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人工模拟降雨系统实施方案整体由三大部分组成分为：人工模拟降雨实验降雨场地、人工降雨管路、人工降雨自控系统。三部分组成后实现水土浸浊实验中的模拟降雨整个过程，建成后不但能完成土壤水分运移、植物生态保护研究、土木工程等领域相关科研实验工作
2.1. 模拟降雨喷头的选择
经过我公司多次改良升，生产的旋转下喷式模拟降雨喷头，喷头分为1#（喷嘴直径：9mm）、2#（喷嘴直径：11mm）、3#（喷嘴直径：13mm）三种规格。喷头基本特性如下：
1#喷头 （单一，不互相叠加）
降雨半径：2.1—2.5米
喷头工作压力：0.16-0.27mpa
流量：173-255升/小时（19.3—49.7mm/h）
2#喷头 （单一，不互相叠加）
降雨半径：2.5—3.0米
喷头工作压力：0.15-0.25mpa
流量：226-355升/小时(43.6—103.92) 3#喷头
3#喷头 （单一，不互相叠加）
降雨半径： 3.0—3.5米;
喷头工作压力：0.15-0.25mpa;
流量: 355-455升/小时;
以上各喷头喷射角为44度,叠加可形成15.0---200 mm/h连续变化雨强，其中3号喷头0.17mpa时雨强喷射投影曲线如下：
喷头布设采用1#、2#、3#喷头为一个喷头组，3个喷头空间上降雨面积3重重合叠加，使降雨区雨强均匀一致，人工模拟降雨系统布设喷头组，喷头喷洒投影3重迭加，形成其均匀的降雨区降雨均匀度。另外，在顶部喷头供水设计上，采用管道几何中心注水法，两平衡分配水量，使给水管道中心喷头与降雨边缘喷头流量尽可能一致，从而使降雨更加均匀。经过多次率定试验，所喷雨滴粒径、降雨动能与天然降雨十分接近。人工模拟降雨器由主控制器、供水管道、水泵、降雨喷头和雨量计及数据下载分析软件等组成（供水容器用户自己配备）。其组成流程如下：
人工模拟降雨器的供水管道拟采用免生锈的衬塑复合管，并配以水质颗粒物过滤器，这样既避免了模拟喷头长期使用造成阻塞，又美观牢固。人工模拟降雨各部件使用个体功能完备的小模块，通过衬塑防腐管接连接，手工即可装配完成，不但安装运输方便，而且便于保管。
2.3. 控制系统原理
总体技术指标如下：
1）有效降雨面积：200平方米，分两个区，可单独控制；
2）降雨高度：10米；
3）雨强连续变化范围：15-300mm/h；
4）降雨均匀度系数： 大于0.85；
5）雨滴大小调控范围：0.2-5.0mm；
6）降雨调节精度：7mm/h ；
7）柜式控制台，液晶显示数据及雨强值和雨强曲线；
8）自动控制模式；
模拟降雨系统设备控制系统采用闭环自动控制技术，配备了高灵敏雨量计，以终端实际降雨参数控制降雨过程，即以现场实际测量的雨量值与实验设定置之差变步长逼近设定值来控制调节雨强，这样既可排除系统率定误差、管路、喷头偶然因素对降雨影响，又可很好的消除水滞后惯性波动。逼近式控制法的大特点是雨强调控平稳、快速。降雨控制系统原理图如下：
2.4. 人工模拟降雨系统性能参数
1、雨强连续变化范围： 15~ 300mm/h
2、降雨面积： 200㎡
3、降雨高度： 4.5-6m
4、降雨均匀度： 大于0.85
5、雨滴大小调控范围： 0.3～ 6mm
6、降雨调节精度： 7mm/h
7、降雨历时： 任意
8、降雨测量误差 ≤2%
9、雨量计承雨口内径： Φ200±0.6mm
10、雨量计分辨力： 0.1mm
11、主控制器工作电压 AC220V 50Hz
12、显示屏工作电压 DC24V
13、信号采集器工作电压 DC24
14、工作环境温度 0~+60℃
15、工作环境湿度 ≤95%RH(+40℃)
16、数据采集器存储容量 ≥32000条
17、降雨采样间隔 10~9999秒，可调
18、通讯方式： RS232/网口
19、设计使用寿命： 大于10年
2.5. 主要功能特点
1. *主要管路采用防锈衬塑镀锌管设计制造。
2. *采用旋转下喷式喷头，铜质镀镍材质，3种不同规格的喷头，叠加式喷头可模拟自然降雨。
3. *模拟降雨系统设备控制系统采用闭环自动控制技术，配备了高灵敏雨量计，以终端实际降雨参数控制降雨过程，即以现场实际测量的雨量值与实验设定置之差变步长逼近设定值来控制调节雨强。
4. *控制方式采用手动控制和自动控制。
5. *控制器采用便携式人机交换触摸控制，实现触摸控制降雨；控制器带数据采集存储功能，可U盘存储数据，可将上位机软件内嵌于其他软件平台。
2.6. 主要配置
编号 名 称 单 位 数 量 备 注
1 喷头 个 订制 铜质镀镍
2 管路 套 1 衬塑复合管
3 管接及附件 套 1 防腐衬塑
4 压力传感器 个 2 （4-20mA）
5 管道增压泵 台 2 防腐蚀
6 电动控制球阀(或是电磁阀) 个 3 KLD（或湘君）
7 翻斗式0.1mm雨量桶 个 1 定制
8 控制柜（包含触摸屏及电气系统） 台 1
9 上位机软件 套 1
10 说明书 个 1
11 合格证 个 1
12 检测报告 份 1
人工降雨模拟器安装场地和环境的要求：
1）工作环境温度：0~+60℃ 工作环境湿度：≤95%RH(+40℃)
2）AC380V，7.5KW，预留三相五线动力线（必须）
3） 供水水源 ：采购方提供水源。
4）如果降雨场地在室内：需做好防水、排水措施。
5）如果降雨场地在室外：需做好挡风措施，排水或是回收再利用措施。
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