CN210864090U - 一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置 - Google Patents

Abstract

一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置，属于雨强模拟装置领域。装置包括：瓶体组件、上瓶盖、进气管、阀门和漏嘴；瓶体组件上方设有上瓶盖，进气管嵌装于上瓶盖内，瓶体内部通过进气管与外部大气连通，下方设有阀门，阀门与瓶体组件水路连通，该阀门下方设有漏嘴。当打开阀门开始泄水时，外部大气通过进气管持续的进入瓶内，泄流水头的落差为恒定值△h，漏嘴出水口径φ₂可分别选择与大、中、小雨雨强相适配，可分别获得大、中、小雨强，泄流量V₅其表达式为：V₅=V₀‑V₄，式中：V₀为注水满水的总容量，V₄为底水线H₀以下瓶体内部贮水的容量。优点：解决了大、中、小各种雨强精确的模拟及定量注水问题，安装携带方便，无需使用外部电力设备。

Description

一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置

技术领域

本实用新型涉及一种多雨强模拟装置领域，特别是一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置。

背景技术

翻斗雨量计是气象、水文、农业等部门观测降雨量的重要仪器。设置的地点多为荒郊野外，由于长期暴露在户外环境，雨量计的精度难免发生变化，因此必须定期的进行校准。随着社会科学技术的不断发展和要求，无形中对准确测量降雨量提出了更高、更严的要求，这不仅为人民的日常生活劳作提供必要可靠的信息，也为政府部门决策提供可靠的依据，这就对降雨的观测数据要求相当准确的同时也就对雨量计的校准提出了更高的要求。

目前有关雨量计校验或检定的产品或专利并不多，新生产的雨量计需要进行校准，使用中的雨量计也需要进行校准，现有的校准方式有两种，一种是在实验室或生产厂进行校准，主要是采用大型的设备模拟产生不同强度的降水，对翻斗式雨量计进行校准；这种方法有两个问题，一是将使用中的雨量计集中到实验室进行校准费时、费力，二是经校准的雨量计经过路途颠簸会影响其精度。

另一种方式是现场校准，就是用计量泵或者通过量杯手工在现场模拟产生不同强度的降水，对雨量计进行校准，不用将雨量计搬至实验室校准，在现场一般的方法是取定量的水，使其在一定的时间内流入雨量计，从而模拟不同强度的降水对雨量计进行校准。

现场校准具体方法有两种方式，一种是通过量杯或标准量具量取定量的水，校准时通过人工倒入和限流孔的大小来控制流入雨量计雨强的大小，从而模拟不同雨强下雨量计的工作情况，举例说明：翻斗式雨量计现场校准装置；其方法是：其装置包括上漏斗和下漏斗，上漏斗坐落于下漏斗上面，上下漏斗分别设有节流小孔，上漏斗下方设有缓冲簧片，用以达到相对稳流的状态来模拟雨强降雨，对雨量计进行校准；这种方法的缺点和不足是由于水压变化的存在无法控制水流的均匀性，所以不能精确的模拟不同的雨强。

另一种是通过多种控制设备实现对雨量计的校准，其一般方法是：包括水箱、计量储水室、计量泵等，自动化的现场对雨量计进行校准，校准时通过计量泵量取一定水量至计量储水室，通过计量储水室下端限流孔流入被检设备，或者计量储水室下方设有电动调节阀，内部设有收发信号的液位计，通过微处理器控制调节阀开度，来改变限流孔大小以达到稳流的作用，从而模拟不同雨强下雨量计的工作情况，对雨量计进行校准。此种方法结构原理复杂，需要外带动力设备和水箱、不便携带、操作麻烦、价格昂贵。

实用新型内容

本实用新型的任务即是解决上述问题，克服现有技术的缺点与不足之处，提供一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置，在不借助其他动力设备的条件下能够精确的现场模拟不同雨强的降水，实现对雨量计的精确检测，且便于携带、操作方便、制造成本低。

本实用新型采用的技术方案如下：

为实现上述目的，本实用新型的目的是这样实现的：多雨强模拟装置包括：瓶体组件、上瓶盖、进气管、阀门和漏嘴；瓶体组件上方设有上瓶盖，瓶体组件与上瓶盖为可分离式水、气密性连接；进气管嵌装于上瓶盖内，进气管与上瓶盖为水、气密性连接；瓶体组件下方设有阀门，阀门与瓶体组件水路连通，该阀门下方设有漏嘴。

所述的瓶体组件为一体式构造，下方设有出水孔，出水孔与下方阀门为水密性连接；或者，所述的瓶体组件由瓶体和下瓶盖组成；下瓶盖下方设有阀门，阀门与下瓶盖水路连通。

所述的瓶体的形状为两端为细圆柱形，中段为粗圆柱形，或者为球形构造，即φ₁＞φ₃，其中，φ₁为中段粗直径，φ₃为两端细圆柱细直径，并且瓶体的粗、细直径之间连接方式为平滑过渡性连接。

