。一般講，只能應(yīng)用于低含沙量、較穩(wěn)定的泥沙粒徑、較大的允許誤差時。長期使用時，一定要保持光學(xué)傳感器表面的潔凈。超聲波測沙儀的工作原理

超聲波在水中傳播時，能量將不斷衰減?？梢杂孟率奖硎酒渌p規(guī)律：式中：為原振幅；為超聲波傳輸?shù)骄嚯x聲源x處的振幅；

x為超聲波傳輸?shù)木嚯x；a為聲波衰減系數(shù)；聲波衰減系數(shù)是由純水和水中含沙量二部分衰減系數(shù)組成的。由含沙量決定的聲波衰減系數(shù)還受泥沙粒徑、容重、泥沙粘性等因素影響。泥沙容重、粘性變化較小，如果粒徑較穩(wěn)定，就可以找出泥沙含量和聲波衰減的關(guān)系。測得超聲波衰減量和水中的泥沙含量?？梢詰?yīng)用聲學(xué)多普勒原理測量水中的含沙量。應(yīng)用ADCP測量流速剖面的同時，接收的聲學(xué)回波也提供了水中含沙量的定性分布信息。已有對國外儀器的試驗試用。由于它適用于高含沙量測量，在工業(yè)上有相應(yīng)的測量泥漿濃度的產(chǎn)品。同位素測沙儀的工作原理

同位素測沙儀利用γ射線通過物質(zhì)時的能量衰減原理測量被測物質(zhì)的密度，從而測得含沙量。放射性物質(zhì)能放射出α、β、γ射線，γ射線波長短、穿透能力強。它通過物質(zhì)時與其它光通過物質(zhì)時的衰減情況類似，衰減情況可按指數(shù)規(guī)律計算。如入射γ射線強度為I0，穿過水體厚度為L，透過水體后的射線強度為I，則：

式中：R——γ射線在水體中的質(zhì)量衰減系數(shù)；

ρ——水體密度。此式與超聲波測沙的計算公式類似，說明這二類儀器的工作原理是相近的。質(zhì)量衰減系數(shù)R受光電效應(yīng)、康普頓散射和電子偶效應(yīng)影響，由此三部分影響分別形成的三種質(zhì)量衰減系數(shù)R1、R2、R3組成。此三種質(zhì)量衰減系數(shù)相互獨立、互不影響，且R=R1+R2+R3。儀器相應(yīng)的R值可以經(jīng)測試后確定。測得γ射線通過水體后的強度I，由已知的I0和R，就可以由下式計算水體密度：

同位素測沙儀的性能和應(yīng)用

1．技術(shù)性能同位素測沙儀能適應(yīng)0.5～1000kg/m3的大含沙量范圍，也能適應(yīng)較大的流速。但在水文測驗中尚無典型產(chǎn)品。工業(yè)應(yīng)用多。2．準確性分析同位素測沙儀計算公式中的三個分量并不相互影響，也較穩(wěn)定。更重要的是它們受泥沙顆粒大小、容重、粘性的影響很小。所以由測得的γ射線強度I計算得到的含沙量較穩(wěn)定準確。國內(nèi)在上世紀六十年代有過成功的實際應(yīng)用，能夠達到泥沙測驗的要求。3．特點和應(yīng)用同位素測沙儀工作性能較穩(wěn)定，測量準確度也較好，這是一種較好的自動測沙儀器。含沙量太低時，測量誤差較大。同位素測沙儀必須使用放射源。在放射源對人體保護、環(huán)境影響方面，在放射源的保管、應(yīng)用、處理方面有很多問題。目前放射源的劑量很小，儀器的保護越來越完善，對人體健康、環(huán)境很安全。同位素測沙儀應(yīng)該有較好的應(yīng)用前景。振動測沙儀測沙原理

振動測沙儀是一種密度傳感器，其核心部分是一根利用特種材料制成的空心振動管。它的固有振動頻率隨著流經(jīng)振動管內(nèi)水體密度的變化而變化。充滿水體的振動管的固有振動頻率可用下式計算：

式中：an

——振動管二端緊固梁的固有頻率系數(shù)；

E——振動管材料的彈性模量；I——振動管慣性距；

L——振動管的有效長度；AS——振動管材截面積；

ps

——振動管材密度；

A——流經(jīng)振動管內(nèi)被測液體的截面積；

p——被測液體（水體）的密度。儀器設(shè)計制作定型后，除水體密度外，上述各量均為定值，水體密度和振動管固有振動頻率為單值函數(shù)，可以由振動管振動頻率推求水體密度以及含沙量。

