一种便携式试验降雨装置

本技术涉及人工模拟降雨，具体为一种便携式试验降雨装置。

背景技术：

1、目前人工模拟降雨可分为室内人工模拟降雨和野外人工模拟降雨。与天然降雨(自然降雨)相比，人工模拟降雨具有耗时短、效率高、易控制和适应性强等优点。又可以根据试验目的，进行不同试验条件方案的组合，获得天然条件下不易或难以观测到的数据。

2、我国除平原地形面积外的其他地形面积约占我国总领土面积的70％，这些不良的地质环境为滑坡、泥石流等灾害的发生孕育了良好的温床，是亚洲范围内滑坡、泥石流等地质灾害最为严重的地区之一。而对于地形复杂，且每年降雨量较大的地区，此类灾害频繁发生，给当地的居民生产生活以及社会发展带来巨大的不利影响，据自然资源部《全国地质灾害通报》，2019年和2020年全国发生滑坡分别为4220起和7840起，超过地质灾害总数的一半，造成几十亿元的直接经济损失。

3、为对此类灾害全面的预警提供理论基础，对边坡的稳定性变化和失稳过程进行深入研究。

4、通过便携式模拟试验降雨装置可对边坡模型进行水土耦合作用下力学特征的变化规律进行深入分析，最终得到在水土耦合作用下滑坡的失稳破坏过程。研究结果可为类似工程的滑坡预防、治理提供相应的理论依据，具有极其重大实践指导意义。

5、当前，现有的人工模拟降雨装置存在有以下的缺陷：

6、(1)现有的人工降雨装置不能很好地适应未知的模型箱宽度和长度，同时不能控制局部降雨对周边的影响。

7、(2)现有的试验模拟降雨装置对于喷头的出水量无法进行精确的控制，因此不能很好地模拟在不同情况下的降水量大小，影响试验的准确性。

8、(3)现有的人工模拟降雨装置无法根据风向调节降雨的角度，不能更贴近地模拟出实际的降雨情形。

9、(4)现有的人工降雨装置普遍比较笨重，且体积较大，无法对其进行伸缩，滑动等操作，适用性不高，循环利用率低。

10、因此，我们提出一种便携式试验降雨装置，以便于解决上述中提出的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种便携式试验降雨装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种便携式试验降雨装置，包括：蓄水箱、压力泵、电子控制阀、流量传感器、便携式模拟试验降雨装置、高清摄像机、数据采集仪和电脑终端，所述蓄水箱通过pvc管分别连接压力泵和电子控制阀，电子控制阀管连接流量传感器，流量传感器管道连接便携式模拟试验降雨装置，便携式模拟试验降雨装置设置在降雨支架上，降雨支架下方设有模型箱，模型箱通过传感器数据线连接数据采集仪，数据采集仪数据传输连接电脑终端，电脑终端通过电控线连接电子控制阀。

3、优选的，所述高清摄像机位于模型箱的一侧，高清摄像机与电脑终端数据传输连接。

4、优选的，所述便携式模拟试验降雨装置包含边缘固定机械臂和带喷头水管。

5、优选的，所述边缘固定机械臂上设有带电机滑轮驱动结构，电机滑轮驱动结构包含电机和滑轮，在模型箱顶端的横向两边位置分别有两组带电机滑轮驱动结构，左右侧设置的滑轮位置相同，所述滑轮与降雨支架大小匹配，滑轮卡在降雨支架包含的竖杆上。

6、优选的，所述电机滑轮驱动结构在左右支架的横杆上对称地安装两对，连接点左右对称，所述蓄水箱设有握把和挂钩。

7、优选的，所述带喷头水管由分支管头连接总进水管，分支管头和总进水管之间连通有可伸缩性软管，带喷头水管由总进水管从模型箱供水。

8、优选的，所述带喷头水管上设有旋转式喷头，旋转式喷头间隔相同。

9、优选的，所述可伸缩支架由螺丝转动连接相邻两根带喷头水管，形成w型稳定结构，w型结构四角有塑料保护，单只带喷头水管下方的可旋转式喷头之间带有可供w型支架滑动的滑槽。

10、优选的，所述流量传感器设置总进水管上。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：蓄水箱的位置可根据模型箱情况的需要，手动控制压力泵来控制总管进水流量，亦可以通过电脑终端系统远程来调节控制；

12、通过调节终端系统控制压力泵抽水开关、流量传感器的流量控制开关、可旋转喷头的方向，每一个步进电机分别与终端调节系统连接，实现可控范围内降雨量不同、风速不同的环境下降雨情况的调节和模拟。

