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便攜式人工模擬降雨器
(一).總則:
全自動控制的人工模擬降雨器,是應各科研院校交流所設計所成，整體解決方案有二大部分組成分為：管路系統方案、降雨模擬系統方案。二大部分組成后全部實現降雨實驗的整個過程.以下是分項解釋:
1、 管路系統方案：是指整個實驗室內或野外架有管路系統。均為不銹鋼制造,管路系統形成后,可以使得有效降雨面積在25平米左右,成正方型或長方型架構.
2、 降雨模擬系統方案：是指在實驗區建成降雨區，降雨區為了有效的保證達了下墊面的實驗得以完成，有效降雨面為25平米左右。整個降雨可以達到模擬人工降雨的效果，詳見人工降雨模擬方案。
(二).管路系統方案：
為使該系統模擬的降雨與自然降雨物理性能相似，采用世界上生產模擬雨滴噴頭的美國SPAYING SYSTEMS CO公司生產的FULLJET旋轉下噴式噴頭模擬降雨，本系統擬采用我公司研制開發的，已裝備于各院校實驗室的人工模擬降雨系統的“人工模擬自動降雨系統”，該系統運行5年來，已為國內外水土保持機構模擬降雨2千余次，接待國家領導參觀視察數十次，每次降雨圓滿、準確，目前已成為土壤侵蝕模擬降雨設備行業標準,為南京林業大學,貴州大學,浙江水利廳，西南林學院，貴州大學，江蘇水利廳，浙江大學，同濟大學……等單位的降雨實驗中,得到了的驗證.
1、原理及組成
雨滴形成部件：為使該系統模擬的降雨與自然降雨物理性能相似，采用世界上生產模擬雨滴噴頭的美國SPAYING SYSTEMS CO公司生產的FULLJET旋轉下噴式噴頭模擬降雨，3種不同規格（FULLJET１／８，２／８，３／８）的垂直全噴式雨滴模擬專用噴頭，疊加成一個雨滴噴射組，即可有較大雨強變化，又可保證雨滴模擬效果從而形成從小到大的雨強連續可調，雨滴形態，降雨均勻度與自然降雨相似的人工自動模擬降雨。
系統組成：本系統由雨滴模擬噴頭、全不銹鋼分水/供水/過濾系統、便攜式降雨測控系統組成，其組成框圖如下：
該系統采用一套供水管路，回水調水壓技術，兩套快速便攜立桿，4組降雨噴頭，降雨投射面相互均勻疊加形成降雨區間。雨量實時測量、疊加管路選擇、降雨時間均便攜式模擬降雨測控儀自動管理。該測控儀面板如下：
2、性能參數
有效降雨面積：25平方米內任選
降雨高度： 3- 4米
雨強連續變化范圍：15—250mm/h（任選）
降雨均勻度系數大于0.8
降雨歷時： 任意
降雨測量：0.01 mm/h
降雨調節：7 mm/h
設計使用壽命：15年
可存儲1000小時降雨雨強測量數據
3、特點：
A、野外模擬降雨實驗抗風能力強：由于采用帶壓力垂直下噴式模擬降雨，與低能量較大，既有較強的抗風能力，又可接近自然降雨能量。（一般野外模擬降雨刮風對降雨均勻大影響極大，甚至模擬降雨失敗）
B、便攜性好，適合野外移動降雨：該設備采用個功能完備的小模塊，通過快速連接部件，手工很快即可裝配完成，野外試驗很好攜帶，適應各種野外不同地形條件。
C、降雨測控先進：該系統首先采用自動測控系統在模擬降雨器上，可現場實時在線顯示存儲模擬降雨的動態變化及曲線，即對現場降雨測量結果有直接參考意義，又便于很快調節雨強至實驗模擬降雨要求值（如無此功能，降雨前的降雨率定、調節、驗證很費精力，時間）。降雨時間機管路選擇可自動進行。
（三）．電路方案設計：
1． 采用嵌入式系統設計，支持系統實時時鐘
2． 采用240x128點陣LCD顯示，菜單化設計。
3． 支持全中文1、2級字庫。
4． 預留1M 字節存儲空間。
5． 采用12位PVC組合功能鍵設計。
6． 支持RS232或RS485通訊模式。
7． 12 BIT AD輸入采集壓力變送器的輸入
8． 12 BIT DA輸出控制流量調節閥的開口度。
9． 8路光耦輸入用于采集雨量計的輸入。
10． 7路繼電器輸出用于控制噴頭的開關。
11． 一路繼電器輸出用于控制水泵的開關。
12． PID控制算法設計。
13． 預留大屏顯示器接口。
（四）.管路布置圖
（五）. 主要技術指標：
1、 可直接使用于任何降雨區控制。
2、 調節時間<30S。
3、 穩態誤差<5%。
4、 控制降雨雨強變化范圍15---250mm/h。
5、 連續降雨時間99999秒。
本系統主要用于模擬降雨實驗，雨量的測量和降雨雨強的控制。系統可將雨量計的模擬信號轉換為數字量，以數字形式顯示當前雨量。
系統適用于模擬降雨等環境實驗室。
1、雨量筒承雨口內徑： Φ200
2、雨量筒分辨力： 0.5mm
3、雨量計工作電壓： DC5V
4、主控制器工作電壓： AC220V 50Hz
5、顯示屏工作電壓： DC24V
6、信號采集器工作電壓： DC24V
7、傳感器通訊方式： 有線
8、各板卡間通訊方式： RS485
9、上位機與下位機通訊方式： RS232
10、降雨區閥門控制： 4~20mA DC