水下傳感器的基本結(jié)構(gòu)如圖示。水流沿箭頭方向流進、流出儀器內(nèi)的振動管，在激振線圈的電磁力作用下，振動管以隨含沙量變化而變化的固有頻率發(fā)生振動。此振動在檢振線圈內(nèi)感應(yīng)出同頻率的振蕩信號。經(jīng)聯(lián)接電纜，振蕩信號被水上儀器接收。1.激振線圈；2.振動管；3.檢振線圈；4.固定管座；5.減振器。振動測沙儀的結(jié)構(gòu)振動測沙儀的特點和應(yīng)用

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振動測沙儀沒有可動部件，也沒有與水體接觸的發(fā)送接收傳感器，與水體接觸的振動管只是一個水流通道，所以它能長時期自動工作。測量速度也很快。使得這種測沙儀可以作為一種自動監(jiān)測儀器應(yīng)用?！绊憙x器測沙性能和穩(wěn)定性的因素較多。使用前要確定并置入泥沙密度值；長期應(yīng)用時要注意定期調(diào)整，以保證測沙準確性?！駝庸軆?nèi)腔是一細長型管道，含沙水流流經(jīng)時很可能產(chǎn)生泥沙殘留淤積。一旦發(fā)生泥沙淤積，將嚴重影響測沙準確性。在長期使用時，在不同測量環(huán)境下，很有可能發(fā)生淤積問題。這是影響振動測沙儀能否長期自動工作的主要因素?！诠I(yè)上用來測量管道（或抽入儀器）中的泥漿、粉漿的密度，濃度都比較大。更多地用于各種溶液密度的測量。。——水文上還沒有較廣泛地應(yīng)用。該類儀器可以用于中高含沙量的直接測量，能否用于定點的長期自動測沙要視所用產(chǎn)品的性能而定。

推移質(zhì)、河床質(zhì)采樣器和躍移質(zhì)泥沙測驗儀器

推移質(zhì)泥沙采樣器

器測法－差壓式推移質(zhì)采樣器框式推移質(zhì)采樣器坑式采樣器其它方法－國際標準中列舉了差測法、沉淀法、沙丘追蹤法、遙測法、示蹤法等方法

推移質(zhì)泥沙采樣器的工作原理

推移質(zhì)泥沙采樣器都具有一固定寬度的口門，放到河底后，能穩(wěn)定地緊貼河底。推移質(zhì)泥沙通過口門進入采樣器的泥沙收集器，經(jīng)過一預(yù)定的時間后，提起采樣器，根據(jù)采集到的推移質(zhì)質(zhì)量，口門寬度、采樣歷時計算出斷面上該點的河底單位寬度、單位時間的推移質(zhì)輸沙率。然而再根據(jù)采樣器效率（如果知道的話）、斷面上各測量點推移質(zhì)輸沙率推求整個斷面推移質(zhì)輸沙率。

壓差式推移質(zhì)采樣器

壓差式推移質(zhì)采樣器的工作原理壓差式采樣器適用于沙質(zhì)、小礫石河床。從進口口門向后，采樣器的橫斷面逐步擴張，后部形成負壓，使流速減慢，有利于進入采樣器的推移質(zhì)泥沙滯留在采樣器的泥沙收集器內(nèi)。泥沙收集器的結(jié)構(gòu)可能是底部的一些檔板、固定在出口處的網(wǎng)兜、或者是專門設(shè)計的收集室。壓差式推移質(zhì)采樣器的結(jié)構(gòu)壓差式推移質(zhì)采樣器由口門、泥沙收集器、帶配重和尾翼的器身組成。國外的采樣器對口門不加控制，一直敞開。我國的一些壓差式推移質(zhì)采樣器增加了口門開關(guān)板，對采樣器內(nèi)部橫斷面的逐步擴張也有所研究，采用一些弧形頂板等，使采樣器內(nèi)水流平順。有利于采樣效率的穩(wěn)定。Y901型沙推移質(zhì)采樣器

