[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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城市降水點(diǎn)模擬裝置及模擬方法。

背景技術(shù)

隨著科技的不斷發(fā)展，針對(duì)城市化帶來的城市排水性能下降后果，對(duì)城市雨洪設(shè)計(jì)的方法研究不斷向前推進(jìn)。最初的推理公式法，被運(yùn)用于我國(guó)傳統(tǒng)城市雨洪設(shè)計(jì)中。該方法利用最大設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度來設(shè)計(jì)雨水管道。最新的XP-SWMM軟件設(shè)計(jì)方法，通過一維和二維模擬功能為城市排水系統(tǒng)的模擬機(jī)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。但是，上述形式均不能直觀反映漬澇區(qū)的實(shí)際下雨情況，使得城市漬澇研究的準(zhǔn)確性減低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種城市降水點(diǎn)模擬裝置及模擬方法，該裝置及方法能模擬下雨情況，為研究與治理漬澇提供了方便的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的城市降水點(diǎn)模擬裝置，其特征在于，它包括框架、設(shè)置在框架底部的水槽、設(shè)置在框架頂部的模擬下雨管路、設(shè)置在框架上的水泵和控制器以及中心控制板，其中，所述模擬下雨管路包括豎向?qū)Ч堋⒖v向主管和多個(gè)橫向支管，縱向主管和多個(gè)橫向支管位于同一水平面內(nèi)，每個(gè)橫向支管的一端分別連通縱向主管上對(duì)應(yīng)的支管連接口，每個(gè)橫向支管的另一端均設(shè)有堵頭，縱向主管的一端通過豎向?qū)Ч苓B接水泵的輸出端，縱向主管的另一端設(shè)有堵頭，所述每個(gè)橫向支管的一端均設(shè)有電控閥門，每個(gè)橫向支管上設(shè)有多個(gè)噴水口，所述水泵的輸入端設(shè)置在水槽內(nèi)，所述豎向?qū)Ч軆?nèi)設(shè)有水流速傳感器，每個(gè)橫向支管均與縱向主管垂直，相鄰兩個(gè)橫向支管之間的距離相等；

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

一種利用上述設(shè)備的城市降水點(diǎn)模擬方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：向控制器中儲(chǔ)存各個(gè)雨量等級(jí)與豎向?qū)Ч軆?nèi)水流速的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，中心控制板向控制器發(fā)出指定雨量等級(jí)和指定雨量范圍控制指令，控制器控制水泵將水槽中的水抽到豎向?qū)Ч苤校Q向?qū)Ч苤械乃魉賯鞲衅鲗?shí)時(shí)感應(yīng)豎向?qū)Ч軆?nèi)的水流速信息，并將水流速信息反饋給控制器，控制器根據(jù)儲(chǔ)存各個(gè)雨量等級(jí)與豎向?qū)Ч軆?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)的電控閥門開啟，開啟的電控閥門對(duì)應(yīng)的橫向支管的噴水口噴出對(duì)應(yīng)雨量等級(jí)的水；

步驟2：控制器將實(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；

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

本發(fā)明通過中心控制板實(shí)行人機(jī)交互與控制，方便實(shí)驗(yàn)人員對(duì)模擬降雨因素進(jìn)行更改，方便進(jìn)行對(duì)城市漬水現(xiàn)象的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明能直觀反映漬澇區(qū)的實(shí)際下雨情況，使得城市漬澇研究的準(zhǔn)確性得到提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中電控部分的原理框圖；

圖3為本發(fā)明中縱向主管和多個(gè)橫向支管部分的仰視圖。

其中，1—框架、2—水槽、3—模擬下雨管路、3.1—縱向主管、3.2—橫向支管、3.3—豎向?qū)Ч堋?.4—噴水口、3.5—堵頭、4—水流速傳感器、5—水泵、6—控制器、7—中心控制板、8—電控閥門、9—風(fēng)扇、10—云端服務(wù)器、11—擋風(fēng)板。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

一種城市降水點(diǎn)模擬裝置，如圖1～3所示，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、縱向主管3.1和多個(gè)橫向支管3.2(本實(shí)施例設(shè)有6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(本實(shí)施例中每個(gè)橫向支管3.2上并排設(shè)有6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；