一种基于微气候模拟的温度模拟试验箱

技术领域

本发明涉及微气候实验领域，具体讲是一种基于微气候模拟的温度模拟 试验箱。

背景技术

气候模拟是研究气候变化规律的有力的实验手段。更合理、更客观的气 候模式，可用于研究各种因子在不同时间尺度的气候变化中的作用，预测人 类活动对气候的可能影响，为大范围气候改造和控制提出一定依据；也可研 究在一定条件下气候变化的可能趋向，为气候预报提供依据；

传统的气候模拟方式是数值模拟，运用一系列的静力学，动力学和热力 学方程，并根据控制气候及其变化的基本物理定律，建立气候数学模式，在 一定的初始条件和边界条件下进行数值计算，求得气候及其变化的图像，但 是这类虚拟的计算方式和实际的气候存在一定的偏差，因为改变气候的因素 很多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微气候模拟的温度模拟试验箱，以解决 上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种基于微气候模拟的温度模拟试验箱，包括：

试验箱主体，所述试验箱主体的内部呈密封的中空状外形；

雨水模拟结构，所述试验箱主体的一侧设有雨水模拟结构，且雨水模拟 结构包括温控蓄水箱，所述温控蓄水箱的底端和试验箱主体的外侧固定连接， 所述温控蓄水箱内部可控温；

密封结构，所述试验箱主体顶端的一侧固定连接有密封结构，且密封结 构包括内置凹槽，所述内置凹槽和试验箱主体之间固定连接；

喷洒结构，所述试验箱主体内部的顶端固定连接有喷洒结构，且喷洒结 构包括连接底板，且连接底板的顶端和试验箱主体内部的顶端固定连接；

风力结构，所述试验箱主体内部的底端设有风力结构，且风力结构包括 金属防护罩，所述金属防护罩和试验箱主体之间固定连接。

进一步的，所述温控蓄水箱顶端的一侧连接有连接软管，且连接软管远 离温控蓄水箱的一端设有安插头，且安插头呈锥状的外形。

进一步的，所述安插头远离连接软管一端的两侧连接有弹力压片，且弹 力压片呈向顶端扩张的外形，所述弹力压片顶端靠近安插头的一侧连接有弹 性元件，且弹性元件具有弹性。

进一步的，所述内置凹槽内部的两侧设有内置滑槽，且内置滑槽呈倾斜 状放置，所述内置滑槽的内部设有伸缩杆，且内置滑槽和伸缩杆之间滑动连 接。

进一步的，所述伸缩杆的顶端贯穿有弹力金属丝，所述弹力金属丝具有 弹性，所述伸缩杆的顶端固定连接有橡胶密封片，且橡胶密封片呈片状的外 形，且橡胶密封片设有多组，多组橡胶密封片关于内置凹槽的轴心呈环形分 布。

进一步的，所述连接底板底端的两侧固定连接有弹性金属环，且弹性金 属环具有弹性，所述弹性金属环的底端的连接有连接板，且连接板的顶端连 接有第四电机，且第四电机的输出端和连接板固定连接，所述连接板的表面 设有多组喷淋口，多组喷淋口关于连接板的轴心呈环形分布。

进一步的，所述连接板顶端的一侧连接有连接管，且连接管远离连接板 的一端和内置凹槽固定连接。

进一步的，所述连接板的一侧连接有照明发热管。

进一步的，所述连接板的内部设有连通管，且连通管通过软管和内置凹 槽连接，所述连通管的一侧设有第一管道，所述连通管我的另一侧设有第二 管道，所述第二管道远离连通管的一端连接有连接软管，所述第二管道通过 连接软管和一组喷淋口连接，所述第一管道远离连通管的一端连接有疏通管 道，所述第一管道通过疏通管道和一组喷淋口连接，所述连通管的顶端设有 第五电机，且第五电机的输出端连接有传动丝杆，所述传动丝杆远离第五电 机的一端连接有隔断板，且隔断板和传动丝杆之间呈螺纹传动关系。

