便携式人工模拟降雨器

 (一).总则:   

全自动控制的人工模拟降雨器,是应各科研院校交流所设计所成，整体解决方案有二大部分组成分为：管路系统方案、降雨模拟系统方案。二大部分组成后全部实现降雨实验的整个过程.以下是分项解释:

1、           管路系统方案：是指整个实验室内或野外架有管路系统。均为不锈钢制造,管路系统形成后,可以使得有效降雨面积在25平米左右,成正方型或长方型架构.

2、           降雨模拟系统方案：是指在实验区建成降雨区，降雨区为了有效的保证达了下垫面的实验得以完成，有效降雨面为25平米左右。整个降雨可以达到模拟人工降雨的效果，详见人工降雨模拟方案。

(二).管路系统方案：
为使该系统模拟的降雨与自然降雨物理性能相似，采用世界上生产模拟雨滴喷头的美国SPAYING SYSTEMS CO公司生产的FULLJET旋转下喷式喷头模拟降雨，本系统拟采用我公司研制开发的，已装备于各院校实验室的人工模拟降雨系统的“人工模拟自动降雨系统”，该系统运行5年来，已为国内外水土保持机构模拟降雨2千余次，接待国家领导参观视察数十次，每次降雨圆满、准确，目前已成为土壤侵蚀模拟降雨设备行业标准,为南京林业大学,贵州大学,浙江水利厅，西南林学院，贵州大学，江苏水利厅，浙江大学，同济大学……等单位的降雨实验中,得到了的验证.

 1、原理及组成

雨滴形成部件：为使该系统模拟的降雨与自然降雨物理性能相似，采用世界上生产模拟雨滴喷头的美国SPAYING SYSTEMS CO公司生产的FULLJET旋转下喷式喷头模拟降雨，3种不同规格（FULLJET１／８，２／８，３／８）的垂直全喷式雨滴模拟专用喷头，叠加成一个雨滴喷射组，即可有较大雨强变化，又可保证雨滴模拟效果从而形成从小到大的雨强连续可调，雨滴形态，降雨均匀度与自然降雨相似的人工自动模拟降雨。

系统组成：本系统由雨滴模拟喷头、全不锈钢分水/供水/过滤系统、便携式降雨测控系统组成，其组成框图如下：

该系统采用一套供水管路，回水调水压技术，两套快速便携立杆，4组降雨喷头，降雨投射面相互均匀叠加形成降雨区间。雨量实时测量、叠加管路选择、降雨时间均便携式模拟降雨测控仪自动管理。该测控仪面板如下：

 2、性能参数

    有效降雨面积：25平方米内任选

    降雨高度：   3- 4米

    雨强连续变化范围：15—250mm/h（任选）

    降雨均匀度系数大于0.8

    降雨历时：  任意

    降雨测量：0.01 mm/h

    降雨调节：7 mm/h

    设计使用寿命：15年

    可存储1000小时降雨雨强测量数据

3、特点：

    A、野外模拟降雨实验抗风能力强：由于采用带压力垂直下喷式模拟降雨，与低能量较大，既有较强的抗风能力，又可接近自然降雨能量。（一般野外模拟降雨刮风对降雨均匀大影响极大，甚至模拟降雨失败）

    B、便携性好，适合野外移动降雨：该设备采用个功能完备的小模块，通过快速连接部件，手工很快即可装配完成，野外试验很好携带，适应各种野外不同地形条件。

     C、降雨测控先进：该系统首先采用自动测控系统在模拟降雨器上，可现场实时在线显示存储模拟降雨的动态变化及曲线，即对现场降雨测量结果有直接参考意义，又便于很快调节雨强至实验模拟降雨要求值（如无此功能，降雨前的降雨率定、调节、验证很费精力，时间）。降雨时间机管路选择可自动进行。

（三）．电路方案设计：

1．              采用嵌入式系统设计，支持系统实时时钟

2．              采用240x128点阵LCD显示，菜单化设计。

3．              支持全中文1、2级字库。

4．              预留1M 字节存储空间。

5．              采用12位PVC组合功能键设计。

6．              支持RS232或RS485通讯模式。

7．              12 BIT AD输入采集压力变送器的输入

8．              12 BIT DA输出控制流量调节阀的开口度。

9．              8路光耦输入用于采集雨量计的输入。

10．         7路继电器输出用于控制喷头的开关。

11．         一路继电器输出用于控制水泵的开关。

12．         PID控制算法设计。

13．         预留大屏显示器接口。

（四）.管路布置图
（五）. 主要技术指标：
1、            可直接使用于任何降雨区控制。

2、            调节时间<30S。

3、            稳态误差<5%。

4、            控制降雨雨强变化范围15---250mm/h。

5、            连续降雨时间99999秒。

本系统主要用于模拟降雨实验，雨量的测量和降雨雨强的控制。系统可将雨量计的模拟信号转换为数字量，以数字形式显示当前雨量。

系统适用于模拟降雨等环境实验室。                

1、雨量筒承雨口内径：                     Φ200

2、雨量筒分辨力：                         0.5mm

3、雨量计工作电压：                       DC5V

4、主控制器工作电压：                     AC220V  50Hz

5、显示屏工作电压：                       DC24V

6、信号采集器工作电压：                   DC24V

7、传感器通讯方式：                       有线

8、各板卡间通讯方式：                     RS485

9、上位机与下位机通讯方式：               RS232

10、降雨区阀门控制：                      4~20mA DC

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