本发明涉及实验设备技术领域，具体为固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪。
背景技术：
下雨天，人们在路上行走，往往希望能走得更快点，认为速度越快，人体的淋雨量就越少，越不会被淋湿。实际上，人体头顶和肩部的淋雨量与单位时间的降雨量和人体通过速度相关，降雨量越大，人体在相同速度移动的情况下的头顶和肩部的淋雨量就越大，人体通过速度越快，淋雨的时间就越短，则人体在固定降雨量内的淋雨量就越少。然而，人体正面在固定距离内以不同速度通过，其所碰到的雨水实际与人体正面的面积有关，与速度无关。为了印证这一理论认证，需要一个设备，能够在实验室内实现该理论的验证。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，包括蓄水池，所述蓄水池内设有支架，所述支架上架设有淋水槽，所述淋水槽内设有呈矩形阵列排列的下水孔，所述支架的下部设有左右设置的导轨，两根所述导轨前后排列，两根所述导轨上均设有滑块，其上连接有储水箱，所述储水箱上开设有左右贯穿的进水窗口，所述储水箱内插设有挡板。
进一步优选，所述蓄水池和淋水槽之间连接有水泵。
进一步优选，所述储水箱的箱体采用透明材质制成。
进一步优选，所述挡板与储水箱的上箱体连接处设有密封圈。
进一步优选，所述储水箱的侧箱体上设有刻度尺。
进一步优选，所述下水孔内嵌设有导流孔。
进一步优选，所述储水箱的下方中间连接有固定于蓄水池上的步进电机，所述步进电机连接有光电开关模块。
进一步优选，所述储水箱的侧箱体和挡板均采用透明亚克力板制成。
有益效果
本发明的固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，通过淋水槽实现降雨模拟，通过导轨、滑块结构实现储水箱在支架上左右往复移动，通过储水箱实现进水窗口通过固定距离的淋雨量的收集及测量，进而实现固定距离内的人体正面淋雨量的测量，并证明与人体正面的通过速度无关，该验证展示仪结构简单，易于制造，体积小，制造成本低，实现人工室内模拟和计算。
附图说明
图1为本发明实施例所公开的固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪的轴测结构示意图；
图2为本发明实施例所公开的固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪的右视图；
图3为本发明实施例所公开的淋雨量计算标示图。
附图标记
1-蓄水池，2-支架，3-淋水槽，4-下水孔，5-导轨，6-滑块，7-储水箱，8-进水窗口，9-挡板。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例
如图1-3所示，固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，包括蓄水池1，所述蓄水池内设有支架2，所述支架2上架设有淋水槽3，所述淋水槽3内设有呈矩形阵列排列的下水孔4，所述支架2的下部设有左右设置的导轨5，两根所述导轨5前后排列，两根所述导轨5上均设有滑块6，其上连接有储水箱7，所述储水箱7上开设有左右贯穿的进水窗口8，所述储水箱7内插设有挡板9。
优选的，所述蓄水池1和淋水槽3之间连接有水泵，实现蓄水池1和淋水槽3之间的水循环，使得实验更加环保、便捷。
优选的，所述储水箱7的箱体采用透明材质制成，便于实时观察储水箱7内的进水量，实现实时观察。
优选的，所述挡板9与储水箱7的上箱体连接处设有密封圈，保证水不会从储水箱7的上箱体进入到储水箱7内，保证该验证展示仪的测量精度。
优选的，所述储水箱7的侧箱体上设有刻度尺，通过读取刻度尺的数值，更加直观地测量淋雨量。
优选的，所述下水孔4内嵌设有导流孔，防止流出的水连成片，影响实验数据，同时使得模拟淋雨更加贴近真实情况，本实施例中，所述下水孔4有1300个，使得该淋水槽3流出的水更贴近淋雨。
优选的，所述储水箱7的下方中间连接有固定于蓄水池1上的步进电机，所述步进电机连接有光电开关模块，用于限制储水箱7的运动速度和行程，实现同一行程内的不同运行速度下数据的测量。
优选的，所述储水箱7的侧箱体和挡板9均采用透明亚克力板制成，便于实验人员实时观察，同时，所述挡板9可防止水滴从储水箱7一侧的进水窗口8进入，而从另一侧的进水窗口8飞出，从而影响测量结果。
如由图3所示，根据本实施例所述的固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，d、w、h分别表示固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪的长、宽、高，计算淋雨量：所述淋水槽内设的呈矩形阵列排列的下水孔单位时间内的降水量为q，单位时间内的降水量为q模拟单位时间内的降雨量，设水从高度为h处落到地面所需的时间为t，重力加速度为g,则t的值为：
