一种模拟降雨的简易试验装置

1.本实用新型涉及地理教学设备技术领域，尤其涉及一种模拟降雨的简易试验装置。

背景技术：

2.地理教学就是由教师向学生传授地理基础知识，培养地理基本技能，启迪学生智力，培养学生能力和进行思想政治教育，而地理学科的性质决定了它既有自然科学的性质，又有人文科学的性质，实验是进行科学研究的重要手段和方法，地理实验的开展有助于改变传统教学的“口述”，摆脱“先生讲，学生听”的单一方式，创造动态学习环境，使学生在实验中培养技能，开发智力。
3.降雨量是地理教学内容中的知识点之一，目前地理教学中仍未有一款专用于降雨量演示的装置，只单纯的通过课本表述进行理解，概念相对较为抽象，难以直观了解降雨量对应降雨大小的关系，不利于对知识点的理解和记忆。
4.而公开号为cn211479510u的中国专利，一种地理教学演示装置，包括箱体，所述箱体内壁的顶部与底部之间固定连接有透光板，并且箱体内壁的正面与透光板的正面之间固定连接有格栅板，所述格栅板中部的正上方设置有雨量器，并且雨量器表面的两侧均固定连接有连接杆，所述连接杆的两端与箱体内壁的两侧转动连接，所述箱体内壁的底部固定连接有水泵，本实用新型涉及教学设备技术领域。该地理教学演示装置，通过模拟不同的降雨环境并进行雨量收集和观测，可以直观地演示降雨量计算测量过程，直接观察降雨量与降雨大小的关系；但是不能够直观的观察雨水的形成。

