CN104678077A - 一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置，其由人工降雨器、雨强测试装置和升降式降雨器针头疏通装置组成；升降式降雨器针头疏通装置的使用，无需每次降雨结束后将针孔拔下利用铁丝进行清理，使针头的清洗过程省时省力，同时保证了降雨器针头的通透性，为实验提供稳定的雨强。此外，人工降雨器水槽底部布针板的使用将一整块底板化整为零，只需替换分布不同规格针头的布针板即可以快速更换整列针头，达到根据实验需要迅速调节不同雨强的目的，简化了调节雨强时针头更换的过程。因此，本发明的一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置降雨实验效果优异，可以广泛应用于人工野外模拟降雨。

Description

一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置

技术领域

本发明属于土壤性质研究设备技术领域，具体涉及一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置。

背景技术

目前大量土壤侵蚀和溶质迁移的实验均在人工降雨大厅通过室内人工降雨的方式进行测定。室内人工降雨为实验提供了稳定的雨强和均匀的雨滴打击，但室内研究大多集中于模拟降雨对扰动土的影响，受到人为因素的影响，其测量结果与野外实际情况有较大差别，无法真正代表野外实际情况。因此，目前高等院校及科研单位多使用侧喷式模拟降雨器或管网式(喷洒式)在野外进行模拟实验。侧喷式及管网式这两种方式成本较高，耗水耗电量大，降雨不均匀，且极易受风速影响，一旦风速超过2级，即无法开展野外实验。因此，为了减小上述影响，针孔式降雨器开始被应用。由于其在野外降雨过程中，受到野外降水水质及大气中杂质的影响，降雨期中针孔堵塞后造成雨强降低，严重影响实验结果。每次降雨结束后均需将针孔拔下，利用铁丝进行清理，调节雨强时同样需要把每个针头拔下再调换另一种型号针头，耗时耗力，且极易造成实验人员伤害。

发明内容

本发明的目的是提供一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨器，解决了现有技术中存在的针孔式降雨器的针头清洗及更换针头时均耗时耗力的技术问题。

本发明所采用的技术方案是，一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置，其由人工降雨器、雨强测试装置和升降式降雨器针头疏通装置组成；其中，人工降雨器采用针头作为雨滴发生器，升降式降雨器针头疏通装置为一体式结构，其包括主板，主板的面积与人工降雨器的针头的分布区域面积相同，主板的底部焊接有与针头在人工降雨器上的位置一一对应的铁丝，主板的四个角固定连接有拉杆，拉杆通过卡套式接头滑动连接于竖直的疏通装置支架上，疏通装置支架的底部设置有降雨器接口。

本发明的特点还在于，

人工降雨器还包括水槽，水槽上设置有进水管路和排水管路，进水管路与多功率水泵连接；水槽的侧壁标有雨强水位刻度线；均匀分布有所述针头的若干条布针板设置在水槽的下底面，若干条布针板拼接成一个平面；水槽通过连接件设置在可调升降支架上，其上有高度刻度线，底部有圆盘；水槽的上端四角设置有疏通装置定位柱，疏通装置定位柱与所述疏通装置支架底部的降雨器接口相互匹配。

人工降雨器还包括设置可调升降支架之间的防风帘，水槽的侧壁上还设置有多功率振荡器。

可调升降支架的底部设置有圆盘。

可调升降支架采用四根可伸缩的合金管。

雨强测试装置采用3～8个雨量筒。

布针板通过螺栓安装在水槽的下底面。

本发明的有益效果是：本发明的人工野外降雨器采用了升降式降雨器针头疏通装置，无需每次降雨结束后将针孔拔下利用铁丝进行清理，使针头的清洗过程省时省力，同时保证了降雨器针头的通透性，为实验提供稳定的雨强。此外，本发明的人工野外降雨器布针板的使用将一整块底板化整为零，通过改变分布不同规格针头的布针板，可以快速更换整列针头，即可以根据实验需要迅速调节不同雨强，使调节雨强时针头更换的过程简便化，节约了实验时间。另外，可调节功率的抽水泵和振荡器保证了雨强的稳定均匀，四周的防风装置可以保证降雨不受外界风力影响，可调节的支架可有效调节降雨器高低，增减雨滴动能，增加了降雨器的适用范围，底盘稳定，确保降雨器的稳定性。本发明的人工野外降雨器组装简捷，易于在野外进行人工降雨。