令在此时间内总降雨量为v1，即蓄水池内实际储水总体积v1为：
该验证展示仪降水区域的体积v2为：
v2＝whd，
令单位体积内的降水量为q，则该降水量q为：
由图3所示，进水窗口模拟人体正面扫雨区域，进水窗口的长为a、高为h，则进水窗口扫过的体积v3为：
v3＝ahd，
因此可计算出进水窗口的淋雨量p为：
由上述淋雨量p的公式可知，人体正面的淋雨量p与人通过区域内的总降雨量v1和人体正面的面积成正比，与该降雨区域的竖直平面的面积成反比，与人体正面通过该区域的速度无关。不论人体正面通过降雨区的速度有多快，人体正面通过该降雨区的体积由人体正面面积ah决定，与通过的速度和时间均无关，而人体正面通过固定距离的体积v3是固定的，因此决定人体正面的淋雨量p则为该区域单位体积内的降雨量q，单位时间内单位体积的降雨量q越大则人体正面的淋雨量p就越大，降雨量q越小则人体正面的淋雨量p就越小。
固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪在使用时的实验步骤，测量不同路程，不同速度下，进水窗口接收到的雨量。
1)不同路程用来回次数确定。
2)不同速度用电机轴的转动速度控制；包括以下步骤：
a.实验前首先检查滑块是否滑动自如；
b.设定滑块在雨中经过的距离为l(可以设定滑块的最大行程，也可以设置个性化行程。由于导轨长度有限，实际测试中采用来回多次的方式，以减小单次测量的误差；
c.启动降雨模拟装置，在实验装置内部模拟真实降雨过程(注意整个实验过程中，需保持装置上方蓄水池内部的水量基本不变)；
d.设定并控制滑块的运行方向及其速度；
e.达到设定的运行距离l，关闭电源，读取并记录此时的淋雨量数据；
f.保持运行距离l不变，改变小车的运行速度v，重复试验步骤b～d，并记录相应的淋雨量数据；
g.保持滑块的运行速度不变，改变运行距离l，重复试验步骤b～d，并记录相应的淋雨量数据。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明性的保护范围之内的发明内容。
1.固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，其特征在于：包括蓄水池（1），所述蓄水池内设有支架（2），所述支架（2）上架设有淋水槽（3），所述淋水槽（3）内设有呈矩形阵列排列的下水孔（4），所述支架（2）的下部设有左右设置的导轨（5），两根所述导轨（5）前后排列，两根所述导轨（5）上均设有滑块（6），其上连接有储水箱（7），所述储水箱（7）上开设有左右贯穿的进水窗口（8），所述储水箱（7）内插设有挡板（9）。
2.根据权利要求1所述的固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，其特征在于：所述蓄水池（1）和淋水槽（3）之间连接有水泵。
3.根据权利要求1所述的固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，其特征在于：所述储水箱（7）的箱体采用透明材质制成。
4.根据权利要求1所述的固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，其特征在于：所述挡板（9）与储水箱（7）的上箱体连接处设有密封圈。
5.根据权利要求1所述的固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，其特征在于：所述储水箱（7）的侧箱体上设有刻度尺。
6.根据权利要求1所述的固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，其特征在于：所述下水孔（4）内嵌设有导流孔。
7.根据权利要求1所述的固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，其特征在于：所述储水箱（7）的下方中间连接有固定于蓄水池（1）上的步进电机，所述步进电机连接有光电开关模块。
8.根据权利要求1所述的固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，其特征在于：所述储水箱（7）的侧箱体和挡板（9）均采用透明亚克力板制成。
9.根据权利要求1所述的固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪，其特征在于：进水窗口的长表示为a、高表示为h，固定距离内人体正面淋雨量与通过速度无关的验证展示仪的宽、高分别表示为w、h,所述淋水槽内设的呈矩形阵列排列的下水孔单位时间内的降水量为q，蓄水池内实际储水体积表示为v1，进水窗口的淋雨量表示为p，则满足：
