一种可精确控制降雨量的淋雨箱及淋雨箱精准控制降雨量的试验方法与流程

本发明涉及淋雨试验设备领域，具体涉及一种可精确控制降雨量的淋雨箱及淋雨箱精准控制降雨量的试验方法。

背景技术：

防水试验中人造雨法用于测试防水等级为IPX1和IPX2，在军标淋雨中也涉及到利用雨盘进行降雨模拟，测试设备或部件在模拟降雨中的使用和保存情况。无论是国标防水试验还是军标淋雨试验，都涉及到对降雨量的模拟试验。

在现有的技术中，都是通过控制雨盘中液面高度来控制降雨量，在国标中有高度和降雨量的对应关系，如何精确的控制降雨量，很多专利中并没有提及，只是单从结构和原理上对防水试验设备或者军标淋雨箱进行了阐述，也有利用高度来控制降雨量的防水试验箱，利用浮球和泵控制水盘液面高度，达到控制降雨量的目的。在防水试验箱IPX1和IPX2和军标淋雨试验标准中，都对降雨量及针头孔径有明确的要求，并且给出高度与降雨量的对应关系，但是现有方案存在如下问题。

1、控制液位高度采用浮球作为传感器，需要精确安装浮球的位置，如果有几种降雨量，或会增加浮球的个数来控制多个液面高度，增加设备控制复杂程度。

2、以液面高度作为控制降雨量时，液面在目标液面上下浮动，水泵会面临频繁启停，控制精度差并且影响泵的使用寿命。

3、以液面高度作为控制降雨量时，雨盘不完全水平会导致降雨量不均匀的现象，在军标淋雨箱上表现更加明显(因为涉及到雨盘升降和3m的高度)。雨盘不平影响因素：地面不平整、工艺受限、升降系统不合理等。

4、选用的补水泵，流量过大容易引起补水过多，液面波动等，流量小会在第一次补水时需要等待时间过长。

5、第一次补水时间长，即使连续试验，或者更换样品都面临将水补到指定的液面。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足之处，本发明提供一种可精确控制降雨量的淋雨箱，其自动精准调控降雨量，补水时间短，可连续多次试验。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种可精确控制降雨量的淋雨箱，其特征在于：包括实验箱体(1)，所述实验箱体(1)内设置有雨盘(2)、样品转台(3)、水箱(4)，其中所述雨盘(2)设置于所述实验箱体(1)顶部，所述样品转台(3)设置于所述雨盘(2)下方，所述水箱(4)设置于所述样品转台(3)的下方，所述水箱(4)的下部通过管道连接至所述雨盘(2)的上部进水口，所述管道上依次连接有球阀(5)、水泵(6)、流量计(8)、精密过滤器(9)、压力传感器(10)、进水电磁阀(11)，且在所述水泵(6)的出水口与所述水箱(4)的上部设置有旁通管道，所述旁通管道上设置有旁通比例阀(7)，所述雨盘(2)为顶部密封的箱体结构，所述雨盘(2)内设置有液位浮球(12)，在所述雨盘顶部设置有一路伸出所述试验箱体(1)之外的排空管路，且在排空管路上设置有排空电磁阀(13)，在所述雨盘(2)顶部还设置有一路连通所述实验箱体(1)之外的通气管路，该通气管路上依次设置有通气电磁阀(14)、气压调节器(15)，所述雨盘(2)底部设置有多个针头(16)，所述实验箱体(1)外部还设置有人机交互式控制器，所述样品转台(3)、水泵(6)、压力传感器(10)、进水电磁阀(11)、旁通比例阀(7)、液位浮球(12)、排空电磁阀(13)、通气电磁阀(14)、气压调节器(15)均电连接至所述人机交互式控制器。

进一步地，所述样品转台(3)下方设置有集水槽(17)，所述集水槽(17)连通至所述水箱(4)顶部。

进一步地，所述水箱(4)顶部设置有注水口和泄压口，所述水箱内还设置有浮球阀，所述浮球阀设置于所述注水口处。

进一步地，所述水泵(6)为变频水泵。

本发明的目的还在于提供一种淋雨箱精准控制降雨量的试验方法，使用一种可精确控制降雨量的淋雨箱，其特征在于：还包括以下步骤，

S1、补水，所述人机交互式控制器控制所述旁通比例阀(7)关闭，控制所述流量计(8)开启最大流量，使得所述雨盘(2)的液位到达预定位置，通过所述液位浮球(12)反馈液面位置信息，同时关闭所述排空电磁阀(13)锁住所述雨盘(2)中的水；

S2、淋雨试验，试验人员将样品放入所述样品转台(3)上，然后在所述人机交互式控制器上设置降雨量和降雨时长，所述人机交互式控制器根据设定的参数自动将降雨量换算成流量并控制所述流量计(8)和所述旁通比例阀(7)精准调节降雨量；

S3、通气排水，所有试验完成后所述人机交互式控制器控制所述通气电磁阀(14)打开，并通过所述气压调节器(15)调节所述雨盘(2)内的气压，快速排尽所述雨盘(2)的水。

进一步地，所述旁通比例阀(7)的开度调节采用PID调节的方式调节流量。

本发明的有益效果包括：降雨量控制方法拥有PID自动精确的调控降雨量；优化第一次补水时间问题；补水后能够将水盘的水锁住，更换样品或者设置其它降雨量试验时，无需再次补水，直接开始试验。