技術(shù)性能：1.適用范圍：流速≤3m/s、水深≤30m、床沙粒徑≤2㎜的沖積性河流；2.進口面積：100㎜×100㎜；3.出口面積：200㎜×90㎜；4.有效最大積沙量：15㎏；5.采樣器質(zhì)量：200㎏。AYT-300型礫、卵石推移質(zhì)采樣器AYT-300型采樣器是一種壓差式礫、卵石推移質(zhì)樣本采集器，其特點是利用進口面積與出口面積的水動壓力差，增大器口流速，使器口流速與天然流速接近，達到采集天然樣本的目的。技術(shù)指標（1）適用范圍：流速≤5m/s、水深≤40m、推移質(zhì)粒徑2mm～250mm的卵石夾沙及礫、卵石；（2）口門寬：300mm；軟底網(wǎng)（3）承樣袋：2mm孔徑尼龍網(wǎng)袋；（4）儀器尺寸：總長1800mm、總高438mm、器身長900mm；（5）采樣器質(zhì)量：350㎏。這種采樣器是用來采集粒徑2mm以上推移質(zhì)的，以填補上二種采樣器的適用范圍空檔。使用軟底網(wǎng)以貼緊河床，用尼龍網(wǎng)袋承集所采推移質(zhì)樣品。美國“簡易”積時式采樣器室內(nèi)泥沙顆粒分析儀器人工分析方法：篩分法、沉降法、吸管法。自動分析方法（光電顆粒分析技術(shù)）。

——渾勻沉降消光法?！馍⑸溲苌浞?。——光子相關(guān)光譜法。（用于工業(yè)）應(yīng)用全靜態(tài)沉降分析技術(shù)的光電顆分儀

粒度分析原理一定粒徑的（泥沙）顆粒在靜止的分散介質(zhì)（水）中由于重力作用自由下沉，當(dāng)粒徑小于或等于0.062㎜時（粉沙），沉速遵循Stokes公式。當(dāng)粒徑為0.062～2.0㎜時（砂粒），采用另一公式（沙玉清的過渡區(qū)公式）。在沉降管（區(qū)）內(nèi)，某一時刻不同粒徑的粒子群將處于不同的高度。光透射過粒子群時，由于粒子對光的吸收、散射作用將使光強衰減，類似于光電測沙原理。由測得的透射光強，可依據(jù)Beer定律計算出含沙量。根據(jù)測量時的時間、測量處所在沉降管的高度，可進一步求得粒子的粒徑級配。產(chǎn)品河海大學(xué)曾有過早期產(chǎn)品。應(yīng)用較多的是1996年研制成功的DLY-95光電顆粒分析儀。應(yīng)用光散射衍射法分析技術(shù)的光電顆分儀

激光衍射粒度儀的測量原理是：顆粒在激光束的照射下，其散射光的角度與顆粒的直徑成反比關(guān)系，散射光強隨角度的增加呈對數(shù)規(guī)律衰減。圖中右側(cè)是儀器中的激光發(fā)生器，發(fā)出的激光經(jīng)透鏡后成為平行光束，此平行光束通過中間的樣品池，發(fā)生散射，散射光經(jīng)傅立葉透鏡后成像排列在有多個檢測器的左側(cè)焦平面上，由光電檢測器接收。散射光的能量分布與顆粒直徑的分布直接相關(guān)，通過接受和測量散射光的能量分布就可以得到顆粒的粒度分布。地下水采樣設(shè)備

地下水采樣泵地下水采樣器對地下水采樣設(shè)備的技術(shù)要求

在我國的有關(guān)規(guī)范中只有原則要求，沒有看到國際標準，在美國材料試驗學(xué)會的行業(yè)標準中有比較詳細的規(guī)定。綜合這些文本和實際需要，對地下水采樣設(shè)備提出如下主要技術(shù)要求：1．所用材料應(yīng)耐腐蝕，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會影響所采水樣的化學(xué)成份。應(yīng)主要使用不銹鋼、玻璃、穩(wěn)定的工程塑料等材料。2．采樣過程中應(yīng)使水樣盡量少與空氣接觸。在提升上地面過程中不能與采樣設(shè)備外的水體發(fā)生交換。3．被采樣的水體在采樣過程不能有太大的擾動，進入采樣設(shè)備內(nèi)部后也不應(yīng)被過分地攪拌（如采樣泵的旋轉(zhuǎn)葉片）。4．抽水采樣時，流量應(yīng)較小，以免擾動井中水體。5．應(yīng)能采到要求深度處的水樣。氣囊式采樣泵氣囊式采樣泵是美國行業(yè)標準建議使用的一種地下水采樣設(shè)備。此泵以壓縮空氣為動力，工作時控制器控制加壓和排氣，使壓縮空氣交替進入氣囊外部空間，擠壓氣囊，在上下球閥的作用下，氣囊的水體被擠入采樣水管。壓縮空氣交替工作，所采水樣被不斷擠壓，從采樣水管上部流出。優(yōu)點：適用于大部分水質(zhì)參數(shù)；所采水樣不和空氣接觸；采樣深度超100m；小流量采樣不擾動地下水體；適用于50mm以上直徑的測井；可用于小口徑井的洗井。使用不便之處是：要按提升高程計算所需空氣壓力；需要壓縮空氣動力源貝勒管（Bailer）貝勒管是美國行業(yè)標準建議使用的地下水采樣器，也是國外比較普遍使用的地下水采樣器。其主要構(gòu)成是一個長圓形的采樣筒，上下各有一個單向球閥。有的產(chǎn)品只有一個下球閥。采樣時，用懸索懸吊，將貝勒管放入井中。在下放的過程中，下球閥被水頂浮起，水流入管內(nèi)。這時的上球閥也處于開啟狀態(tài)，在貝勒管下放的過程中，地下水進入管內(nèi)又不斷流出，直到貝勒管停在指定的深度，管內(nèi)采得此點的水樣。提起貝勒管的過程中，下球閥自動關(guān)閉，將水樣密封帶到地面。

