專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于土壤-植被-大氣連續(xù)體系模型試驗(yàn)的人工氣候系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工氣候系統(tǒng)，特別涉及一種用于土壤-植被-大氣連續(xù)體系模型試驗(yàn)的人工氣候系統(tǒng)，屬環(huán)境巖土工程領(lǐng)域。該人工系統(tǒng)可模擬刮風(fēng)、降雨、光照、溫度、濕度等氣候環(huán)境自然變化。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)土木水利工程建設(shè)的加大，氣候環(huán)境變化(如暴雨、高溫干旱、季節(jié)性干濕交替、凍融循環(huán))而引發(fā)的工程地質(zhì)災(zāi)害等問(wèn)題(如泥石流、山體滑坡、工程體開(kāi)裂等)逐漸被暴露，已嚴(yán)重威脅到我國(guó)人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。近年來(lái)，植被因其根系的加筋錨固作用，以及其空氣凈化功能被廣泛應(yīng)用于巖土體防護(hù)中，對(duì)于抑制氣候環(huán)境變化而引發(fā)泥石流、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題作用明顯，有關(guān)土壤-植被-大氣相互作用的研究已成為 環(huán)境巖土領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。室內(nèi)模型試驗(yàn)是土壤-植被-大氣相互作用研究的有效手段之一，一個(gè)穩(wěn)定的、均勻的、程序可控的氣候環(huán)境是開(kāi)展該研究的關(guān)鍵。人工氣候箱是一種根據(jù)試驗(yàn)需要人為調(diào)控箱內(nèi)氣候參數(shù)的設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)外根據(jù)各領(lǐng)域需要開(kāi)發(fā)了多種人工氣候箱，主要應(yīng)用于植物的生長(zhǎng)和組織培養(yǎng)，微生物的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，昆蟲(chóng)以及小動(dòng)物的飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)的BOD測(cè)定，材料的抗腐蝕及使用壽命等的測(cè)定，以及其他用途的人工氣候試驗(yàn)。異同于現(xiàn)有人工氣候箱，為土壤-植被-大氣連續(xù)體系相關(guān)的巖土工程模型試驗(yàn)提供人工氣候環(huán)境的氣候箱，首先必須實(shí)現(xiàn)室內(nèi)風(fēng)速風(fēng)向、降雨光照強(qiáng)度、溫濕度、CO2和O2等氣候參數(shù)的自動(dòng)調(diào)控，同時(shí)確保試驗(yàn)箱內(nèi)各類(lèi)氣候參數(shù)的均勻性，使試驗(yàn)?zāi)Ｐ腕w具有相同的外界條件，降低非確定性環(huán)境因素對(duì)模型試驗(yàn)產(chǎn)生的誤差。現(xiàn)有人工氣候箱試驗(yàn)箱對(duì)于溫濕度控制、CO2和O2調(diào)節(jié)技術(shù)已較為成熟，但對(duì)太陽(yáng)光照模擬多采用數(shù)個(gè)豎立于箱門(mén)上或箱頂?shù)臒晒鉄糇鳛楣庠?，其無(wú)法調(diào)整光線(xiàn)入射角隨時(shí)間的變化且均勻性較差，而能實(shí)現(xiàn)人工降雨的人工氣候箱還少見(jiàn)報(bào)道。目前模擬降雨的人工降雨設(shè)備主要采用頂部等間距均布旋轉(zhuǎn)噴頭或者采用矩形盛水箱頂部均布滴水針管，但旋轉(zhuǎn)噴頭產(chǎn)生雨滴的均勻性存在明顯的尺寸效應(yīng)，不適用于對(duì)小尺寸范圍內(nèi)降雨均勻性要求過(guò)高的巖土體模型實(shí)驗(yàn)。而矩形盛水箱頂部均布滴水針管雖然降雨均勻性較好，但體積較大不能直接應(yīng)用于人工氣候箱，同時(shí)矩形盛水箱頂部均布滴水針管與同需置于箱頂?shù)墓庠创嬖谖恢脹_突問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于土壤-植被-大氣連續(xù)體系模型試驗(yàn)的人工氣候系統(tǒng)，該人工系統(tǒng)可模擬刮風(fēng)、降雨、光照、溫度、濕度等氣候環(huán)境自然變化。