附图说明

图1是本发明的针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置人工降雨器结构图；

图2是本发明的针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置雨强测量装置所用量筒的示意图；

图3是本发明的针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置中的自动升降式降雨器针头疏通装置结构图。

图中，1.水槽，2.进水管路，3.排水管路，4.多动率水泵，5.雨强水位刻度线，6.布针板，7.针头，8.可调升降支架，9.高度刻度线，10.圆盘，11.防风装置，12.多功率振荡器，13.疏通装置定位柱，14.量筒，15.主板，16.铁丝，17.拉杆，18.疏通装置支架，19.降雨器接口，20.卡套式接头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参见图1～3，本发明的一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置，由人工降雨器、雨强测试装置和升降式降雨器针头疏通装置组成。

人工降雨器包括水槽1，水槽1上设置有进水管路2和排水管路3，进水管路2与多功率水泵4连接；水槽1的侧壁标有雨强水位刻度线5，水槽1的下底面安装有若干条布针板6，若干条布针板6拼接成一个平面，每条布针板6的底部均匀分布有针头7；水槽1通过连接件设置在可调升降支架8上，可调升降支架8采用四根可伸缩的合金管，其上有高度刻度线9，底部有圆盘10；在可调升降支架8之间设置有防风帘11；水槽1上端四角有疏通装置定位柱13；水槽1的侧壁上还设置有多功率振荡器12。

其中，布针板6的两个侧面为橡胶材料，多条布针板6采用螺栓固定安装于水槽1的下底面，拼接成一个密布针头的平面，布针板拆卸方便，可较为快捷的更换整列针头的规格；可调升降支架8底部的圆盘10用来保证降雨器保持水平位置和降雨过程中的稳定性；多功率振荡器12，在人工降雨时根据需求调节功率使水槽发生震动，保证降雨器稳定的雨滴动能；防风帘11，防止风强对降雨的影响，无风时分别卷起固定于可调升降支架8上端，有风时放下；多功率抽水泵4，可在降雨前为水槽注入满足雨强所需水位的一定量清水，并在降雨开始后，调节功率，在单位时间内，将与降雨量等量的清水源源不断的同步抽入水槽中，保证雨强的恒定。在进行不同坡度的土壤侵蚀降雨实验时，可以通过调节可调升降支架8的高度，使水槽1处于水平状态，保证测量的准确性。

雨强测试装置为3～8个雨量筒14，雨量筒的体积为1000ml。在实验开始前将雨量筒14放置于降雨器水槽1下的不同部位，起到测试并调节雨强准确度和均匀度的作用。

升降式降雨器针头疏通装置，包括主板15，主板15的面积与针头7分布区域的面积相同，主板15的底部设置有与针头7在人工降雨器上的分布密度相同、位置相对应的铁丝16，以保证密布于主板15底部的铁丝16与密布于降雨器水槽1下底面的针头7一一对位，铁丝16焊接在主板15上，主板15的四个角固定连接于拉杆17，拉杆17采用卡套式接头20滑动连接于竖直的疏通装置支架18上，使升降式降雨器针头疏通装置可以沿疏通装置支架18上下垂直移动。疏通装置支架18的底部设置有降雨器接口19，该接口与降雨器水槽1上端四角的疏通装置定位柱13相互匹配。该装置起到疏通针头，保证雨强稳定的作用。

本发明的针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置的工作过程为：

步骤1：将升降式降雨器针头疏通装置的降雨器接口20与人工降雨器的疏通装置定位柱13对接，使升降式降雨器针头疏通装置固定于降雨器水槽1的上端，此时密布于主板15底部的铁丝16与密布于降雨器水槽1下底面的针头7的位置一一对应。拧松卡套式接头20使拉杆17在疏通装置支架18上垂直向下滑动，此时主板15缓缓降下，直至铁丝16均穿透针头7，然后再使拉杆17在疏通装置支架18上垂直向上滑动至铁丝16完全脱离针头7，再使拉杆17在疏通装置支架18上垂直向下滑动，直至铁丝16均穿透针头7，重复上述操作，直至针头7内的杂质完全被清除干净。最后将对接后的升降式降雨器针头疏通装置的降雨器接口20与降雨器的疏通装置定位柱13分离，将升降式降雨器针头疏通装置从人工降雨器上撤出。