进一步的，所述金属防护罩内部的底端设有第三电机，且第三电机的输 出端固定连接有风力模拟扇。

本发明通过改进在此提供一种基于微气候模拟的温度模拟试验箱，与现 有技术相比，具有如下改进及优点：

通过该装置可以模拟不同气候因子遇见后产生的气候现象，这种实验的 方式相比于传统的方式更加的真实且具象，且能够直观的观测到气候现象； 其中天气模拟组件包括喷洒结构和照明发热管，二者相互配合才能够形成完 整的雨水降落过程；喷洒结构不止可以喷淋雨水，还能够通过和照明发热管 配合达到控制雨水温度的作用，改变雨水的形态，从而能够模拟出雨、雾和 雪；喷洒结构上环形分布的喷淋口可以达到均匀喷洒雨水的效果，这样能够 更好的模拟雨雪天气；喷洒结构旋转时可以模拟出在空气流动状态下雨水下 落的趋势，而且在旋转的时候还能够带动底端的照明发热管旋转，达到模拟 太阳运动的作用，观察光源的变化对天气的影响；另外照明发热管在关于连 接板旋转的时候，通过内置凹槽把水源导入连接板内部，通过管道进入连通 管，连通管的两侧设有的第二管道和第一管道分别连接两侧的喷淋口，通过 启动第五电机带动传动丝杆旋转，传动丝杆通过螺纹传动带动隔断板向底端 移动，便可封闭连通管，通过启闭连通管中间的通道，便于控制连接板两侧 产生水量差；该结构和弹性金属环相互配合使得控制连接板两侧出现高度差，当照明发热管被带动旋转的时候是有起伏的，从而达到模拟太阳一日的运动 轨迹的作用，照明发热管背后设有背板，使得照明方向始终在连接板的反方 向；同时调整日照灯的强度，从而模拟自然界中太阳一天内的温度差，增加 模拟器的真实度，通过照明发热管和喷洒结构相互配合可以改变雨水的状态， 当照明发热管控制室内的温度高时热空气占上风，喷洒结构便会降雨，当照 明发热管控制室内的温度低冷空气占上风时，喷洒结构便会降雪和冰雹；照 明发热管不仅可以改变反应仓内的温度，同时在驱动喷洒结构工作时，配合 反应仓内的温度的变化，实现了控制喷洒的是冰还是水的形态变化；最后通 过风力结构控制并调节风的方向和强度，在气候中最大的因素是风向，因为 风得不可控因素较多，风的种类也很多，有的较干燥会带来风沙影响空气质 量，有的较湿润遇到热空气会形成雨水，热空气和冷风遇到后谁更强势也会 决定雨水降落的形式，当热空气占上风时便会降雨，冷风占上风时便会降雪 和冰雹；风力结构对雨水模拟结构来说起到一定辅助的作用，但是针对雨水 模拟结构来说光照结构的影响力要比风力结构来的大；

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:

图1为本发明的立体剖面结构示意图；

图2为本发明的图1中A处局部放大示意图；

图3为本发明的安插头和内置凹槽连接处的局部放大示意图；

图4为本发明的风力结构立体爆炸示意图；

图5为本发明的雨水模拟结构第一剖面示意图；

图6为本发明的雨水模拟结构第二剖面示意图；

图7为本发明的图6中B处局部放大示意图。

附图标记说明：1、试验箱主体；2、照明发热管；3、风力结构；301、 金属防护罩；302、风力模拟扇；303、第三电机；4、雨水模拟结构；401、 连接软管；402、安插头；403、温控蓄水箱；404、弹力压片；405、弹性元 件；5、密封结构；501、橡胶密封片；502、弹力金属丝；503、伸缩杆；504、 内置滑槽；505、内置凹槽；6、喷洒结构；601、连接管；602、第四电机；603、连接底板；604、连接板；605、喷淋口；606、弹性金属环；607、连接 软管；608、疏通管道；609、第一管道；610、第二管道；611、连通管；612、 隔断板；613、传动丝杆；614、第五电机。

具体实施方式

下面将结合附图1至图对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术 方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实 施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护 的范围。