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，其技術(shù)解決方案為一種用于土壤-植被-大氣連續(xù)體系模型試驗(yàn)的人工氣候系統(tǒng)，包括人工氣候箱箱體、箱體內(nèi)膽、光源、人工降雨裝置、智能控制系統(tǒng)、多通道轉(zhuǎn)化器、氣流循環(huán)系統(tǒng)、雨水循環(huán)系統(tǒng)、溫度濕度調(diào)控系統(tǒng)、C02和02調(diào)控系統(tǒng)、氣候參數(shù)傳感器組、數(shù)字成像系統(tǒng)，其特征在于在所述箱體內(nèi)膽頂部?jī)?nèi)設(shè)置有三臺(tái)由人工降雨器、光源和旋轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置，各旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置相互平行，其中，人工降雨器由承壓分水箱、滴水針管組成，滴水針管均布在承壓分水箱上表面，光源由全光譜燈管、平行光反射鏡和矩形防水罩組成，矩形防水罩固定在承壓分水箱下表面，全光譜燈管與平行光反射鏡均位于矩形防水罩內(nèi)并固定在矩形防水罩側(cè)壁，旋轉(zhuǎn)裝置由定軸、密封止水裝置、旋轉(zhuǎn)齒輪組成，定軸為中空狀，定軸的管壁上設(shè)有均勻分布的透水孔，定軸平行于旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置，定軸貫通承壓分水箱且兩端均固定在箱體內(nèi)膽上，定軸和承壓分水箱的連接處設(shè)置密封止水裝置，旋轉(zhuǎn)齒輪活動(dòng)套裝在定軸一端并固定在承壓分水箱上，三臺(tái)旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置上的旋轉(zhuǎn)齒輪上連接有履帶，履帶連接數(shù)控式動(dòng)力設(shè)備，數(shù)控式動(dòng)力設(shè)備與多通道轉(zhuǎn)化器導(dǎo)線(xiàn)連接，定軸一端為密封狀，另一端通過(guò)供水管道與設(shè)置在人工氣候箱箱體和箱體內(nèi)膽之間的雨水循環(huán)系統(tǒng)中的承壓供水箱和非承壓回水箱底部連通，雨水循環(huán)系統(tǒng)由承壓供水箱、非承壓回水箱、氣壓調(diào)控設(shè)備、抽水機(jī)、溫度調(diào)控設(shè)備、供水管道、回水管道、氣壓管道、大氣連通管道和閥門(mén)組成，承壓供水箱和非承壓回水箱分別為密封體，且相互平行排列，雨水收集箱位于箱體內(nèi)膽底部，回水管道一端與雨水收集箱連通，另一端分別與承壓供水箱和非承壓回水箱頂部連接，回水管道 中設(shè)有抽水機(jī)和控制閥，氣壓管道一端與氣壓調(diào)控設(shè)備連通，另一端與承壓供水箱和非承壓回水箱頂部連通，氣壓管道中設(shè)有控制閥，大氣連通管道一端延伸至人工氣候箱箱體外，另一端與承壓供水箱和非承壓回水箱頂部連通，大氣連通管道中設(shè)有控制閥，數(shù)字成像系統(tǒng)位于旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置下方，數(shù)字成像系統(tǒng)由數(shù)控?cái)z像頭、移動(dòng)軌道、第一移動(dòng)裝置、固定軌道、第二移動(dòng)裝置組成，固定軌道固定在箱體內(nèi)膽兩側(cè)壁上，移動(dòng)軌道通過(guò)第二移動(dòng)裝置活動(dòng)安裝在固定軌道上，數(shù)控?cái)z像頭通過(guò)第一移動(dòng)裝置活動(dòng)安裝在移動(dòng)軌道，氣流循環(huán)系統(tǒng)由數(shù)控式軸流風(fēng)扇、循環(huán)風(fēng)道組成，箱體內(nèi)膽內(nèi)壁對(duì)稱(chēng)開(kāi)有出風(fēng)口和回風(fēng)口，數(shù)控式軸流風(fēng)扇位于出風(fēng)口處，循環(huán)風(fēng)道一端與回風(fēng)口連接，另一端與數(shù)控式軸流風(fēng)扇連接，雨水收集箱上方設(shè)置有滑行軌道，滑行軌道與固定軌道平行，滑行軌道上設(shè)置有承載平臺(tái)。所述的溫度濕度調(diào)控系統(tǒng)、C02和02調(diào)控系統(tǒng)位于雨水收集箱與人工氣候箱箱體底部之間。