[发明专利]一种雨滴冲击模拟装置

说明书

本发明公开了一种雨滴冲击模拟装置，其包括支架、雨滴生成单元和测力单元，雨滴生成单元中的液滴生成器安装于支架的上端下侧，液滴生成器具有一液滴输出端，测力单元包括驱动升降件和测力件，驱动升降件安装于支架的下端，驱动升降件的升降端与测力件固定连接，且测力件位于液滴输出端的正下方；本发明提供的雨滴冲击模拟装置，借助雨滴自由下落的速度和驱动升降件带动测力件上升的速度，以在较低的高度环境下，使自由下落的雨滴在特定的速度下撞击测力件，以取得冲击力数值，从而模拟实际中雨滴冲击地面的试验，利于土壤侵蚀、水土保持的进一步研究。

技术领域

本发明涉及土壤侵蚀、水土保持研究的试验技术领域，具体地为一种雨滴冲击模拟装置。

背景技术

雨滴的击溅打击作用是裸露地期土壤侵蚀的主要动力，雨滴冲击动能对钙、镁、钠钙和钠镁在土壤中渗透率有很大影响，当雨滴冲击动能上升时，土壤板结程度也相应增加，并且雨滴冲击力对嫩叶的作用会直接影响农作物的产量和质量，因此雨滴冲击力和冲击动能是选择喷灌设备的重要影响因素之一，也是精准灌溉重要参数之一。

如图1所示，若在室内模拟直径为4mm的雨滴的冲击试验，水滴滴落的高度至少需要11m的高度，以此在水滴的自由落体中达到相应的速度后测得雨滴的冲击力，然而，10m以上的高度对试验的场地要求较高，且在水滴的下落过程中易受风力等阻碍并产生漂移，使得下落的雨滴很难准确冲击在压电式力传感器上，难以精准的测得并获取雨滴下落的冲击力数据。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种雨滴冲击模拟装置，以在较低的高度下进行雨滴冲击的模拟试验，克服了常规模拟试验中场地难以满足要求且雨滴冲击力值难以取得的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种雨滴冲击模拟装置,包括：

支架；

雨滴生成单元，所述雨滴生成单元包括液滴生成器，所述液滴生成器安装于所述支架的上端，所述液滴生成器具有一液滴输出端，所述液滴输出端竖直朝下；

测力单元，所述测力单元包括驱动升降件和测力件，所述驱动升降件安装于所述支架的下端，所述驱动升降件具有一升降端，所述测力件与所述升降端固定连接，且所述测力件位于所述液滴输出端的下方，所述测力件用于与所述液滴输出端输出的雨滴撞击并测得所述雨滴下落撞击所述测力件的冲击力。

本发明提供的一种雨滴冲击模拟装置，具有以下有益效果：借助雨滴自由下落的速度和驱动升降件带动测力件上升的速度，以实现在较低的高度环境下，使自由下落的雨滴达到实际的雨滴冲击速度，且因雨滴自由下落的高度较低，雨滴几乎不会产生漂移，从而使雨滴更加精准的下落至测力件并取得冲击力数值，更加贴合实际中雨滴冲击土壤、地面的试验，利于土壤侵蚀、水土保持的进一步研究。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是现有不同直径下的雨滴自由落体时的速度和下落高度；

图2是本发明提供的一种雨滴冲击模拟装置一实施方式的结构示意图；

图3是本发明4mm直径雨滴自由落体时一实施方式的时间-速度-下降高度曲线图；

图4是本发明驱动升降件的升降端运动时一实施方式的时间-速度曲线图；

图5是本发明控制器与雨滴生成单元、测力单元间一实施方式的控制逻辑图；

图6是三位五通电磁阀与无杆气缸连接一实施方式的结构示意图。

具体实施方式