水面蒸發(fā)觀測儀器

用于水面蒸發(fā)量人工觀測的儀器有E601型蒸發(fā)器和20cm口徑蒸發(fā)器。以及一些自動蒸發(fā)觀測儀器。

——自動蒸發(fā)觀測儀器都是在E601B的基礎(chǔ)上構(gòu)成的。

——水面蒸發(fā)觀測規(guī)范規(guī)定了E601的結(jié)構(gòu)，原標準中規(guī)定的E601用鋼板制作。后經(jīng)改進，應(yīng)用玻璃鋼制造的E601B型水面蒸發(fā)器的性能優(yōu)于用鋼板制作的E601型。作為更新?lián)Q代產(chǎn)品，E601B型水面蒸發(fā)器已成為水文、氣象部門統(tǒng)一使用的標準水面蒸發(fā)器。在《水面蒸發(fā)器》國家標準中的標準水面蒸發(fā)器就是原來的E601B型水面蒸發(fā)器。E601B水面蒸發(fā)器

主要規(guī)格及技術(shù)參

測針最大量徑：70mm

測針最小讀數(shù)：0.1mm蒸發(fā)桶器口直徑：618±2mm

蒸發(fā)桶器深：600mm

電源：DC3V環(huán)境溫度：-40℃～+50XK34-132-0032制造廠家：水利部南京水利水文自動化研究所插座測針probeEvaporationtube蒸發(fā)桶Ring圍圈Spillwaytube溢流桶自動（記）蒸發(fā)器——自動蒸發(fā)器有自記蒸發(fā)量和可以用于遙測的信號輸出功能。除了量測裝置以外，它們的蒸發(fā)桶、水圈、溢流桶都和標準水面蒸發(fā)器（E601B型）一致，只是在觀測蒸發(fā)桶內(nèi)水位的方法上應(yīng)用了自動化“水位計”。所以蒸發(fā)器和水位計有很多相同之處，但蒸發(fā)器的水位測量精度和分辨力要求都高于一般水位計。由于要保證蒸發(fā)桶內(nèi)水面不能發(fā)生較大變化，自動蒸發(fā)器還必須有向蒸發(fā)桶內(nèi)補水的功能。這二條是自動蒸發(fā)器和自動水位計的不同?！獪y量水位有很多方法，也可以設(shè)計成相應(yīng)的自動蒸發(fā)器。從目前情況看，補水式自動蒸發(fā)器和浮子式自動蒸發(fā)器已有產(chǎn)品提供。另外還有超聲自記蒸發(fā)器，應(yīng)用磁致伸縮液位傳感器的自記蒸發(fā)器。

工作原理蒸發(fā)使蒸發(fā)桶內(nèi)的水面下降，當(dāng)下降一個預(yù)定值時，補水裝置會自動向蒸發(fā)桶內(nèi)補入一定量水體，使蒸發(fā)桶內(nèi)水面上升到原來高度。記錄下補水時間和水量（一恒定值），就完成了蒸發(fā)自動測量。此產(chǎn)品是在蒸發(fā)桶內(nèi)水面上方安裝一水面測針。當(dāng)蒸發(fā)桶內(nèi)水面因蒸發(fā)降低而脫離針尖時，立即產(chǎn)生一個信號。此信號通過控制系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)施的動作，會使補水裝置向蒸發(fā)桶內(nèi)補充一定量的水（如相當(dāng)于0.5mm蒸發(fā)量的水量），使蒸發(fā)桶內(nèi)水面上升，重新觸及測針。