技术实现要素：

5.针对现有技术不能够直观的观察雨水形成的技术问题，本实用新型提出一种模拟降雨的简易试验装置。
6.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种模拟降雨的简易试验装置，包括箱体，所述箱体内部设有3d地貌模型，3d地貌模型上方设有降雨机构，3d地貌模型下方设有蓄水机构，降雨机构与蓄水机构连通形成水循环系统，箱体内壁上设有日照灯，箱体上设有气团模拟机构，气团模拟机构的出气口通过水蒸气管道连通箱体内部，日照灯一侧设有灯光感应器，灯光感应器固定在箱体内壁上，箱体内壁分别设有温度感应器和湿度感应器，温度感应器、湿度感应器、灯光感应器、水循环系统均与控制器相连接。
7.所述3d地貌模型包括土壤层结构，土壤层结构固定在箱体内壁上，土壤层结构上设有矩形座和若干个玻璃管，玻璃管顶部设有植被层结构，矩形座顶面与植被层结构的底面齐平；所述土壤层结构和植被层结构上分别设有渗漏孔；所述土壤层结构和植被层结构为预制的塑料结构。
8.所述矩形座上设有蓄水凹槽，蓄水凹槽底部设有出水管，出水管上设有电磁阀且出水管与蓄水机构连通。
9.所述蓄水机构包括支撑板，支撑板上设有收集箱；所述降雨机构包括储水箱和喷头，收集箱通过水管连接储水箱，储水箱通过水管连接喷头，喷头下方设有金属板，金属板设置在土壤层结构上方，金属板固定在箱体顶部，金属板上设有漏雨孔。
10.所述金属板中部贯穿固定有壳体，壳体内设有风扇，金属板为圆形金属板，圆形金属板的厚度从圆心向周边逐渐增大；所述收集箱与储水箱之间的管道上设有第一抽水机，喷头与储水箱之间的管道上设有第二抽水机。
11.所述箱体外壁上设有显示屏，显示屏与控制器相连接且显示屏内部设有时间继电器。
12.所述气团模拟机构由至少两个加湿器通用雾化片串行排布组成，通过以加湿器产生的水蒸气来模拟下雨之前的乌云气团，把看不见摸不着的乌云气团以真实物理现象来描述。
13.所述箱体上设有把手，箱体外壁固定连接外部电源，外部电源和控制器电线连接，所述控制器为单片机。
14.本实用新型的有益效果是：采用日照灯照明，模拟太阳照射大地，气团模拟机构释放水蒸气，模拟太阳照射大地，导致湖泊水分蒸发形成云的过程，日照灯关闭的同时气团模拟机构继续释放水蒸气，模拟下雨前乌云遮蔽太阳，然后降雨机构启动降雨，使得学生能够清楚的看见雨水的形成，运用动态实验的方式模拟雨的形成过程，通过水蒸气来模仿乌云气团，利用风扇模拟刮风，化抽象为形象，创新知识的呈现方式，增加教学的直观性，改变传统课堂中以教师为中心，单纯使用讲授法进行教学的模式，有利于提高学生的学习积极性，将平面示意图立体化，交互性强，利于学生深刻认识雨的形成，使得学生更好去理解雨是如何形成的。
15.土壤层结构和植被层结构上分别设有渗漏孔，滴落的雨水落到植被层结构和蓄水凹槽中，蓄水凹槽中溢出的水和落到植被层结构水的水通过渗漏孔后，分别穿过玻璃管和土壤层结构渗漏到收集箱内，模拟形成地下水，能够清楚的看见降雨后雨水渗入地下形成地下水的过程。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型的结构俯视图。
18.图2为本实用新型的结构俯视图的剖视图。
19.图中，1箱体、2金属板、3壳体、4风扇、5日照灯、6灯光感应器、7气团模拟机构、8温度感应器、9水蒸气管道、10漏雨孔、11喷头、12植被层结构、13土壤层结构、14玻璃管、15矩形座、16出水管、17收集箱、18支撑板、19第一抽水机、20储水箱、21第二抽水机、22湿度感应器、23显示屏、24把手、25外部电源、26电磁阀、27蓄水凹槽。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1和图2，实施例1，一种模拟降雨的简易试验装置，包括箱体1，所述箱体1内部设有3d地貌模型，3d地貌模型上方设有降雨机构，3d地貌模型下方设有蓄水机构，降雨机构与蓄水机构连通形成水循环系统，箱体1内壁上设有日照灯5，箱体1上设有气团模拟机构7，气团模拟机构7的出气口通过水蒸气管道9连通箱体1内部，日照灯5一侧设有灯光感应器6，灯光感应器6固定在箱体1内壁上，箱体1内壁分别设有温度感应器8和湿度感应器22，温度感应器8、湿度感应器22、灯光感应器6、水循环系统均与控制器相连接，采用日照灯5照明，模拟太阳照射大地，气团模拟机构7释放水蒸气，模拟太阳照射大地，导致湖泊水分蒸发形成云的过程，日照灯5关闭的同时气团模拟机构7继续释放水蒸气，模拟下雨前乌云遮蔽太阳，然后降雨机构启动降雨，使得学生能够清楚的看见雨水的形成，运用动态实验的方式模拟雨的形成过程。