13、1、本实用新型适用性和包容性强，本实用新型安装快捷方便，适用于各种型号的模型箱，可多次循环使用，利用率高，低碳环保；

14、2、本实用新型智能化程度高，体积小，可手动或电脑终端远程控制调节降雨范围或强度，使用更加便利；

15、3、本实用新型配有旋转喷头，根据风向可以对其进行角度调控，使得模拟更加贴近实际自然情景。

技术特征：

1.一种便携式试验降雨装置，其特征在于：包括：蓄水箱(1)、压力泵(3)、电子控制阀(4)、流量传感器(5)、便携式模拟试验降雨装置(6)、高清摄像机(9)、数据采集仪(11)和电脑终端(12)，所述蓄水箱(1)通过pvc管(2)分别连接压力泵(3)和电子控制阀(4)，电子控制阀(4)管连接流量传感器(5)，流量传感器(5)管道连接便携式模拟试验降雨装置(6)，便携式模拟试验降雨装置(6)设置在降雨支架(7)上，降雨支架(7)下方设有模型箱(8)，模型箱(8)通过传感器数据线(10)连接数据采集仪(11)，数据采集仪(11)数据传输连接电脑终端(12)，电脑终端(12)通过电控线(13)连接电子控制阀(4)。

2.根据权利要求1所述的一种便携式试验降雨装置，其特征在于，所述高清摄像机(9)位于模型箱(8)的一侧，高清摄像机(9)与电脑终端(12)数据传输连接。

3.根据权利要求1所述的一种便携式试验降雨装置，其特征在于，所述便携式模拟试验降雨装置(6)包含边缘固定机械臂(14)和带喷头水管。

4.根据权利要求3所述的一种便携式试验降雨装置，其特征在于，所述边缘固定机械臂(14)上设有带电机滑轮驱动结构(15)，电机滑轮驱动结构(15)包含电机和滑轮，在模型箱(8)顶端的横向两边位置分别有两组带电机滑轮驱动结构(15)，左右侧设置的滑轮位置相同，所述滑轮与降雨支架(7)大小匹配，滑轮卡在降雨支架(7)包含的竖杆上。

5.根据权利要求4所述的一种便携式试验降雨装置，其特征在于，所述电机滑轮驱动结构(15)在左右支架的横杆上对称地安装两对，连接点左右对称，所述蓄水箱(1)设有握把和挂钩。

6.根据权利要求3所述的一种便携式试验降雨装置，其特征在于，所述带喷头水管由分支管头(17)连接总进水管(21)，分支管头(17)和总进水管(21)之间连通有可伸缩性软管(22)，带喷头水管由总进水管(21)从模型箱(8)供水。

7.根据权利要求6所述的一种便携式试验降雨装置，其特征在于，所述带喷头水管上设有旋转式喷头(19)，旋转式喷头(19)间隔相同。

8.根据权利要求7所述的一种便携式试验降雨装置，其特征在于，可伸缩支架(18)由螺丝转动连接相邻两根带喷头水管，形成w型稳定结构，w型结构四角有塑料保护，单只带喷头水管下方的可旋转式喷头(19)之间带有可供w型支架滑动的滑槽(20)。

9.根据权利要求1所述的一种便携式试验降雨装置，其特征在于，所述流量传感器(5)设置总进水管(21)上。

技术总结
本技术公开了一种便携式试验降雨装置，包括：蓄水箱、压力泵、电子控制阀、流量传感器、便携式模拟试验降雨装置、高清摄像机、数据采集仪和电脑终端，所述蓄水箱通过PVC管分别连接压力泵和电子控制阀，电子控制阀管连接流量传感器，流量传感器管道连接便携式模拟试验降雨装置，模型箱通过传感器数据线连接数据采集仪，数据采集仪数据传输连接电脑终端。本技术适用性和包容性强，安装快捷方便，适用于各种型号的模型箱，可多次循环使用，利用率高，低碳环保，智能化程度高，体积小，可手动或电脑终端远程控制调节降雨范围或强度，使用更加便利，配有旋转喷头，根据风向可以对其进行角度调控，使得模拟更加贴近实际自然情景。

技术研发人员：朱彦鹏,王浩,葛浩杰,张兴旺,黄涛,张辉,朱嘉辉,黄安平,吴林平,冉国良,赵钰,李飞虎,王怀涛,王澳,范金新,娄国庆
受保护的技术使用者：兰州理工大学
技术研发日：20230511
技术公布日：2024/1/15