所述的瓶体为整体结构；或者瓶体从中间分为上下结构相同的两部分，由上瓶体和下瓶体组成，上瓶体和下瓶体之间为水、气密性连接。

所述的进气管包括：进气上口、直管和导气斜口，导气斜口位于直管的下方。

所述的漏嘴的口径为φ₂，有三种大小不同的口径，分别对应表示为φ_2-1、φ_2-2和φ_2-3，对应模拟大、中、小三种雨强。

所述的导气斜口位于瓶体的底部与底水线H₀齐平。

有益效果，由于采用了上述方案，在模拟雨强时，将瓶内倒满水，旋紧上瓶盖溢出多余水量，此时瓶内水为定量值，打开阀门，密封在瓶体内部的水通过漏嘴流出，流进被检设备；在流出的过程中，外部大气持续自动的通过进气管进入瓶内；泄流水头的落差为恒定值，当漏嘴的口径φ₂为确定值时，在V₁容量的水泄水期间之内保持泄流雨强恒定不变，且V₁远大于V₂和V₃之和。

优点：本实用新型结构简单、制造成本低、安装携带方便、性能稳定可靠，在无需外部电力设备的条件下解决了在模拟雨强过程中由于水压变化的存在无法控制水流的均匀性，以致无法精确模拟不同雨强的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

图2是本实用新型的分体式瓶体组件图。

图3是本实用新型的一体式瓶体组件图。

图4是本实用新型实施例1的单体式瓶体支架图。

图5是本实用新型实施例4的一体式集成瓶体支架总装结构图。

图6是图5的俯视结构图。

图中，1、瓶体组件；1-1、瓶体；1-1-1、上瓶体；1-1-2、下瓶体；1-2、下瓶盖；1-3、出水孔；2、上瓶盖；3、进气管；3-1、进气上口；3-2、直管；3-3、导气斜口；4、阀门；5、漏嘴；6、瓶体支架；6-1、支板；6-2、支杆。

具体实施方式

本实用新型的多雨强模拟装置实施可作为翻斗雨量计校准装置的一部分实施，实施如下：

实施例1：本实用新型的多雨强模拟装置包括：瓶体组件1、上瓶盖2、进气管3、阀门4和漏嘴5；瓶体组件1上方设有上瓶盖2，瓶体组件1与上瓶盖2为可分离式水、气密性连接；进气管3嵌装于上瓶盖2内，进气管3与上瓶盖2为水、气密性连接；瓶体组件1下方设有阀门4，阀门4与瓶体组件1水路连通，该阀门4下方设有漏嘴5。

所述的瓶体组件1由瓶体1-1和下瓶盖1-2组成，瓶体1-1与下瓶盖1-2为水密性连接；下瓶盖1-2下方设有阀门4，阀门4与下瓶盖1-2水路连通；

所述的瓶体1-1的形状为两端为细圆柱形，中段为粗圆柱形，或者为球形构造，即φ₁＞φ₃，其中，φ₁为中段粗直径，φ₃为两端细圆柱细直径，并且瓶体1-1的粗、细直径之间连接方式为平滑过渡性连接；

所述的瓶体1-1为整体结构。

所述的进气管3包括：进气上口3-1、直管3-2和导气斜口3-3，导气斜口3-3位于直管3-2的下方。

所述的漏嘴5的口径为φ₂，有三种大小不同的口径，分别对应表示为φ_2-1、φ_2-2和φ_2-3，对应模拟大、中、小三种雨强；每一种口径的漏嘴5与瓶体1-1组合构成一种雨强模拟装置，三种口径的漏嘴5与瓶体1-1组合，构成大、中、小三种雨强的成套雨强模拟装置，即在一个瓶体1-1上配有可更换的上述三种雨强口径的漏嘴5为一成套装置。

所述的导气斜口3-3位于瓶体1-1的底部与底水线H₀齐平。

为了便于雨强模拟装置工作，将雨强模拟装置的瓶体1-1安装在瓶体支架6上；所述的瓶体支架6，包括：支板6-1和支杆6-2，瓶体1-1嵌装于支板6-2上，支板6-2安装于支杆6-1上；图4中，支架6为单体式瓶体支架。

雨量计校准时，本套装置还包括刻度胶头吸管和信息采集器；刻度胶头吸管用于测量雨量计翻斗中最终剩余水量；信息采集器用于记录降雨开始时间和结束时间，以及雨量计翻斗翻动次数，并能显示雨强大小，信息采集器也可以用秒表或者计时器代替。

