【技术实现步骤摘要】
本技术属于农业工程试验装置领域，具体涉及一种垂直式多物理场环境模拟的试验装置。
技术介绍
1、日光温室广泛分布在我国黄淮海、东北、西北等地区，有效解决了我国果菜周年生产供应难题。然而，我国日光温室主产区通常在冬季会面临降雪等低温天气，日光温室顶面的覆雪、融雪规律与机制探究事关日光温室内部光热环境，也与日光温室骨架受力与抗倒塌紧密相关，直接关系到日光温室能否安全越冬生产，不仅是亟需深入探明的科学问题，更是乡村振兴背景下现代设施园艺产业面临的共性难题。
2、然而，受制于多物理场环境模拟试验装置的制约，围绕雪被覆盖日光温室有限的研究成果也往往基于现场观测，不仅难以调控研究条件，而且现场观测也缺少十分有效的手段，严重制约对该领域关键科学技术问题的深入探究。为此，开发一种用于雪被覆盖日光温室多物理场环境模拟的试验装置，能有效解决覆雪日光温室光热环境与雪荷载分布研究难题，弥补现有试验研究装置的缺失成为专利技术人研究的重点所在。
技术实现思路
1、本技术为弥补现有试验研究装置的缺失，提供了一种垂直式多物理场环境模拟的试验装置，该装置由设置在主框架上的环境箱和试验观测箱组成，环境箱分为上环境箱和下环境箱，均可起到降温和升温的作用，试验观测箱上下两端敞口，与上环境箱下底面和下环境箱顶面配合密封连接组成整个试验装置，采用这种结构后实现了空间环境光-热-雪-温多环境场的联合模拟试验系统，能对日光温室多环境场提供更为精确的环境模拟，区别于现有水平仪器构造的装置，解决了水平向仪器难以满足雪被覆盖
2、本技术的具体技术方案如下：
3、一种垂直式多物理场环境模拟的试验装置，该装置由设置在主框架上的环境箱和试验观测箱组成，环境箱分为上环境箱和下环境箱，均可起到降温和升温的作用，试验观测箱上下两端敞口，与上环境箱和下环境箱配合密封连接组成整个试验装置；
4、上环境箱底面敞口，其他五面内壁粘贴有保温材料，保温材料表面设置有防水铝箔，上环境箱顶部设置有至少两组风机，风机下方设置有盘管，盘管下方一侧设置有加湿器；上述结构可以使上环境箱内产生持续的设定环境，从而实现对试验观测箱上方的温湿度控制；
5、下环境箱顶面敞口，其他五面内壁粘贴有保温材料，保温材料表面设置有防水铝箔，下环境箱底部设置有至少两组风机，风机上方设置有盘管，盘管上方一侧设置有加湿器；上述结构可以使下环境箱内产生持续的设定环境，从而实现对试验观测箱下方的温湿度控制；
6、上述的盘管均连接有单独的压缩机，通过压缩机可以实现制冷或制热，从而能分别控制上、下两个环境箱的温湿度变化，为了温湿度分布更加均匀，还可以在上述上环境箱和下环境箱内设置格栅。
7、试验观测箱上下两端敞口，前侧设置有箱门，试验观测箱外侧为外框架，试验观测箱的其余三面为真空玻璃窗，且外框架上方设置有穿线孔，外框架的中框上设置有通孔；试验观测箱顶部还设置有led灯，其吊装在外框架上。
8、优选的，箱门采用双开门设计，箱门中间设置有可拆卸的立柱，配合双开门设计可以更好的保证箱体的密封性。
9、除此之外，所述试验观测箱的底面设置有带有通孔的支架板；具体试验时在该支架板上铺设土壤并在土壤上放置各种试验模型，在试验过程中，可以在铺设的土壤上的至少一侧设置集水槽，集水槽底部设置外排管路可以将试验中的融水等导出整个系统，一般集水槽设置在试验模型容易出现融水聚集的一侧；而由于直接在支架板上铺设土壤，土壤会通过通孔落入下环境箱中，因此在具体试验过程中需要在上述支架板上铺设一层透气且低热阻的碳纤维网格布，这样方便下方热量的上传，同时可以避免土壤下落。
10、上述上环境箱底面、下环境箱顶面和试验观测箱上下两端均设置有密封件，方便三者组合时能够形成密封的整体结构。
11、上环境箱外侧为上框架体，且上框架体上设置有压缩机安装位，方便压缩机的安装，并可以方便的与盘管连接；同样的，下环境箱外侧为下框架体，且下框架体上设置有压缩机安装位，方便压缩机的安装，并可以方便的与盘管连接；
12、试验观测箱外侧固定连接滑轮，且主框架中部设置有滑动框架，滑动框架前端伸出主框架，且滑轮可以在滑动框架的上表面滑动，采用这种结构后，试验观测箱可通过滑轮在水平方向前后移动，试验观测箱移动到主框架外侧方便进行相关试验前的准备工作，准备工作结束后直接将其推至主框架内即可。
13、在主框架上下两侧均设置有垂直滑轨，与上述垂直滑轨配套的滑块分别设置在上框架体和下框架体上；主框架顶部和底部均设置有对称分布的液压升降装置，顶部的液压升降装置与上框架体顶部固定连接，底部的液压升降装置与下框架体底部固定连接，这样通过液压升降装置可以推动上框架体和下框架体在垂直方向移动，而滑块随上框架体和下框架体在滑轨上垂直滑动可以起到限位的作用；通过上述升降装置可以将上环境箱和下环境箱与试验观测箱紧密连接在一起，形成一个完整的试验装置。