本发明的淋雨箱还有如下优点，

1、雨盘只有一个液位浮球，通过控制自动实现降雨量和流量的换算，通过流量计精确控制降雨量，并且设置任意降雨量进行试验。

2、优化第一次水盘补水，缩短补水时间，并且雨盘能够锁住水，补水一次可以满足多次试验和更换样品，只要不排放雨盘内的水。

3、通过流量计可以精确的控制降雨量，校准时有偏差容易修正。

4、雨盘引入气体，再试验完成后打开通气电池阀，可快速排干雨盘内水。

附图说明

图1是本发明的结构原理简图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。

一种如图1所示的可精确控制降雨量的淋雨箱，包括实验箱体1，所述实验箱体1内设置有雨盘2、样品转台3、水箱4。其中所述雨盘2设置于所述实验箱体1顶部，所述样品转台3设置于所述雨盘2下方，所述雨盘2的降雨范围完全覆盖所述样品转台3。所述水箱4设置于所述样品转台3的下方，本实施例中在试验箱体1的中部设置有放置台，所述样品转台3设置于放置台上，所述水箱4则设置于放置台的下方。所述水箱4的下部通过管道连接至所述雨盘2的上部进水口，用于向所述雨盘2中补水。该管道上依次连接有球阀5、水泵6、流量计8、精密过滤器9、压力传感器10、进水电磁阀11。另外在所述水泵6的出水口与所述水箱4的上部设置有旁通管道，所述旁通管道上设置有旁通比例阀7，用于与流量计8配合水泵6实现精准控制水流量。本实施例的所述雨盘2为顶部密封的箱体结构，所述雨盘2内设置有液位浮球12，用于反馈雨盘2内的水量。在所述雨盘顶部设置有一路伸出所述试验箱体1之外的排空管路，且在排空管路上设置有排空电磁阀13，其作用在于排空电池阀关闭利用负压可以锁住所述雨盘2中的水不流出，排水时打开可以快速排尽雨盘中的水；在所述雨盘2顶部还设置有一路连通所述实验箱体1之外的通气管路，该通气管路上依次设置有通气电磁阀14、气压调节器15，其作用在于淋雨试验时调节所述雨盘内的气压使得降雨均匀，且可以随时控制雨停雨落。所述雨盘2底部设置有多个针头16，用于降雨。所述实验箱体1外部还设置有人机交互式控制器，所述样品转台3、水泵6、压力传感器10、进水电磁阀11、旁通比例阀7、液位浮球12、排空电磁阀13、通气电磁阀14、气压调节器15均电连接至所述人机交互式控制器。其中所述压力传感器10、液位浮球12均用于将信号反馈至所述人机交互式控制器，此处压力传感器10为非必须部件，所述压力传感器10与精确控制降雨量无关，仅用于反馈压力值。而人机交互式控制器可以设定降雨参数，所述人机交互式控制器可根据内部设定的程序将降雨量换算成流量，从而控制所述样品转台3、水泵6、进水电磁阀11、旁通比例阀7、排空电磁阀13、通气电磁阀14、气压调节器15等部件工作。

本实施例中的水采用的是循环用水，因此在所述样品转台3下方设置有集水槽17，所述集水槽17连通至所述水箱4顶部，淋雨试验后的水可循环使用。

本实施例中，所述水箱4顶部设置有注水口和泄压口，所述水箱内还设置有浮球阀，所述浮球阀设置于所述注水口处，多次试验后水箱4的液面下降至浮球阀的设定位置时，浮球阀开启从注水口向水箱4内补水。

本发明的其他实施例中其余结构与本实施例相同，其区别特征在于所述水泵6改用变频水泵，由此可以依靠变频泵达到调节精度，因而带旁通比例阀7的旁通管道则可选择性的取消或使用，即是取消旁通管道单纯依靠变频泵可以达到调节精度，如果在使用变频泵时保留带旁通比例阀的旁通管路可以达到更好的调节精度。

本发明的淋雨箱精准控制降雨量的试验方法，使用上述精准控制降雨量的淋雨箱，整个试验分为三个阶段：补水阶段、试验阶段、通气排水阶段，具体试验步骤如下，

S1、补水，所述人机交互式控制器控制所述旁通比例阀7关闭，控制所述流量计8开启最大流量，开启进水电磁阀11，开启水泵6，开始注水，使得所述雨盘2的液位到达预定位置，通过所述液位浮球12反馈液面位置信息，所述人机交互式控制器控制进水电磁阀11关闭，旁通比例阀7开启，同时关闭所述排空电磁阀13关闭锁住所述雨盘2中的水；

S2、淋雨试验，试验人员将样品放入所述样品转台3上，样品转台3开始旋转，然后由试验人员在所述人机交互式控制器上设置降雨量和降雨时长，所述人机交互式控制器根据设定的参数自动将降雨量换算成流量并控制所述流量计8和所述旁通比例阀7精准调节降雨量；完成一次试验后设备处于待试验状态，雨盘2内还存有水等待下一次试验。

S3、通气排水，所有试验完成后所述人机交互式控制器控制所述通气电磁阀14打开，并通过所述气压调节器15调节所述雨盘2内的气压，快速排尽所述雨盘2的水。

上述试验中，所述旁通比例阀7的开度调节采用PID调节的方式调节流量，可以对流量精准控制。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。