[發(fā)明專利]城市降水點(diǎn)模擬裝置及模擬方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710408537.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN107037777A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉丹;胡威;沈歡;李亞鑫;王悅;呂晴陽;戴文麗;張凱;劉小明;郭宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/05
• 分類號(hào): G05B19/05;E03F1/00
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 樊戎,李滿

1.一種城市降水點(diǎn)模擬裝置，其特征在于，它包括框架(1)、設(shè)置在框架(1)底部的水槽(2)、設(shè)置在框架(1)頂部的模擬下雨管路(3)、設(shè)置在框架(1)上的水泵(5)和控制器(6)以及中心控制板(7)，其中，所述模擬下雨管路(3)包括豎向?qū)Ч?3.3)、縱向主管(3.1)和多個(gè)橫向支管(3.2)，縱向主管(3.1)和多個(gè)橫向支管(3.2)位于同一水平面內(nèi)，每個(gè)橫向支管(3.2)的一端分別連通縱向主管(3.1)上對(duì)應(yīng)的支管連接口，每個(gè)橫向支管(3.2)的另一端均設(shè)有堵頭(3.5)，縱向主管(3.1)的一端通過豎向?qū)Ч?3.3)連接水泵(5)的輸出端，縱向主管(3.1)的另一端設(shè)有堵頭(3.5)，所述每個(gè)橫向支管(3.2)的一端均設(shè)有電控閥門(8)，每個(gè)橫向支管(3.2)上設(shè)有多個(gè)噴水口(3.4)，所述水泵(5)的輸入端設(shè)置在水槽(2)內(nèi)，所述豎向?qū)Ч?3.3)內(nèi)設(shè)有水流速傳感器(4)，每個(gè)橫向支管(3.2)均與縱向主管(3.1)垂直，相鄰兩個(gè)橫向支管(3.2)之間的距離相等；

所述中心控制板(7)的控制指令通信端連接控制器(6)的控制指令通信端，所述控制器(6)的各個(gè)電控閥門控制信號(hào)輸出端連接對(duì)應(yīng)電控閥門(8)的控制信號(hào)輸入端，控制器(6)的水流速信號(hào)輸入端連接水流速傳感器(4)的信號(hào)輸出端，控制器(6)的水泵控制信號(hào)輸出端連接水泵(5)的控制信號(hào)輸入端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市降水點(diǎn)模擬裝置，其特征在于：所述框架(1)頂部的前后左右四個(gè)側(cè)面均設(shè)有擋風(fēng)板(11)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市降水點(diǎn)模擬裝置，其特征在于：左側(cè)的擋風(fēng)板(11)和右側(cè)的擋風(fēng)板(11)上分別設(shè)有風(fēng)扇(9)，所述控制器(6)的兩個(gè)風(fēng)扇控制信號(hào)輸出端連接對(duì)應(yīng)風(fēng)扇(9)的控制信號(hào)輸入端，所述風(fēng)扇(9)的出風(fēng)口面向所述噴水口(3.4)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市降水點(diǎn)模擬裝置，其特征在于：每個(gè)橫向支管(3.2)的噴水口(3.4)均朝下。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市降水點(diǎn)模擬裝置，其特征在于：每個(gè)噴水口(3.4)的直徑均為0.01cm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市降水點(diǎn)模擬裝置，其特征在于：它還包括云端服務(wù)器(10)，所述控制器(6)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信端與云端服務(wù)器(10)的通信端之間無線通信連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市降水點(diǎn)模擬裝置，其特征在于：所述控制器(6)為可編程邏輯控制器。

8.一種利用權(quán)利要求1所述裝置的城市降水點(diǎn)模擬方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：向控制器(6)中儲(chǔ)存各個(gè)雨量等級(jí)與豎向?qū)Ч?3.3)內(nèi)水流速的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，中心控制板(7)向控制器(6)發(fā)出指定雨量等級(jí)和指定雨量范圍控制指令，控制器(6)控制水泵(5)將水槽(2)中的水抽到豎向?qū)Ч?3.3)中，豎向?qū)Ч?3.3)中的水流速傳感器(4)實(shí)時(shí)感應(yīng)豎向?qū)Ч?3.3)內(nèi)的水流速信息，并將水流速信息反饋給控制器(6)，控制器根據(jù)儲(chǔ)存各個(gè)雨量等級(jí)與豎向?qū)Ч?3.3)內(nèi)水流速的對(duì)應(yīng)關(guān)系通過調(diào)節(jié)水泵的抽水速率，實(shí)現(xiàn)指定雨量等級(jí)的閉環(huán)控制；

同時(shí)，控制器(6)根據(jù)接收到的指定雨量范圍控制指令控制對(duì)應(yīng)的電控閥門(8)開啟，開啟的電控閥門(8)對(duì)應(yīng)的橫向支管(3.2)的噴水口(3.4)噴出對(duì)應(yīng)雨量等級(jí)的水；

步驟2：控制器(6)將實(shí)時(shí)的指定雨量等級(jí)和指定雨量范圍信息傳輸給云端服務(wù)器(10)；

步驟3：噴水口(3.4)噴出的水，滴回到水槽(2)中，實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的城市降水點(diǎn)模擬方法，其特征在于：所述步驟1中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，中心控制板(7)還向控制器(6)發(fā)出指定風(fēng)速等級(jí)及風(fēng)向控制指令，控制器(6)根據(jù)指定風(fēng)速等級(jí)及風(fēng)向控制指令控制開啟對(duì)應(yīng)的風(fēng)扇(9)并控制開啟風(fēng)扇(9)的功率，實(shí)現(xiàn)指定風(fēng)速等級(jí)及風(fēng)向的模擬。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的城市降水點(diǎn)模擬方法，其特征在于：控制器(6)將實(shí)時(shí)的指定風(fēng)速等級(jí)及風(fēng)向信息傳輸給云端服務(wù)器(10)。