所述的氣候參數(shù)傳感器組固定在箱體內(nèi)膽的內(nèi)壁上。所述的多通道轉(zhuǎn)化器位于數(shù)控式軸流風(fēng)扇上方，多通道轉(zhuǎn)化器一端與智能控制系統(tǒng)導(dǎo)線(xiàn)連接，另一端與旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置、雨水循環(huán)系統(tǒng)、氣流循環(huán)系統(tǒng)、溫度濕度調(diào)控系統(tǒng)、C02和02調(diào)控系統(tǒng)、數(shù)字成像系統(tǒng)導(dǎo)線(xiàn)連接。所述的智能控制系統(tǒng)位于多通道轉(zhuǎn)化器上方。由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的用于土壤-植被-大氣連續(xù)體系模型試驗(yàn)的人工氣候系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置以及氣壓控制式雨水循環(huán)系統(tǒng)，由全光譜燈管發(fā)射的散射光線(xiàn)經(jīng)由平行光反射鏡反射后變成平行光線(xiàn)，并可通過(guò)智能控制中心發(fā)給全光譜燈管和數(shù)控式動(dòng)力設(shè)備的指令，調(diào)整旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置發(fā)出的平行光線(xiàn)的強(qiáng)度和入射角，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光照的高仿真模擬以及降雨和光照的交替變化，解決了太陽(yáng)光模擬裝置與人工降雨裝置位置重疊問(wèn)題，承壓分水箱底部均布的滴水針管可高仿真模擬降雨，且可確保雨水的均勻性，降雨強(qiáng)度可通過(guò)調(diào)整承壓供水箱中的氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，降雨由雨水收集箱收集，然后抽至非承壓回水箱，雨水事先在承供水箱和承壓回水箱中調(diào)整溫度，可大大提高工作室內(nèi)氣候的穩(wěn)定性和均勻性，通過(guò)調(diào)整供水管道、氣壓管道、回水管道、大氣連通管道與壓供水箱和非承壓回水箱的連通狀態(tài)，可將承壓供水箱和非承壓回水箱進(jìn)行角色互換，實(shí)現(xiàn)雨水的循環(huán)利用，氣流循環(huán)系統(tǒng)采用左進(jìn)右出循環(huán)式風(fēng)道，軸流風(fēng)機(jī)可提供最高8m/s的風(fēng)速，可實(shí)現(xiàn)O到4級(jí)自然風(fēng)的高仿真模擬，旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置、雨水循環(huán)系統(tǒng)、氣流循環(huán)系統(tǒng)、溫度濕度調(diào)控系統(tǒng)、C02和02調(diào)控系統(tǒng)、數(shù)字成像系統(tǒng)均通過(guò)智能控制系統(tǒng)經(jīng)由多通道轉(zhuǎn)化器發(fā)來(lái)的指令工作，并通過(guò)氣候參數(shù)傳感器組返回的氣候參數(shù)信息進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。


附圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖附圖2是旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置結(jié)構(gòu)示意圖
附圖3是圖2的剖視圖附圖4是圖2側(cè)視圖附圖5是雨水循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述見(jiàn)附圖一種用于土壤-植被-大氣連續(xù)體系模型試驗(yàn)的人工氣候系統(tǒng)，人工氣候系統(tǒng)由人工氣候箱箱體I、箱體內(nèi)膽2、光源、人工降雨裝置、智能控制系統(tǒng)4、多通道轉(zhuǎn)化器5、氣流循環(huán)系統(tǒng)、雨水循環(huán)系統(tǒng)6、溫度濕度調(diào)控系統(tǒng)7、C02和02調(diào)控系統(tǒng)8、氣候參數(shù)傳感器組