補水式自動蒸發(fā)器

利用此信號，可以記錄蒸發(fā)量和遙測傳輸。實現(xiàn)了蒸發(fā)量的自記和遙測。1.蒸發(fā)桶；2.溢流管；3.測針桶；4.水面測計；5.補水管；6.補水機構(gòu)；7.貯水桶；8.量水探針；9.量水筒；10.控制盒。FZZ-1型遙測蒸發(fā)器

主要技術(shù)指標1．蒸發(fā)桶器口直徑：618±2mm。

2．蒸發(fā)桶器深：600mm。

3．分辨力：0.5mm。

4．量水筒補水精度：3%。

5．電源：DC12V。

水利部南京水利水文自動化研究所XK34-132-0031工作原理——

用聯(lián)通管將蒸發(fā)桶內(nèi)水體與一小的“靜水井”相連，用一高精度、高分辨力的浮子式水位計測量此“靜水井”內(nèi)的水位，也就測得了蒸發(fā)桶內(nèi)水面的變化。再輔以自動向蒸發(fā)桶補水和自動處理降雨影響的功能，構(gòu)成了一臺浮子式自動蒸發(fā)儀。儀器結(jié)構(gòu)與組成——

儀器包括一個高分辨力的精密浮子水位計、自動補水機構(gòu)、控制部分、記錄裝置、電源等。需要補水水箱或水源。蒸發(fā)桶應(yīng)用標準水面蒸發(fā)器（E601型）。儀器內(nèi)有一浮子室，浮子室和蒸發(fā)桶聯(lián)通。浮子式水位計感測浮子室內(nèi)的水位。為了達到較高的準確性，常采用光電編碼器?？刂撇糠侄〞r測量編碼器輸出，得到水位和蒸發(fā)值。當(dāng)水位降到一定高度時，自動補水機構(gòu)向蒸發(fā)桶內(nèi)定量補水。補水結(jié)束，以新的水位起點再開始測量水位和蒸發(fā)量。如果遇到降雨，小雨時類似補水效果（還可測得降雨量），雨停后仍能自動測量蒸發(fā)。與前述補水式自動蒸發(fā)儀相比較，這種儀器的自動化程度較高。這種蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可能對儀器的穩(wěn)定性和準確度有影響。

浮子式自動蒸發(fā)儀其它形式的自記蒸發(fā)器

超聲波自記蒸發(fā)器應(yīng)用超聲波測量水位的原理來測量蒸發(fā)器或大型蒸發(fā)池內(nèi)水面高度，也可以由此測得蒸發(fā)量。不過，水位測量必須非常準確，一般產(chǎn)品不易做到。如果沒有自動補水裝置，將需要人工補水。這類儀器還沒有正式應(yīng)用。應(yīng)用磁致伸縮液位傳感器的自記蒸發(fā)器磁致伸縮液位傳感器（見水位測量部分）能測得很準確的水位，蒸發(fā)器內(nèi)的水位變化很小，很適合應(yīng)用磁致伸縮液位傳感器。已有這種自記蒸發(fā)器，其自動化程度和準確性都很高。水質(zhì)自動監(jiān)測儀器

直接法水質(zhì)測量儀（電極法）

水質(zhì)自動分析儀直接法水質(zhì)測量儀（電極法）

工作原理：——直接法水質(zhì)儀的傳感器放入水體中，能直接感測到某一水質(zhì)參數(shù)的數(shù)值。某一種電極只能測得某一種水質(zhì)參數(shù)。感應(yīng)頭直接感應(yīng)水質(zhì)，沒有可動部件，可以較長時期在水中工作，連續(xù)測量?！獪y離子濃度的測量電極由一個離子選擇性電極和一個電位恒定的參比電極組成。放入待測水體后，水中某種離子濃度會對相應(yīng)的離子選擇性電極起作用，改變測量電極二電極間的電位。測出此電位，就可以求得相應(yīng)的離子濃度。測得的電位和離子濃度有較穩(wěn)定準確的關(guān)系?！行﹨?shù)，如水溫、濁度、水深（壓力）、電導(dǎo)率等也用一個“電極”來測量，但測量元件就不是上述的電極了，它們是溫度傳感器、光電濁度探頭、壓力傳感器等。離子選擇性電極能用于CN－、F－、CI－、NH4+、S2－、SO42－、NO2－、NO3－、K+、Ca2+、Mg2+等離子的監(jiān)測。常規(guī)五項都用電極法自動監(jiān)測?！行┧|(zhì)參數(shù)可以通過其它測得參數(shù)轉(zhuǎn)換得到，如鹽度可以從電導(dǎo)和水溫得出。一些復(fù)雜的“電極”已能測量COD