22.所述3d地貌模型包括土壤层结构13，土壤层结构13固定在箱体1内壁上，土壤层结构13上设有矩形座15和若干个玻璃管14，玻璃管14顶部设有植被层结构12，矩形座15顶面与植被层结构12的底面齐平；所述土壤层结构13和植被层结构12上分别设有渗漏孔；所述土壤层结构13和植被层结构12为预制的塑料结构，土壤层结构13和植被层结构12之间设置玻璃管14，水滴落到植被层结构12上，经过植被层结构12上的渗漏孔渗漏到玻璃管14中，玻璃管14中的水再落到土壤层结构13上，经过土壤层结构13上的渗漏孔渗漏到蓄水机构，形成地下水，更加清楚直观的看见雨水渗入地下的过程。
23.所述矩形座15上设有蓄水凹槽27，蓄水凹槽27底部设有出水管16，蓄水凹槽27模拟湖泊。
24.所述降雨机构包括储水箱20和喷头11，收集箱17通过水管连接储水箱20，储水箱20通过水管连接喷头11，喷头11下方设有金属板2，金属板2设置在土壤层结构13上方，金属板2固定在箱体1顶部，金属板2上设有漏雨孔10。
25.所述金属板2中部贯穿固定有壳体3，壳体3内设有风扇4，金属板2为圆形金属板，圆形金属板的厚度从圆心向周边逐渐增大；喷头11与储水箱20之间的管道上设有第二抽水机21。
26.所述箱体1外壁上设有显示屏23，显示屏23与控制器相连接且显示屏23内部设有时间继电器，时间继电器控制日照灯5的照明时间，箱体1上设有气团模拟机构7，气团模拟机构7的出气口通过水蒸气管道9连通箱体1内部，日照灯5一侧设有灯光感应器6，灯光感应器6固定在箱体1内壁上，箱体1内壁分别设有温度感应器8和湿度感应器22，风扇4、日照灯5、灯光感应器6、第一抽水机19、第二抽水机21、电磁阀26与控制器电线连接，气团模拟机构7、温度感应器8、湿度感应器22与控制器电线连接，控制器控制开启日照灯5开始照明，模拟太阳照射大地，灯光感应器6感应到灯光，触发时间继电器启动，控制器控制电磁阀26开启，蓄水凹槽27内的水慢慢流失减少，控制器控制气团模拟机构7由水蒸气管道9释放水蒸气，模拟太阳照射大地，导致湖泊水分蒸发形成云的过程，当到达时间继电器设定的日照灯5的
照明时长，控制器控制日照灯5关闭的同时气团模拟机构7由水蒸气管道9继续释放水蒸气，模拟下雨前乌云遮蔽太阳，此时控制器控制风扇4启动，模拟降雨之前的刮风，当气团模拟机构7释放足够的水蒸气后，湿度感应器22感知箱内的湿度达到湿度感应器22的感应数值，控制器控制第二抽水机21抽取储水箱20内的水，温度感应器8感知箱内的温度，湿度感应器22感知箱内的湿度变化，当湿度达到不同的条件后，可模拟不同程度的刮风下雨等级。
27.所述气团模拟机构7由至少两个加湿器通用雾化片串行排布组成，通过以加湿器产生的水蒸气来模拟下雨之前的乌云气团，把看不见摸不着的乌云气团以真实物理现象来描述，气团模拟机构7与储水箱20之间通过管道连接，储水箱20提供气团模拟机构7产生水蒸气的水。
28.所述箱体1上设有把手24，箱体1外壁固定连接外部电源25，外部电源25和控制器电线连接，所述控制器为单片机，外部电源25为整个装置供电。
29.该实施例应用时，储水箱20和蓄水凹槽27内预先放置适量的水，通过显示屏23上的按键设定日照灯5的照明时间、湿度感应器22的感应数值范围，日照灯5开始照明，模拟太阳照射大地，灯光感应器6感应到灯光，触发时间继电器启动，单片机控制电磁阀26开启，蓄水凹槽27内的水慢慢流失减少，单片机控制气团模拟机构7由水蒸气管道9释放水蒸气，模拟太阳照射大地，导致湖泊水分蒸发形成云的过程，当到达设定日照灯5的照明时间，单片机控制日照灯5关闭的同时气团模拟机构7由水蒸气管道9继续释放水蒸气，模拟下雨前乌云遮蔽太阳，此时单片机控制风扇4启动，模拟降雨之前的刮风，当气团模拟机构7释放足够的水蒸气后，湿度感应器22感知箱内的湿度达到湿度感应器22的感应数值，单片机控制第二抽水机21抽取储水箱20内的水，抽取的水经过管道从喷头11喷洒，再通过漏雨孔10滴落到3d地貌模型上，模拟下雨过程。
30.如图1和图2所示，实施例2，在实施例1的基础上，出水管16上设有电磁阀26且出水管16与蓄水机构连通，所述蓄水机构包括支撑板18，支撑板18上设有收集箱17；收集箱17模拟地下空间，雨水渗入收集箱17，模拟形成地下水，收集箱17通过水管连接储水箱20，所述收集箱17与储水箱20之间的管道上设有第一抽水机19，日照灯5开始照明，太阳照射大地，灯光感应器6感应到灯光，触发时间继电器启动，控制器控制电磁阀26开启，蓄水凹槽27内的水慢慢流失到收集箱17内，箱体1内持续下雨，当湿度感应器22感知箱内的湿度超出设定范围后，控制器控制第二抽水机21停止抽取储水箱20内的水，模拟下雨过程结束，控制器控制第一抽水机19抽取收集箱17内的水到储水箱20，然后控制器再控制开启日照灯5开始照明。