9、數(shù)字成像系統(tǒng)構(gòu)成。箱體內(nèi)膽2頂部?jī)?nèi)設(shè)置有三臺(tái)由人工降雨器、光源和旋轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置3，各旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置3相互平行，其中，人工降雨器由承壓分水箱32、滴水針管25組成，承壓分水箱32為封閉狀矩形箱體，滴水針管25均布在承壓分水箱32上表面并與承壓分水箱32連通，承壓分水箱32經(jīng)由滴水針管25滴出的水滴與雨水水滴相似且在小尺寸范圍內(nèi)分布均勻，實(shí)行了對(duì)降雨的高仿真的模擬。光源由全光譜燈管29、平行光反射鏡30和矩形防水罩31組成，矩形防水罩31固定在承壓分水箱32下表面，全光譜燈管29與平行光反射鏡30均位于矩形防水罩31內(nèi)并固定在矩形防水罩31側(cè)壁，全光譜燈管29經(jīng)由多通道轉(zhuǎn)換器5與智能控制系統(tǒng)4導(dǎo)線(xiàn)連接，由全光譜燈管29發(fā)出的散射光線(xiàn)經(jīng)由平行光反射鏡30反射后變成平行光線(xiàn)，實(shí)行了對(duì)太陽(yáng)光線(xiàn)的高仿真模擬。旋轉(zhuǎn)裝置由定軸27、密封止水裝置28、旋轉(zhuǎn)齒輪26組成，定軸27為中空狀，定軸27的管壁上設(shè)有均勻分布的透水孔，定軸27平行于旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置3，定軸27貫通承壓分水箱32且兩端均固定在箱體內(nèi)膽2上，定軸27和承壓分水箱32的連接處設(shè)置密封止水裝置28，旋轉(zhuǎn)齒輪26活動(dòng)套裝在定軸27 —端并固定在承壓分水箱24上，三臺(tái)旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置3上的旋轉(zhuǎn)齒輪26上連接有履帶10，履帶10連接數(shù)控式動(dòng)力設(shè)備11，數(shù)控式動(dòng)力設(shè)備(11)與多通道轉(zhuǎn)化器(5)導(dǎo)線(xiàn)連接，定軸27—端為密封狀，另一端通過(guò)供水管道39與設(shè)置在人工氣候箱箱體I和箱體內(nèi)膽2之間的雨水循環(huán)系統(tǒng)6中的承壓供水箱33和非承壓回水箱34底部連通，供水管道39與承壓供水箱33和非承壓回水箱34連接處設(shè)有控制閥，承壓供水箱33經(jīng)由供水管道39進(jìn)入中空狀的定軸27中，再經(jīng)由定軸27側(cè)壁的均布的透水孔進(jìn)入承壓分水箱32，數(shù)控式動(dòng)力設(shè)備11經(jīng)由多通道轉(zhuǎn)換器5與智能控制系統(tǒng)4導(dǎo)線(xiàn)連接，通過(guò)智能控制中心4發(fā)給數(shù)控式動(dòng)力設(shè)備11的旋轉(zhuǎn)指令可帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置3繞定軸27旋轉(zhuǎn)，可調(diào)整旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置3發(fā)出的平行光線(xiàn)的入射角，并實(shí)現(xiàn)降雨和光照的交替變化，解決了降雨裝置與光源位子重疊的問(wèn)題。雨水循環(huán)系統(tǒng)6由承壓供水箱33、非承壓回水箱34、氣壓調(diào)控設(shè)備35、抽水機(jī)36、溫度調(diào)控設(shè)備37、供水管道39、回水管道40、氣壓管道38、大氣連通管道41和閥門(mén)組成，承壓供水箱33和非承壓回水箱34分別為密封體，且相互平行排列，雨水收集箱24位于箱體內(nèi)膽2底部，回水管道40 —端與雨水收集箱24連通，另一端分別與承壓供水箱33和非承壓回水箱34頂部連接，回水管道40與承壓供水箱33和非承壓回水箱34連接處設(shè)有控制閥，回水管道40中設(shè)有抽水機(jī)36，回水管道40與抽水機(jī)36連接處設(shè)有控制閥，氣壓管道38 一端與氣壓調(diào)控設(shè)備35連通，另一端與承壓供水箱33和非承壓回水箱34頂部連通，氣壓管道38與承壓供水箱33和非承壓回水箱34連接處設(shè)有控制閥，大氣連通管道41 