使用方法：

将多雨强模拟装置安装在瓶体支架6上，在多雨强模拟装置贮水满水状态下，打开阀门4，在泄水过程中，外部大气自动的通过进气管3进入瓶内；密封于所述的瓶体1-1内部的水体，泄流水头的落差为恒定值△h，当漏嘴5的口径φ₂为确定值时，在V₁容量的水泄水期间之内保持装置泄流雨强恒定不变，且V₁所占泄流总容量V₅的99%以上，远大于V₂和V₃之和。

所述的贮水满水的总容量V₀的表达式为：V₀=V₁+V₂+V₃+V₄，式中：V₁为底水线H₀以上的瓶体1-1内部贮水的容量，V₂为进气管3内部贮水的容量，V₃为阀门4内部贮水的容量，V₄为底水线H₀以下的瓶体1-1内部贮水的容量。

装置泄流的总容量V₅的表达式为：V₅=V₀-V₄，泄流的总容量V₅为314.16ml或为942.48ml，或为其约定值。本实用新型装置泄流的总容量及精度V₅符合JJG 20-2001《中华人民共和国国家计量检定规程-标准玻璃容器》二等标准玻璃量器容量允差。

雨强Q与时间T变化关系曲线呈近似矩形；

V₂线变化为泄流的初始阶段，V₂线对应的贮水容量为进气管3内部贮水的容量V₂，在图4中表示为水位H₁-H₀段，对应变化时间段为0-t₁；

V₁线变化为中间恒流状态，V₁线对应的贮水容量为底水线H₀以上的瓶体1-1内部贮水的容量V₁，在图4中表示为水位H₂-H₀段，对应变化时间段为t₁-t₂；

V₃线变化为泄流的最终阶段，V₃线对应的贮水容量为阀门4内部贮水的容量V₃，在图4中表示为水位H₃-H₀段，对应变化时间段为t₂-t₃；

其中变化时间段0-t₁和时间段t₂-t₃的长度远小于时间段t₁-t₂的时间长度，因此在整个泄流过程中是以瓶体1-1贮水的容量V₁和V₁线变化为主体的泄流过程。

实施例2：所述的瓶体组件1为一体式构造，下方设有出水孔1-3；出水孔1-3与下方阀门4为水密性连接。其它与实施例1同。

实施例3：所述的瓶体1-1从中间分为上下结构相同的两部分，由上瓶体1-1-1和下瓶体1-1-2组成，上瓶体1-1-1和下瓶体1-1-2之间为水、气密性连接。其它与实施例1同。

实施例4：图5中，瓶体支架6为一体式集成瓶体支架，在一个瓶体支架6上安装三个瓶体1-1，在三个瓶体1-1上分别安装三种口径大小不同的漏嘴5，分别为大、中、小三种雨强的口径φ_2-1、φ_2-2和φ_2-3，每一种口径的漏嘴5与一个瓶体1-1组合构成一种雨强模拟装置，三种口径的漏嘴5与三个瓶体1-1组合，构成成套雨强模拟装置，在集成瓶体支架6上能够同时实现对三种雨强的模拟。其它与实施例1同。

Claims (8)

1.一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置，其特征是：多雨强模拟装置包括：瓶体组件、上瓶盖、进气管、阀门和漏嘴；瓶体组件上方设有上瓶盖，瓶体组件与上瓶盖为可分离式水、气密性连接；进气管嵌装于上瓶盖内，进气管与上瓶盖为水、气密性连接；瓶体组件下方设有阀门，阀门与瓶体组件水路连通，该阀门下方设有漏嘴。

2.根据权利要求1所述的一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置，其特征是：所述的瓶体组件为一体式构造，下方设有出水孔，出水孔与下方阀门为水密性连接。

3.根据权利要求1所述的一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置，其特征是：所述的瓶体组件由瓶体和下瓶盖组成；下瓶盖下方设有阀门，阀门与下瓶盖水路连通。

4.根据权利要求2所述的一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置，其特征是：所述的瓶体的形状为两端为细圆柱形，中段为粗圆柱形，或者为球形构造，即φ₁＞φ₃，其中，φ₁为中段粗直径，φ₃为两端细圆柱细直径，并且瓶体的粗、细直径之间连接方式为平滑过渡性连接。

5.根据权利要求2所述的一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置，其特征是：所述的瓶体为整体结构；或者瓶体从中间分为上下结构相同的两部分，由上瓶体和下瓶体组成，上瓶体和下瓶体之间为水、气密性连接。

6.根据权利要求1所述的一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置，其特征是：所述的进气管包括：进气上口、直管和导气斜口，导气斜口位于直管的下方。

7.根据权利要求1所述的一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置，其特征是：所述的漏嘴的口径为φ₂，有三种大小不同的口径，分别对应表示为φ_2-1、φ_2-2和φ_2-3，对应模拟大、中、小三种雨强。

8.根据权利要求6所述的一种恒压定量注水式的多雨强模拟装置，其特征是：所述的导气斜口位于瓶体的底部与底水线H₀齐平。

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