31.该实施例应用时，日照灯5开始照明，太阳照射大地，灯光感应器6感应到灯光，触发时间继电器启动，单片机控制电磁阀26开启，蓄水凹槽27内的水慢慢流失到收集箱17内，模拟下雨过程中，滴落的雨水落到植被层结构12和蓄水凹槽27中，蓄水凹槽27中溢出的水和落到植被层结构12水的水通过渗漏孔后，分别穿过玻璃管14和土壤层结构13渗漏到收集箱17内，模拟形成地下水，清楚的看见降雨以及降雨后雨水渗入地下形成地下水的过程，箱体1内持续下雨，当湿度感应器22感知箱内的湿度超出设定范围后，单片机控制第二抽水机21停止抽取储水箱20内的水，模拟下雨过程结束，显示屏23内部的单片机控制第一抽水机19抽取收集箱17内的水到储水箱20，然后再开启日照灯5开始照明，以此循环。
32.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本
实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种模拟降雨的简易试验装置，包括箱体（1），其特征在于，所述箱体（1）内部设有3d地貌模型，3d地貌模型上方设有降雨机构，3d地貌模型下方设有蓄水机构，降雨机构与蓄水机构连通形成水循环系统，箱体（1）内壁上设有日照灯（5），箱体（1）上设有气团模拟机构（7），气团模拟机构（7）的出气口通过水蒸气管道（9）连通箱体（1）内部，日照灯（5）一侧设有灯光感应器（6），灯光感应器（6）固定在箱体（1）内壁上，箱体（1）内壁分别设有温度感应器（8）和湿度感应器（22），温度感应器（8）、湿度感应器（22）、灯光感应器（6）、水循环系统均与控制器相连接。2.根据权利要求1所述的模拟降雨的简易试验装置，其特征在于，所述3d地貌模型包括土壤层结构（13），土壤层结构（13）固定在箱体（1）内壁上，土壤层结构（13）上设有矩形座（15）和若干个玻璃管（14），玻璃管（14）顶部设有植被层结构（12），矩形座（15）顶面与植被层结构（12）的底面齐平；所述土壤层结构（13）和植被层结构（12）上分别设有渗漏孔；所述土壤层结构（13）和植被层结构（12）为预制的塑料结构。3.根据权利要求2所述的模拟降雨的简易试验装置，其特征在于，所述矩形座（15）上设有蓄水凹槽（27），蓄水凹槽（27）底部设有出水管（16），出水管（16）上设有电磁阀（26）且出水管（16）与蓄水机构连通。4.根据权利要求1至3任一项所述的模拟降雨的简易试验装置，其特征在于，所述蓄水机构包括支撑板（18），支撑板（18）上设有收集箱（17）；所述降雨机构包括储水箱（20）和喷头（11），收集箱（17）通过水管连接储水箱（20），储水箱（20）通过水管连接喷头（11），喷头（11）下方设有金属板（2），金属板（2）设置在土壤层结构（13）上方，金属板（2）固定在箱体（1）顶部，金属板（2）上设有漏雨孔（10）。5.根据权利要求4所述的模拟降雨的简易试验装置，其特征在于，所述金属板（2）中部贯穿固定有壳体（3），壳体（3）内设有风扇（4），金属板（2）为圆形金属板，圆形金属板的厚度从圆心向周边逐渐增大；所述收集箱（17）与储水箱（20）之间的管道上设有第一抽水机（19），喷头（11）与储水箱（20）之间的管道上设有第二抽水机（21）。6.根据权利要求5所述的模拟降雨的简易试验装置，其特征在于，所述箱体（1）外壁上设有显示屏（23），显示屏（23）与控制器相连接且显示屏（23）内部设有时间继电器。7.根据权利要求6所述的模拟降雨的简易试验装置，其特征在于，所述气团模拟机构（7）由至少两个加湿器通用雾化片串行排布组成。8.根据权利要求1至3、5至7任一项所述的模拟降雨的简易试验装置，其特征在于，所述箱体（1）上设有把手（24），箱体（1）外壁固定连接外部电源（25），外部电源（25）和控制器连接，所述控制器为单片机。

技术总结

本实用新型提出了一种模拟降雨的简易试验装置，用以解决现有技术不能够直观的观察雨水形成的技术问题。其特征是：包括箱体，所述箱体内部设有3D地貌模型，3D地貌模型上方设有降雨机构，3D地貌模型下方设有蓄水机构，降雨机构与蓄水机构连通形成水循环系统，箱体内壁上设有日照灯，箱体上设有气团模拟机构，气团模拟机构的出气口通过水蒸气管道连通箱体内部，日照灯一侧设有灯光感应器。采用日照灯照明模拟太阳照射大地，气团模拟机构释放水蒸气模拟太阳照射大地，导致湖泊水分蒸发形成云的过程，日照灯关闭的同时气团模拟机构继续释放水蒸气，模拟下雨前乌云遮蔽太阳，然后降雨机构启动降雨，使得学生能够清楚的看见雨水的形成。成。成。