一端延伸至人工氣候箱箱體I外，另一端與承壓供水箱33和非承壓回水箱34頂部連通，大氣連通管道41與承壓供水箱33和非承壓回水箱34連接處設(shè)有控制閥，供水管道39、回水管道40、氣壓管道38、大氣連通管道41中設(shè)置的控制閥可控制各管道與承壓供水箱33和非承壓回水箱34的連通狀態(tài)，承壓供水箱33與供水管道39和氣壓管道38連通，與回水管道40和氣連通管道41斷開(kāi)，非承壓回水箱34與供水管道39和氣壓管道38斷開(kāi)，與回水管道40和氣連通管道41連通，通過(guò)轉(zhuǎn)換各控制閥的開(kāi)閉狀態(tài)可將承壓供水箱轉(zhuǎn)變成非承壓回水箱，同時(shí)將非承壓回水箱轉(zhuǎn)變成承壓供水箱，實(shí)現(xiàn)雨水的循環(huán)利用，氣壓調(diào)控設(shè)備35、抽水機(jī)36和溫度調(diào)控設(shè)備37經(jīng)由多通道轉(zhuǎn)換器5分別與智能控制系統(tǒng)4導(dǎo)線(xiàn)連接，通過(guò)智能控制中心4發(fā)給氣壓調(diào)控設(shè)備35和溫度調(diào)控設(shè)備37指令可調(diào)整承壓供水箱33中的溫度以及調(diào)整承壓供水箱33中的氣壓實(shí)行對(duì)雨強(qiáng)的調(diào)控。數(shù)字成像系統(tǒng)位于旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置3下方，數(shù)字成像系統(tǒng)由數(shù)控?cái)z像頭12、移動(dòng)軌道14、第一移動(dòng)裝置15、固定軌道16、第二移動(dòng)裝置17組成，數(shù)控?cái)z像頭12帶有防護(hù)外殼13，可防止光、熱、水對(duì)數(shù)控?cái)z像頭12的損壞，固定軌道16固定在箱體內(nèi)膽2兩側(cè)壁上，移動(dòng)軌道14通過(guò)第二移動(dòng)裝置17活動(dòng)安裝在固定軌道16上，數(shù)控?cái)z像頭12通過(guò)第一移動(dòng)裝置15活動(dòng)安裝在移動(dòng)軌道14，數(shù)控?cái)z像頭12、第一移動(dòng)裝置15和第二移動(dòng)裝置17經(jīng)由多通道轉(zhuǎn)換器5分別與智能控制系統(tǒng)4導(dǎo)線(xiàn)連接，通過(guò)智能控制中心4發(fā)給第一移動(dòng)裝置15和第二移動(dòng)裝置17的指令可調(diào)整數(shù)控?cái)z像頭12的位子，實(shí)現(xiàn)對(duì)承載平臺(tái)21上的試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷娜秶O(jiān)控?！饬餮h(huán)系統(tǒng)由數(shù)控式軸流風(fēng)扇18、循環(huán)風(fēng)道21組成，箱體內(nèi)膽2內(nèi)壁對(duì)稱(chēng)開(kāi)有出風(fēng)口 19和回風(fēng)口 20，數(shù)控式軸流風(fēng)扇18位于出風(fēng)口 19處，循環(huán)風(fēng)道21 —端與回風(fēng)口20連接，另一端與數(shù)控式軸流風(fēng)扇18連接，出風(fēng)口 19、回風(fēng)口 20安有導(dǎo)風(fēng)葉片，可控制風(fēng)的方向，軸流風(fēng)扇18經(jīng)由多通道轉(zhuǎn)換器5與智能控制系統(tǒng)4導(dǎo)線(xiàn)連接，軸流風(fēng)扇18可提供最高8m/s的風(fēng)速，可實(shí)現(xiàn)O到4級(jí)自然風(fēng)的高仿真模擬。雨水收集箱24上方設(shè)置有滑行軌道20，滑行軌道20與固定軌道16平行，滑行軌道20上設(shè)置有承載平臺(tái)21。溫度濕度調(diào)控系統(tǒng)7、C02和02調(diào)控系統(tǒng)8位于雨水收集箱24與人工氣候箱I底部之間，氣候參數(shù)傳感器組9固定在箱體內(nèi)膽2的內(nèi)壁上，多通道轉(zhuǎn)化器5位于數(shù)控式軸流風(fēng)扇18上方，智能控制系統(tǒng)4位于多通道轉(zhuǎn)化器5上方，溫度濕度 調(diào)控系統(tǒng)7、C02和02調(diào)控系統(tǒng)8、氣候參數(shù)傳感器組9分別經(jīng)由多通道轉(zhuǎn)換器5與智能控制系統(tǒng)4導(dǎo)線(xiàn)連接。旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置3、雨水循環(huán)系統(tǒng)6、氣流循環(huán)系統(tǒng)、溫度濕度調(diào)控系統(tǒng)7、C02和02調(diào)控系統(tǒng)8、數(shù)字成像系統(tǒng)均通過(guò)智能控制中心4經(jīng)由多通道轉(zhuǎn)化器