本发明通过改进在此提供一种基于微气候模拟的温度模拟试验箱，如图 1-7图所示，一种基于微气候模拟的温度模拟试验箱，包括：

试验箱主体1，试验箱主体1的内部呈密封的中空状外形；

雨水模拟结构4，试验箱主体1的一侧设有雨水模拟结构4，通过雨水模 拟结构4不止可以喷淋雨水，还可以通过控制水源的温度，改变水源的形态， 能够模拟出雨、雾和雪，且雨水模拟结构4包括温控蓄水箱403，通过温控蓄 水箱403储存一定的水源方便后期实验使用，温控蓄水箱403的底端和试验 箱主体1的外侧固定连接，温控蓄水箱403内部可控温，温控蓄水箱403内 设有温控感应，可以根据实验数据调整储存的雨水的温度；

温控蓄水箱403顶端的一侧连接有连接软管401，且连接软管401远离温 控蓄水箱403的一端设有安插头402，且安插头402呈锥状的外形；

安插头402远离连接软管401一端的两侧连接有弹力压片404，且弹力压 片404呈向顶端扩张的外形，弹力压片404顶端靠近安插头402的一侧连接 有弹性元件405，且弹性元件405具有弹性，弹性元件405推动弹力压片404 的顶部向两侧扩张达到加强固定效果的作用；

密封结构5，试验箱主体1顶端的一侧固定连接有密封结构5，密封结构 5的作用是密封连接处，且密封结构5包括内置凹槽505，内置凹槽505和试 验箱主体1之间固定连接，把弹力压片404插到内置凹槽505中，便可把温 控蓄水箱403内的水源导入实验装置中；

内置凹槽505内部的两侧设有内置滑槽504，且内置滑槽504呈倾斜状放 置，内置滑槽504的内部设有伸缩杆503，且内置滑槽504和伸缩杆503之间 滑动连接；

伸缩杆503的顶端贯穿有弹力金属丝502，弹力金属丝502具有弹性，密 封结构5的工作原理是通过弹力金属丝502的弹性向上推动伸缩杆503，伸缩 杆503的顶端固定连接有橡胶密封片501，能够支撑起多片橡胶密封片501， 且橡胶密封片501呈片状的外形，且橡胶密封片501设有多组，多组橡胶密 封片501关于内置凹槽505的轴心呈环形分布；

喷洒结构6，试验箱主体1内部的顶端固定连接有喷洒结构6，其中天气 模拟组件包括喷洒结构6和照明发热管2，二者相互配合才能够形成完整的雨 水降落过程；通过喷洒结构6可以达到均匀喷洒的效果，能够更好的模拟雨 雪天气，喷洒结构6不止可以喷淋雨水，还能够通过和照明发热管2配合达 到控制雨水温度的作用，改变雨水的形态，从而能够模拟出雨、雾和雪，且 喷洒结构6包括连接底板603，且连接底板603的顶端和试验箱主体1内部的 顶端固定连接；

所述连接底板603底端的两侧固定连接有弹性金属环606，且弹性金属环 606具有弹性，所述弹性金属环606的底端的连接有连接板604，且连接板604 的顶端连接有第四电机602，且第四电机602的输出端和连接板604固定连接， 喷洒结构6的工作原理是启动第四电机602带动连接板604旋转，通过旋转 连接板604可以模拟雨水落下时的状态，因为雨水从天空凝结落下的过程中 会被风影响运动轨迹，连接板604的表面设有多组喷淋口605，多组喷淋口605关于连接板604的轴心呈环形分布，使得水源从喷淋口605喷出，连接板 604顶端的一侧连接有连接管601，且连接管601远离连接板604的一端和内 置凹槽505固定连接；

