CN100397065C - 沙尘水平通量测量器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种沙尘水平通量测量仪，其含绕轴转动的收集器和风向标。收集器是由形状相同，上下吻合的锥形收集盒和集尘盒组成。收集盒上端面和底面布有网，两斜侧面与弧面相接，弧面相对的另一面有开口；集尘盒上端面敞开，其侧面的伸出部设置在相对于收集盒的开口处，收集盒和集尘盒两斜侧面与弧面形成的盒体曲面为流线型，两盒斜侧面的延伸部用螺钉紧固，放置在风向标卡上，并用螺栓拧紧，使收集器与风向标分置于转轴的两侧。本发明设计合理、结构简单、实用性强、成本低，其对于监测大气污染、了解大气微尘分布、分析微尘的成分，提供科学的治理方案无疑发挥一定的积极作用。

Description

沙尘水平通量测量器

技术领域

本发明涉及一种大气尘输送过程巾沙尘水平通量的测量器具。

背景技术

大气尘的输送是一个重要的地址过程。由于环境变化和人类对干旱土地的开发和现代工业的发展，大气中悬浮物(大气尘)污染已成为各国政府关注并致力解决的环境问题之一。

大气尘的来源主要有：地表风蚀、工农业生产中排放出的有害气体和固体粉尘、以及矿物燃料产生的二氧化硫、氮氢氧化物、碳氢化物、碳气化合物和烟尘等。

大气尘污染的危害是多方面的。一则影响动植物生产，二则危害人体健康，严重时可破坏经济资源。受污染的大气进入人体，可导致呼吸，心血管；、神经等系统疾病和其它疾病。大气污染对植物的危害是由于污染物使植物机体发生生理和生物化学变化，对动物的危害则往往是由于动物食用和饮用积累广大气污染物的植物和水。近代，人们对大气尘的监测从未间断停止过。但目前，对大气尘的监测主要是收集大气降尘，也就是大气尘的垂直沉降量。对大气尘水平通量的监测则由于缺乏可靠的测量器具而进展缓慢。P.H.格拉波斯基《大气凝结核》(科学出版社，1959，P41-44)中介绍了“卡尔波夫的方位微尘器”，它是由绕轴转动的箱子组成的，在箱子的前部并装一漏斗，风向标可使漏斗的大口对着风定向下来，在漏斗的狭小一端前面，在一垂直轴上有一层塞璐璐的薄膜，其上又盖上一层有粘性的物质，圆筒和所有的传递机构一起装在杆子上，它的转子则支在螺旋面上，由于这一关系，当风向改变时，圆筒就顺着垂直轴移动起来，而在每一种风向时，尘粒是沉落在那薄膜上单独的一条水平的地带上。落在1cm²的薄膜上的尘粒数目，可在显微镜底下来统计。这种微尘器的不足之处是结构复杂，不便在野外大范围的应用。而且，其接收面并没有把所有进入漏斗中的尘粒都擒获住，统计的是中心的尘斑的尘粒数目，测量的结果误差较大。

研制沙尘水平通量测量器，开展对大气尘水平输送量的监测，采取行之有效的治理措施，提高空气净化质量，创造一片天蓝气鲜的生活环境乃是科技工作者及全社会亟待需要解决的课题。

发明内容

本发明旨在提供沙尘水平通量测量器，利用收集器与风向标绕轴随风转动，在大气中以水平方向运动的沙尘进入集尘盒，通过对集尘盒内的气流泄压，沙尘沉积于集沙盒内，通过称量盒内的沙尘量，可以建立沙尘通量随高度的分布函数，利用方程(1)计算，可以得出沙尘暴过程中沙尘浓度随高度的变化规律，利用方程(2)计算，可以得出某高度范围内的水平沙尘的输送总量。