(10)發(fā)來(lái)的指令工作，并通過(guò)氣候參數(shù)傳感器組9返回的氣候參數(shù)信息進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種用于土壤-植被-大氣連續(xù)體系模型試驗(yàn)的人工氣候系統(tǒng)，包括人工氣候箱箱體(I)、箱體內(nèi)膽(2)、光源、人工降雨裝置、智能控制系統(tǒng)(4)、多通道轉(zhuǎn)化器(5)、氣流循環(huán)系統(tǒng)、雨水循環(huán)系統(tǒng)(6)、溫度濕度調(diào)控系統(tǒng)(7)、C02和02調(diào)控系統(tǒng)(8)、氣候參數(shù)傳感器組(9)、數(shù)字成像系統(tǒng)，其特征在于在所述箱體內(nèi)膽(2)頂部?jī)?nèi)設(shè)置有三臺(tái)由人工降雨器、光源和旋轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置(3)，各旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置(3)相互平行，其中，人工降雨器由承壓分水箱(32)、滴水針管(25)組成，滴水針管(25)均布在承壓分水箱(32)上表面，光源由全光譜燈管(29)、平行光反射鏡(30)和矩形防水罩(31)組成，矩形防水罩(31)固定在承壓分水箱(32)下表面，全光譜燈管(29)與平行光反射鏡(30)均位于矩形防水罩(31)內(nèi)并固定在矩形防水罩(31)側(cè)壁，旋轉(zhuǎn)裝置由定軸(27)、密封止水裝置(28)、旋轉(zhuǎn)齒輪(26)組成，定軸(27)為中空狀，定軸(27)的管壁上設(shè)有均勻分布的透水孔，定軸(27)平行于旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置(3)，定軸(27)貫通承壓分水箱(32)且兩端均固定在箱體內(nèi)膽(2)上，定軸(27)和承壓分水箱(32)的連接處設(shè)置密封止水裝置(28)，旋轉(zhuǎn)齒輪(26)活動(dòng)套裝在定軸(27) —端并固定在承壓分水箱(24)上，三臺(tái)旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置(3)上的旋轉(zhuǎn)齒輪(26)上連接有履帶(10)，履帶(10)連接數(shù)控式動(dòng)力設(shè)備(11)，數(shù)控式動(dòng)力設(shè)備(11)與多通道轉(zhuǎn)化器(5)導(dǎo)線(xiàn)連接，定軸(27) —端為密封狀，另一端通過(guò)供水管道(39)與設(shè)置在人工氣候箱箱體(I)和箱體內(nèi)膽(2)之間的雨水循環(huán)系統(tǒng)出)中的承壓供水箱(33)和非承壓回水箱(34)底部連通，雨水循環(huán)系統(tǒng)(6)由承壓供水箱(33)、非承壓回水箱(34)、氣壓調(diào)控設(shè)備(35)、抽水機(jī)(36)、溫度調(diào)控設(shè)備(37)、供水管道(39)、回水管道(40)、氣壓管道(38)、大氣連通管道(41)和閥門(mén)組成，承壓供水箱(33)和非承壓回水箱(34)分別為密封體，且相互平行排列，雨水收集箱(24)位于箱體內(nèi)膽(2)底部，回水管道(40) —端與雨水收集箱(24)連通，另一端分別與承壓供水箱(33)和非承壓回水箱(34)頂部連接，回水管道(40)中設(shè)有抽水機(jī)(36)和控制閥，氣壓管道(38) —端與氣壓調(diào)控設(shè)備(35)連通，另一端與承壓供水箱(33)和非承壓回水箱(34)頂部連通，氣壓管道(38)中設(shè)有控制閥，大氣連通管道(41) 