所述连接板604的一侧连接有照明发热管2；所述连接板604的内部设有 连通管611，且连通管611通过软管和内置凹槽505连接，通过内置凹槽505 把水源导入连接板604内部，通过管道进入连通管611，所述连通管611的一 侧设有第一管道609，所述连通管611我的另一侧设有第二管道610，所述第 二管道610远离连通管611的一端连接有连接软管607，所述第二管道610通 过连接软管607和一组喷淋口605连接，所述第一管道609远离连通管611 的一端连接有疏通管道608，疏通连通管611的两侧设有的第二管道610和第 一管道609分别连接两侧的喷淋口605，所述第一管道609通过疏通管道608 和一组喷淋口605连接，所述连通管611的顶端设有第五电机614，且第五电 机614的输出端连接有传动丝杆613，通过启动第五电机614带动传动丝杆 613旋转，所述传动丝杆613远离第五电机614的一端连接有隔断板612，且 隔断板612和传动丝杆613之间呈螺纹传动关系，传动丝杆613通过螺纹传 动带动隔断板612向底端移动，便可封闭连通管611，通过启闭连通管611中 间的通道，便于控制连接板604两侧产生水量差；该结构和弹性金属环606 相互配合使得控制连接板604两侧出现高度差，当照明发热管2被带动旋转 的时候是有起伏的；从而达到模拟太阳一日的运动轨迹的作用，照明发热管2 背后设有背板，使得照明方向始终在连接板604的反方向；同时调整日照灯 的强度，从而模拟自然界中太阳一天内的温度差，增加模拟器的真实度，通 过照明发热管2和喷洒结构6相互配合可以改变雨水的状态，当照明发热管2 控制室内的温度高时热空气占上风，喷洒结构6便会降雨，当照明发热管2 控制室内的温度低冷空气占上风时，喷洒结构6便会降雪和冰雹；照明发热 管2不仅可以改变反应仓内的温度，同时在驱动喷洒结构6工作时，配合反 应仓内的温度的变化，实现了控制喷洒的是冰还是水的形态变化；

风力结构3，试验箱主体1内部的底端设有风力结构3，通过风力结构3控 制并调节风的方向和强度，且风力结构3包括金属防护罩301，金属防护罩301 和试验箱主体1之间固定连接；

金属防护罩301内部的底端设有第三电机303，且第三电机303的输出端固 定连接有风力模拟扇302，通过外接电源启动第三电机303带动风力模拟扇302 旋转，达到控制风力的作用，金属防护罩301的作用是在保证风流动的情况下 保护风力模拟扇302。

工作原理：首先，通过该装置可以模拟不同气候因子遇见后会产生什么 样的气候现象，这种实验的方式相比于传统的方式更加的真实且具象，且能 够直观的观测到气候现象；首先在气候中最大的因素是风向，因为风得不可 控因素较多，风的种类也很多，有的较干燥会带来风沙影响空气质量，有的 较湿润遇到热空气会形成雨水，热空气和冷风遇到后谁更强势也会决定雨水 降落的形式，当热空气占上风时便会降雨，冷风占上风时便会降雪和冰雹。

然后，通过温控蓄水箱403储存一定的水源方便后期实验使用，温控蓄水 箱403内设有温控感应，可以根据实验数据调整储存的雨水的温度，然后把弹 力压片404插到内置凹槽505中，便可把温控蓄水箱403内的水源导入实验装置 中，弹性元件405推动弹力压片404的顶部向两侧扩张达到加强固定效果的作 用；密封结构5的作用是密封连接处，之后通过弹力金属丝502的弹性向上推 动伸缩杆503，能够支撑起多片橡胶密封片501，然后启动第四电机602带动连 接板604旋转，从喷淋口605喷出，通过旋转连接板604可以模拟雨水落下时的 状态，因为雨水从天空凝结落下的过程中会被风影响运动轨迹，另外照明发 热管2在关于连接板604旋转的时候，通过控制连接板604两侧的水量差，和弹 性金属环606相互配合使得控制连接板604两侧出现高度差，当照明发热管2被 带动旋转的时候是有起伏的，从而达到模拟太阳一日的运动轨迹的作用，照 明发热管2背后设有背板，使得照明方向始终在连接板604的反方向；同时调 整日照灯的强度，从而模拟自然界中太阳一天内的温度差，增加模拟器的真 实度，通过照明发热管2和喷洒结构6相互配合可以改变雨水的状态，当照明 发热管2控制室内的温度高时热空气占上风，喷洒结构6便会降雨，当照明发 热管2控制室内的温度低冷空气占上风时，喷洒结构6便会降雪和冰雹；照明 发热管2不仅可以改变反应仓内的温度，同时在驱动喷洒结构6工作时，配合 反应仓内的温度的变化，实现了控制喷洒的是冰还是水的形态变化。

最后，通过风力结构3控制并调节风的方向和强度，通过外接电源启动第 三电机303带动风力模拟扇302旋转，达到控制风力的作用，金属防护罩301的 作用是在保证风流动的情况下保护风力模拟扇302。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。