步骤2：校正雨强，确定进行降雨实验时降雨器所采用的针头规格及水槽1内的水位，雨强的设定标准为：等于待实验小区的实际降雨雨强，具体过程如下：

先调节可调升降支架8的高度，使人工降雨器水槽1保持水平，然后用软木塞塞住排水管路3与水槽1连通口，再将3～8个雨强测量装置的雨量筒14均匀的分布在降雨器水槽1的下部，最后开启多功率水泵4，水通过进水管路2被抽到水槽1中，直至达到设定的雨强水位刻度线处，水从针头7处流出，此时调节多功率水泵4的功率，其在单位时间内将与降雨量等量的清水源源不断的同步抽入水槽1中，使水槽1内的水位的稳定，水位稳定后开始校正雨强；如果雨强不满足设定雨强，则将水槽1底部现有的分布有针头7的布针板6替换为分布有其它规格针头7的布针板6和/或水槽1内的水位，直至雨强达到设定标准，以此确定人工降雨器所采用的针头规格及水槽1内的水位；

步骤3：确定人工降雨器所采用的针头规格及水槽1内的水位后，重复步骤1，清除此时针头7内的杂质；

步骤4：将针头7除杂质后的降雨器直接放置在待实验小区内，再次调节可调升降支架8的高度，使人工降雨器水槽1保持水平，用软木塞塞住排水管路3与水槽1连通口，然后开启多功率水泵4，同时开启多功率振荡器12，水通过进水管路2被抽到水槽1中，直至水位达到步骤2中确定的水位，水从针头7处流出，此时调节多功率水泵4的功率，使其在单位时间内将与降雨量等量的清水源源不断的同步抽入水槽1中，保证水位的稳定，进而保证雨强的恒定，然后进行降雨实验。实验结束后，关闭多功率水泵4、多功率振荡器12，拔掉排水管路3与水槽1连通口处的软木塞，将水槽1内的水排出。

Claims (7)

1.一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置，其特征在于，其由人工降雨器、雨强测试装置和升降式降雨器针头疏通装置组成；其中，人工降雨器采用针头(7)作为雨滴发生器，升降式降雨器针头疏通装置为一体式结构，其包括主板(15)，主板(15)的面积与人工降雨器的针头(7)的分布区域面积相同，主板(15)的底部焊接有与针头(7)在人工降雨器上的位置一一对应的铁丝(16)，主板(15)的四个角固定连接有拉杆(17)，拉杆(17)通过卡套式接头(20)滑动连接于竖直的疏通装置支架(18)上，疏通装置支架(18)的底部设置有降雨器接口(19)。

2.根据权利要求1所述的一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置，其特征在于，人工降雨器还包括水槽(1)，水槽(1)上设置有进水管路(2)和排水管路(3)，进水管路(2)与多功率水泵(4)连接；水槽(1)的侧壁标有雨强水位刻度线(5)；均匀分布有所述针头(7)的若干条布针板(6)设置在水槽(1)的下底面，若干条布针板(6)拼接成一个平面；水槽(1)通过连接件设置在可调升降支架(8)上，其上有高度刻度线(9)，底部有圆盘(10)；水槽(1)的上端四角设置有疏通装置定位柱(13)，疏通装置定位柱(13)与所述疏通装置支架(18)底部的降雨器接口(19)相互匹配。

3.根据权利要求2所述的一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置，其特征在于，人工降雨器还包括设置在可调升降支架(8)之间的防风帘(11)；水槽(1)的侧壁上还设置有多功率振荡器(12)。

4.根据权利要求2所述的一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置，其特征在于，所述可调升降支架(8)的底部设置有圆盘(10)。

5.根据权利要求2所述的一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置，其特征在于，可调升降支架(8)采用四根可伸缩的合金管。

6.根据权利要求1所述的一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置，其特征在于，雨强测试装置为3～8个雨量筒(14)。

7.根据权利要求2所述的一种针孔式防堵塞人工野外模拟降雨装置，其特征在于，布针板(6)通过螺栓安装在水槽(1)的下底面。