一端延伸至人工氣候箱箱體(I)夕卜，另一端與承壓供水箱(33)和非承壓回水箱(34)頂部連通，大氣連通管道(41)中設(shè)有控制閥，數(shù)字成像系統(tǒng)位于旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置(3)下方，數(shù)字成像系統(tǒng)由數(shù)控?cái)z像頭(12)、移動(dòng)軌道(14)、第一移動(dòng)裝置(15)、固定軌道(16)、第二移動(dòng)裝置(17)組成，固定軌道(16)固定在箱體內(nèi)膽(2)兩側(cè)壁上，移動(dòng)軌道(14)通過(guò)第二移動(dòng)裝置(17)活動(dòng)安裝在固定軌道(16)上，數(shù)控?cái)z像頭(12)通過(guò)第一移動(dòng)裝置(15)活動(dòng)安裝在移動(dòng)軌道(14)，氣流循環(huán)系統(tǒng)由數(shù)控式軸流風(fēng)扇(18)、循環(huán)風(fēng)道(21)組成，箱體內(nèi)膽(2)內(nèi)壁對(duì)稱(chēng)開(kāi)有出風(fēng)口(19)和回風(fēng)口(20)，數(shù)控式軸流風(fēng)扇(18)位于出風(fēng)口(19)處，循環(huán)風(fēng)道(21) —端與回風(fēng)口(20)連接，另一端與數(shù)控式軸流風(fēng)扇(18)連接，雨水收集箱(24)上方設(shè)置有滑行軌道(20)，滑行軌道(20)與固定軌道(16)平行，滑行軌道(20)上設(shè)置有承載平臺(tái)(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于土壤-植被-大氣連續(xù)體系模型試驗(yàn)的人工氣候系統(tǒng)，其特征在于所述的溫度濕度調(diào)控系統(tǒng)(7)、C02和02調(diào)控系統(tǒng)(8)位于雨水收集箱(24)與人工氣候箱箱體(I)底部之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于土壤-植被-大氣連續(xù)體系模型試驗(yàn)的人工氣候系統(tǒng)，其特征在于所述的氣候參數(shù)傳感器組(9)固定在箱體內(nèi)膽(2)的內(nèi)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于土壤-植被-大氣連續(xù)體系模型試驗(yàn)的人工氣候系統(tǒng)，其特征在于所述的多通道轉(zhuǎn)化器(5)位于數(shù)控式軸流風(fēng)扇(18)上方，多通道轉(zhuǎn)化器(5)一端與智能控制系統(tǒng)(4)導(dǎo)線(xiàn)連接，另一端與旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置(3)、雨水循環(huán)系統(tǒng)(6)、氣流循環(huán)系統(tǒng)、溫度濕度調(diào)控系統(tǒng)(7)、C02和02調(diào)控系統(tǒng)(8)、數(shù)字成像系統(tǒng)導(dǎo)線(xiàn)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于土壤-植被-大氣連續(xù)體系模型試驗(yàn)的人工氣候系統(tǒng)，其特征在于所述的智能控制系統(tǒng)(4)位于多通道轉(zhuǎn)化器(5)上方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種人工氣候系統(tǒng)，特別涉及一種用于土壤-植被-大氣連續(xù)體系模型試驗(yàn)的人工氣候系統(tǒng)，屬環(huán)境巖土工程領(lǐng)域。該人工系統(tǒng)可模擬刮風(fēng)、降雨、光照、溫度、濕度等氣候環(huán)境自然變化。人工氣候系統(tǒng)由人工氣候箱箱體、箱體內(nèi)膽、光源、人工降雨裝置、智能控制系統(tǒng)、多通道轉(zhuǎn)化器、氣流循環(huán)系統(tǒng)、雨水循環(huán)系統(tǒng)、溫度濕度調(diào)控系統(tǒng)、CO2和O2調(diào)控系統(tǒng)、氣候參數(shù)傳感器組、數(shù)字成像系統(tǒng)構(gòu)成?？蓪?shí)現(xiàn)降雨強(qiáng)度、光照方向和強(qiáng)度、風(fēng)速風(fēng)向以及溫濕度的自動(dòng)反饋調(diào)控。同時(shí)采用頂部旋轉(zhuǎn)式降雨光照聯(lián)合裝置，解決了降雨裝置與光照裝置位置重疊問(wèn)題，確保了水平面內(nèi)光照強(qiáng)度與降雨強(qiáng)度的均勻性。
文檔編號(hào)A01G9/20GK102934596SQ20121052752
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者薛強(qiáng), 萬(wàn)勇, 陳億軍, 王靜, 趙穎, 劉凱 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所