专利名称：蒸发传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种蒸发传感器，ー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)=単位时间内通过单位面积蒸发的水分。 相对蒸发率=(蒸发率+參照蒸发率)*100%。參照蒸发率为标准条件下的蒸发率。在无统ー标准时，可由用户指定ー个參照条件，例如可以指定某一容易实现的常见条件下的蒸发率作为參照蒸发率，也可以取平均蒸发率作为參照蒸发率。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、综合考虑光辐射強度、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)的エ农业项目，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。通常通过在线測量光辐射强度、温度、湿度、风速、大气压等參数，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，測量成本高，所以难以推广应用。

发明内容
本发明提供ー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、帯状，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，则可以作成黒色。
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。


下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图I是本发明的构造原理(A)和等效电阻(B)的示意图。图I中①、②—固定电极；(D—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2中①、②一固定电极；③一敏感元件；④加水的装置；⑤二次仪表两个电极之间的绝缘和固定材料。
具体实施方式
(示例)在图2所示实施例中，将双芯绝缘硬铜导线做成图示的形状，该导线既是固定支架，同时将其上端一部分剥出绝缘材料作为两个固定电极①、②，在固定电极①、②上平行缠绕安装二道(可以I-多道)蒸发敏感元件③，就做成了一个简单实用的蒸发传感器。而且双芯绝缘铜导线的下端就是传感器的输出线。在图2所示蒸发传感器的应用系统示意图中，表明了蒸发传感器的应用方法每次测量前用加水装置④让敏感元件饱和吸水，然后停止加水，让蒸发传感器在工作条件(包括光辐射强度、温度、湿度、风速、大气压等条件)下自由蒸发，随水分的蒸发，传感器的等效电阻Rz增加，通过二次仪表⑤测量两个电极之间的电阻Rz的变化规律，就能够测量水分蒸发速度(蒸发率或者相对蒸发率)。测量蒸发传感器的等效电阻Rz的方法和原理与与测量普通电阻相同。加水装置④(例如喷嘴+阀门或小水泵)是应用蒸发传感器必须的附件，而且必须由二次仪表⑤对加水装置④进行开关控制。例如，在自动喷灌系统中，可利用灌溉喷头作为加水装置，由控制器控制加水和停止。
权利要求
1.一种蒸发传感器。其特征是包括两个相互绝缘的固定电极①②、一至多条安装在电极①②之间的蒸发敏感元件③。固定电极①②为导体；蒸发敏感元件③采用能够吸水并能让水分自由蒸发的线状或带状材料。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。
2.根据权利要求I所述的蒸发传感器，其特征是蒸发传感器的等效电阻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。
全文摘要
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，包括两个相互绝缘的固定电极①②、一至多条(图示为2条)安装在电极①②之间的蒸发敏感元件③。固定电极①②为导体；蒸发敏感元件③采用能够吸水并能让水分自由蒸发的线状或带状材料。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。蒸发传感器的等效电阻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。注意各元件间的距离不能太近，以防元件间产生水膜连结而发生测量错误。
文档编号G01N27/04GK102967630SQ20111025740
公开日2013年3月13日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者谢其珍, 杨同球, 杨德敏 申请人:谢其珍, 杨同球, 杨德敏