[实用新型]一种针管式人工模拟降雨装置

说明书

本实用新型提供一种针管式人工模拟降雨装置，包括供水系统、降雨系统、自控系统、控制系统、观察系统、排水系统和支架。所述供水系统包括集水箱、集水箱进水管、限位水管、出水管和过滤器；所述降雨系统包括降雨系统进水管、雨盒、分流筒、分流管以及针头；所述自控系统包括两组液体加压器和定时控制器；所述控制系统包括两个流量计、两个控制旋钮和流量计进水管；所述观察系统包括带孔有机玻璃圆盘和电动转盘；所述排水系统包括集水筒和排水管。该装置可以自动控制降雨历时、降雨周期、降雨次数，也可以精确模拟不同降雨强度、降雨量、雨滴大小、降雨历时等条件下的降雨，具有可自控、精确度高、原理简单等优点。

技术领域

本实用新型属于人工模拟降雨技术领域，具体涉及一种针管式人工模拟降雨装置。

背景技术

通过人工降雨装置来模拟降雨，是一种理想的试验方法，它不受时间和空间限制，重现天然降雨，既节约了大量的人力和物力，又能在短时期内重复试验，缩短了试验的周期。同时，人工降雨装置还可以根据试验的需要，对降雨进行有效的控制，从多方面来研究降雨的各种特性(如雨量、雨强、雨滴大小和分布均匀性、降雨动能等)对土壤性质的影响。

从20世纪90年代开始，国内很多学者已经研制和引进了人工模拟降雨装置，并应用于土壤侵蚀等方面的试验研究。目前的人工模拟降雨装置按雨滴产生方式主要分为喷嘴式、管网式、悬线式和针头式4种类型，各种类型的降雨装置特征均不相同。喷嘴式：水从喷孔或喷嘴中喷出，在空中分散成大小不一的水滴降落到地面，形成的雨滴直径不均匀；管网式：在一些平行的细管上钻有小孔，水从孔中喷出，形成雨滴，灵活性差，不便于控制；悬线式：水滴在悬线终端以初速度为零离开，降落到地面，雨滴很难达到天然降雨的落地终点速度；针头式：特征与悬线式相类似，水滴通过针头末端落到地面。

因此，有必要设计出一套原理简单、精确度高、便于控制、适合室内降雨试验研究的人工降雨装置。

实用新型内容

针对目前现有降雨装置的特点和不足，结合天然降雨的特征，本实用新型提供了一种可以自动控制且适合于实验室使用的针管式人工降雨装置，该装置可以自动控制降雨历时、降雨周期、降雨次数，也可以精确模拟不同降雨强度、降雨量、雨滴大小、降雨历时等条件下的降雨，具有可自控、精确度高、原理简单等优点。

本实用新型为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种针管式人工模拟降雨装置，其特征在于：包括供水系统、降雨系统、自控系统、控制系统、观察系统、排水系统和支架。所述供水系统包括集水箱、与集水箱腔体上表面连通的集水箱进水管、与集水箱侧壁限位高度处连通的限位水管、与集水箱底部出水口连接的出水管和连接在集水箱进水管上的过滤器A、连接在出水管上的过滤器B；所述降雨系统包括降雨系统进水管、与降雨系统进水管末端连接的分流筒，分流筒底部连接若干分流管，分流管与雨盒内部连通，雨盒底部设有若干针头；所述自控系统包括两组液体加压器和定时控制器，一组设置在集水箱进水管上实现自动给集水箱供断水，起到节水的作用，另一组设置在出水管与流量计进水管之间，实现自动控制降雨历时、降雨周期、降雨次数；所述控制系统包括两个流量计、设置在两个流量计上的两个控制旋钮和流量计进水管；流量计进水管设置在出水管与降雨系统进水管之间，流量计进水管中段设有并联设置的两个分支流管，两个流量计设置在两个分支流管上，所述观察系统包括带孔有机玻璃圆盘和电动转盘；所述排水系统包括位于雨盒下方的集水筒和排水管。

所述供水系统采用实验室自来水供水，水压约为0.06MPa，所述集水箱的直径为600mm，高度为900mm，集水箱高600mm处设有限位水管，以保持水位控制在600mm高度。

所述雨盒由有机玻璃加工而成，为圆筒形，尺寸为Φ700mm×15mm，上表面安装有分流筒，分流筒与8条分流管相连，分流管另一端连接至雨盒的针头布置区域，雨盒下表面分布有268个注射针头插口，间距为40mm，梅花状布置，针头插口为2.5ml医用注射器针筒切割安装而成，针头采用工业卡胶针头；雨盒置于支撑支架上表面。