$c\left(z\right)=\frac{q\left(z\right)}{u\left(z\right)}---\left(1\right)$

$Q={\∫}_0^{Z}q\left(z\right)\mathrm{dz}---\left(2\right)$

其中，q(z)、u(z)和c(z)分别为高度上的沙尘通量、风速和沙尘浓度。Q为高度z范围内的水平沙尘输送总量。

本发明解决具技术问题所采用的方案是：

一种沙尘水平通量测量器，包括可绕轴转动的收集器和风向标。收集器是由形状相同，上下吻合的锥形收集盒和集尘盒组成。收集盒上端面和底面布有网，其网孔分别为120目和18目。两斜侧面与弧面相接，弧面相对的另一面为20mm×50mm的开口；集尘盒上端面敞开，其侧面的伸出部设置在相对于收集盒的开口处，带有微尘的气流从收集盒开口进入，并从上网排出，减小气流在收集盒中的气压，微尘通过底网沉降于集尘盒中。两盒斜侧面的延伸部用螺钉紧固，放置在风向标卡上，并用螺栓拧紧，使收集器与风向标分置于转轴的两侧。

收集盒和集尘盒两斜侧面与弧面形成的盒体曲面为流线型，其斜侧面锥度为1∶5。

本发明的优点和产生的积极效果是：

1、设计合理，收集盒(3)和集尘盒(4)两斜侧面与弧面形成的盒体曲面为流线型，减小气流阻力，收集盒端面有网，气流从收集盒开口进入，从上网排出，减小盒内的气流速度，使微尘依靠自重自然沉降；

2、结构简单，实用性强，成本低，在大气流场中，将沙尘水平通量测量器置于不同梯度的铁塔处，气流从不同梯度全方位进入收集盒的开口，可以收集不同梯度的微尘量，打开收集器，便可对一开口面积的微尘分布进行称重、计算、分析，对于了解微尘的分布规律及成份有一定帮助；

3、可广泛应用于环保、气象、地理、地质、交通、农业和林业等部门，为治理大气污染提供科学依据。

附图说明

图1是本发明示意图

图2是本发明收集盒示意图

图3是本发明集尘盒示意图

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明再作进一步的说明

一种沙尘水平通量测量器，含一只可绕轴1转动的收集器和风向标。收集器是由形状相同，上下吻合、不锈钢材质制作的锥形收集盒3和集尘盒4组成。收集盒3上端面和底面布网，其网孔分别为120目和18目，两斜侧面与弧面相接，弧面相对的另一面设有20mm×50mm的开口5；集尘盒4的伸出部7设置在相对于收集盒3的开口5处，收集盒3和集尘盒4两斜侧面与弧面形成的盒体曲面为流线型，其斜侧面锥度为1∶5。两盒斜侧面的延伸部用螺钉紧固，放置在风向标卡6上，并用螺栓拧紧，使收集器与风向标2分置于转轴1的两侧，风向标2尾翼为箭状。将转轴1与活动支架8连接，活动支架8分别安置在铁塔不同梯度处，可以收集不同梯度的微尘。

当风向改变时，风向标2顺着垂直轴移动起来。而在每一个风向时，微尘在气流的作用下，进入收集盒3的气流，涡旋之后从上网出，减小了收集室气压，微尘依靠自重自然沉降。隔一段时间，卸下两盒体，重新安装新盒体。然后对旧盒体擒获到的微尘称重，分析尘粒的大小和物理——化学性质。

Claims (4)

1.一种沙尘水平通量测量器，包括绕轴(1)转动的收集器和风向标(2)，其特征在于：收集器是由形状相同，上下相吻合的锥形收集盒(3)和集尘盒(4)组成的，收集盒(3)上端面和底面布有网，两斜侧面与弧面相接，弧面相对的另一面有开口(5)；集尘盒(4)上端面敞开，其侧面的伸出部(7)相对于收集盒(3)的开口(5)处，两盒斜侧面的延伸部用螺钉紧固并放置在风向标卡(6)上，并用螺栓拧紧，使收集器与风向标(2)分置于转轴(1)的两侧。

2.按照权利要求1所述的一种沙尘水平通量测量器，其特征在于：收集盒(3)上端面的网为不锈钢120目，底面网为不锈钢18目。

3.按照权利要求1所述的一种沙尘水平通量测量器，其特征在于：收集盒(3)和集尘盒(4)两斜侧面与弧面形成的盒体曲面为流线型，其斜侧面锥度为1∶5。

4.按照权利要求1所述的一种沙尘水下通量测量器，其特征在于：收集盒(3)侧面开口(5)为20mm×50mm。

Images