[发明专利]一种降雨径流模拟平台及控制方法在审

申请号：	202010898865.X	申请日：	2020-08-31
公开（公告）号：	CN112229775A	公开（公告）日：	2021-01-15
发明（设计）人：	李轩;侯精明;龚佳辉;王添;韩浩;黄绵松;付德宇;张阳维;李东来;陈光照;杨少雄;樊超;孙学良	申请（专利权）人：	西安理工大学
主分类号：	G01N15/08	分类号：	G01N15/08;G01N33/24;G01M10/00;G09B9/00
代理公司：	西安弘理专利事务所 61214	代理人：	宁文涛
地址：	710048***	国省代码：	陕西;61
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摘要：
搜索关键词：	一种降雨径流模拟平台控制方法
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【权利要求书】：

1.一种降雨径流模拟平台，其特征在于，包括降雨装置和径流平台两部分；所述降雨装置用于在径流平台上方进行人工模拟降雨；所述降雨装置包括供水模块和控制模块，控制模块通过电动执行器(3)对供水模块的整体调控实现对降雨过程的人工模拟。

2.根据权利要求1所述的一种降雨径流模拟平台，其特征在于，所述供水模块包括水箱(6)，水箱(6)内设置有水泵(7)用于向给水管(10)供水，给水管(10)上依次安装有安全阀门(5)、控制球阀(8)和电磁流量计(9)，控制球阀(8)连接有电动执行器(3)，给水管(10)输出端与分流管(30)输入端通过法兰(29)连接，分流管(30)的底部设有管道支撑座(11)对管道进行固定支撑；分流管(30)输出端与降雨管(28)输入端通过法兰(29)连接，降雨管(28)下方均匀设有降雨喷头(27)。

3.根据权利要求1所述的一种降雨径流模拟平台，其特征在于，所述分流管采用支撑杆(31)进行支撑，支撑杆(31)下设有支撑基座进行固定。

4.根据权利要求2所述的一种降雨径流模拟平台，其特征在于，所述水泵(7)，最大流量0.16m³/h，扬程5m；所述电磁流量计(9)量程0.008～0.25m³/h，控制球阀(8)和电磁流量计(9)之间保证有10D长度直管段，用于控制球阀(8)不同开度下的流量率定。

5.根据权利要求2所述的一种降雨径流模拟平台，其特征在于，所述控制模块包括PLC控制器(4)，PLC控制器(4)输出端连接有电动执行器(3)。

6.根据权利要求2所述的一种降雨径流模拟平台，其特征在于，所述电动执行器(3)输入端通过两线制与PLC控制器(4)连接，用于接收0-10V电压信号，输出端与控制球阀(8)通过法兰配套连接，向控制球阀(8)输出转角力矩控制开度。

7.根据权利要求1所述的一种降雨径流模拟平台，其特征在于，所述径流平台包括箱体(16)，箱体(16)一端采用底座(12)支撑，另一端采用转动支座(14)支撑；箱体(16)表面安装有下渗基板(22)，下渗基板(22)上方设有滑移孔板(23)；箱体(16)内部安装有下渗导流板(17)；箱体(16)下方放置有下渗收集箱(18)，箱体(16)远离给水管(10)的一侧设置有径流收集箱(21)。

8.根据权利要求7所述的一种降雨径流模拟平台，其特征在于，所述箱体(16)底部安装有转动连接套(20)，与转动支座(14)采用销轴方式转动连接；所述箱体(16)下方设有液压杆(13)，通过提升液压杆(13)改变径流平台坡度；所述下渗基板(22)等距设有下渗基孔(26)；所述滑移孔板(23)等距设有滑移下渗孔(24)，滑移下渗孔(24)与下渗基孔(26)对应，下渗基板(22)底部设有软磁铁(25)用于固定在下渗基板(22)上；所述下渗收集箱(18)和径流收集箱(21)均放置在导流器(19)下方，用于收集下渗流量和径流流量。

9.一种降雨径流模拟平台的控制方法，其特征在于，采用一种降雨径流模拟平台，步骤具体如下：

S1、进行率定预试验，率定雨强R与控制球阀阀门开度L的关系；

S2、根据降雨径流模拟试验需求进行径流平台布设；

S3、给定所需雨强-时间关系曲线，根据调节精度和阀门开度L设定PLC控制器程序；

S4、通过PLC控制器(4)设定程序驱动电动执行器(3)，进而控制球阀(8)阀门开度进行降雨径流试验；

所述步骤S1包括以下分步骤：

S1.1、调节控制球阀(8)的阀门开度，通过电磁流量计(9)确定当前阀门开度下流量大小；

S1.2、计算水泵(7)流量Q与雨强R的关系：

Q＝RA (1)

其中Q为流量，R为率定的雨强，A为对应降雨试验下垫面的面积；

S1.3、给出降雨径流试验所需雨强-时间关系曲线；

所述步骤S2包括以下分步骤：