14、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
15、(1)本技术提供的装置是一种区别于现有水平仪器构造的装置，解决了水平向仪器难以满足雪被覆盖条件的研制，可以在装置空间内进行更为复杂的模拟，实现易滑落、易融化雪被覆盖层状异质复合材料热工等性能的研究。
16、(2)所述装置实现了空间环境光-热-雪-温多环境场的联合模拟试验系统，对日光温室多环境场提供了更为精确的环境模拟，弥补了现有试验研究装置的缺失。
17、(3)所述装置环境箱及观测箱均具有灵活移动功能，且控制系统外延至单独操作台，便于整体调控。
18、(4)所述装置上环境箱、下环境箱通过连接压缩机，均可起到降温和升温的作用，除适于覆雪(表面低温、下部高温)等多物理场环境模拟，还适于融雪或戈壁、道路等表面高温、下部低温多物理场环境的模拟，实现了功能的多样化，拓宽了试验装置的适用领域。
19、本技术为雪被覆盖日光温室试验提供了一种新型的垂直式多物理场环境模拟装置，解决了水平式热湿耦合试验台难以进行易滑落、易融化雪被覆盖体热工等性能研究的试验难题，且能更加科学、合理的进行试验研究，为探究雪被覆盖日光温室等相关问题提供设备保障。
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1.一种垂直式多物理场环境模拟的试验装置，包括主框架(1)，其特征在于：还包括设置在主框架(1)上的环境箱和试验观测箱(3)，环境箱分为上环境箱(2)和下环境箱(4)，试验观测箱(3)上下两端敞口，与上环境箱(2)和下环境箱(4)配合密封连接组成整个试验装置；
2.根据权利要求1所述的垂直式多物理场环境模拟的试验装置，其特征在于：试验观测箱(3)上下两端敞口，前侧设置有箱门(14)，试验观测箱(3)外侧为外框架(18)，试验观测箱(3)的其余三面为真空玻璃窗(17)，且外框架(18)上方设置有穿线孔(20)，外框架(18)的中框上设置有通孔(19)；试验观测箱(3)顶部还设置有LED灯(10)，其吊装在外框架(18)上。
3.根据权利要求2所述的垂直式多物理场环境模拟的试验装置，其特征在于：所述试验观测箱(3)的底面设置有带有通孔的支架板(15)；在该支架板(15)上铺设土壤(21)并在土壤上放置各种试验模型。
4.根据权利要求1-3任一项所述的垂直式多物理场环境模拟的试验装置，其特征在于：上环境箱(2)底面、下环境箱(4)顶面和试验观测箱(3
5.根据权利要求1所述的垂直式多物理场环境模拟的试验装置，其特征在于：上环境箱(2)外侧为上框架体，且上框架体上设置有压缩机安装位；同样的，下环境箱(4)外侧为下框架体，且下框架体上设置有压缩机安装位。
6.根据权利要求1所述的垂直式多物理场环境模拟的试验装置，其特征在于：试验观测箱(3)外侧固定连接滑轮(7)，且主框架中部设置有滑动框架(5)，滑动框架(5)前端伸出主框架(1)，且滑轮(7)可以在滑动框架(5)的上表面滑动。
7.根据权利要求1所述的垂直式多物理场环境模拟的试验装置，其特征在于：在主框架上下两侧均设置有垂直滑轨(8)，与上述垂直滑轨(8)配套的滑块(9)分别设置在上框架体和下框架体上；主框架顶部和底部均设置有对称分布的液压升降装置(6)，顶部的液压升降装置与上框架体顶部固定连接，底部的液压升降装置与下框架体底部固定连接。
...【技术特征摘要】
1.一种垂直式多物理场环境模拟的试验装置，包括主框架(1)，其特征在于：还包括设置在主框架(1)上的环境箱和试验观测箱(3)，环境箱分为上环境箱(2)和下环境箱(4)，试验观测箱(3)上下两端敞口，与上环境箱(2)和下环境箱(4)配合密封连接组成整个试验装置；
2.根据权利要求1所述的垂直式多物理场环境模拟的试验装置，其特征在于：试验观测箱(3)上下两端敞口，前侧设置有箱门(14)，试验观测箱(3)外侧为外框架(18)，试验观测箱(3)的其余三面为真空玻璃窗(17)，且外框架(18)上方设置有穿线孔(20)，外框架(18)的中框上设置有通孔(19)；试验观测箱(3)顶部还设置有led灯(10)，其吊装在外框架(18)上。
3.根据权利要求2所述的垂直式多物理场环境模拟的试验装置，其特征在于：所述试验观测箱(3)的底面设置有带有通孔的支架板(15)；在该支架板(15)上铺设土壤(21)并在土壤上放置各种试验模型。
4.根据权利要求1-3任一项所述的垂直式多物...
【专利技术属性】
技术研发人员：王少杰，管仁辉，贾艳艳，孙宏宇，徐宗美，王硕，郭旭生，唐飞，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：新型
国别省市：
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