CN106153290B - 一种防水式四方位沙尘水平收集与垂直降尘采集仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防水式四方位沙尘水平收集与垂直降尘采集仪，其特征是保护桶的分隔挡内安放接沙桶，中间安放降尘收集桶，上部有顶盖，顶盖上焊有对称的梯形沙尘收集通道，通道上有梯形进沙口，底部有雨水倒流防雨板，梯形沙尘收集通道有气流通道，气流通道有排气孔，排气孔焊有阻沙排气网，梯形沙尘收集通道底部焊有接沙漏斗，并且对应保护桶内的接沙桶，顶盖中间焊有贯通的降尘收集圆筒，降尘收集圆筒上有不锈钢网，不锈钢网上放置玻璃球，下部焊有降尘漏斗，降尘漏斗对应保护桶内的降尘收集桶。本发明结构简单，在不同类型农田、草地、戈壁、沙漠和湖边上安装，使用方便。可广泛应用于林业学、生态学、风沙物理学的研究，观测铁路、公路、水库、工矿工程防沙效益。

Description

一种防水式四方位沙尘水平收集与垂直降尘采集仪

技术领域

本发明涉及一种用于测定收集野外风沙流中沙粒水平跃移和垂直降尘的仪器。

背景技术

风沙运动的观测主要是对风沙流的流向量进行测量，即包括风的观测与输沙率的观测。输沙率是单位时间的断面输沙量，它是通过观测单位时间内的输沙量来获得。输沙量数据的获得则可由不同的集沙仪进行测定。而风的观测主要通过各种测风仪器显示来获得。

风沙流是在风力作用下的移动现象。风携带各种不同的沙粒，使其发生不同距离的位移，通常称风的搬运作用。当近地面的风速大于每秒5-6米/秒时，0.1～0.25毫米粒径的沙粒就能被搬运形成风沙流。观测试验显示，被风吹扬的沙粒的颗粒大小和风速成正比。另外风沙流中的含沙量也与高度有关。据观察，风沙流中的绝大部分沙粒都在近地表10厘米以下，并随着风速的增大而增多，风沙粒的运动方式有3种：①﹤0.2毫米的沙粒在风速每秒5米时呈悬浮状态移动称悬浮；②气流中飞跃的颗粒，降落时碰撞地面而产生的回弹称跃移；③跃移颗粒对地面较大颗粒冲击后，缓慢向前移动称蠕移。

我国是一个受沙漠化侵蚀比较严重的国家。全国沙漠化土地已达358万平方公里，占全国土地面积的37%，而且沙漠化土地仍以2100平方公里/米的速度增长。为了根治荒漠化必须研究风沙流动规律和风沙与环境的关系。在科学实验活动中，沙通量的测定需长期定点多方位收集观测数据，而且要求沙通量的观测结果能与风速、风向建立相互关系，以便进行风沙流的研究和工程计算。目前，测定野外空旷沙粒呈悬浮状态移动和沙粒降落时碰撞地面而产生的回弹跃移的集沙仪已得到应用。但是，在降雨好的毛乌素沙地、科尔心沙地，应用现有的集沙仪取样品时里面存有大量积水，积水多时会把收集的沙尘冲走，影响输沙率测量精度，其次时间长集沙仪被雨水腐蚀而损坏。

发明内容

从生产测量的实际出发，本发明的目的旨在提供一种防水式四方位沙尘水平收集与垂直降尘采集仪，用于湿润半湿润沙地降雨条件好的地区测定农田抗风沙流中沙粒跃移量和垂直降尘量，可以获得风沙流在单位时间里单位面积沙粒对农田沙尘跃移和高层的垂直降尘量收集。

本发明的目的可以通过以下措施来实现：

1、一种防水式四方位沙尘水平收集与垂直降尘采集仪，主要由不锈钢保护桶、顶盖、梯形沙尘收集通道、降尘收集圆筒、接沙漏斗、接沙桶、降尘收集桶、降尘漏斗和雨水倒流防雨板构成。保护桶桶外有把手，桶内设置分隔挡，分隔挡内安放接沙桶，桶内部焊有沙尘深度计量尺，接沙桶上部外侧有提手，保护桶中间安放降尘收集桶，上部有顶盖，顶盖上焊有对称的梯形沙尘收集通道，并用上下两个固定环连接固定梯形沙尘收集通道，通道上有梯形进沙口，梯形进沙口面朝桶外，底部有雨水倒流防雨板，梯形沙尘收集通道有气流通道，气流通道有排气孔，排气孔焊有阻沙排气网，梯形沙尘收集通道与顶盖贯通，梯形沙尘收集通道底部焊有接沙漏斗，漏斗底部有阻沙网，并且对应保护桶内接沙桶，顶盖中间焊有贯通的降尘收集圆筒，降尘收集圆筒上蒙有不锈钢网，不锈钢网上放置玻璃球，下部焊有降尘漏斗，降尘漏斗对应保护桶内的降尘收集桶，接沙漏斗和降尘漏斗对应各自的接沙桶和降尘收集桶上用不锈钢螺丝拧紧到保护桶内不锈钢螺母上。

本发明的优点和产生的有益效果是：

本发明保护桶、接尘桶采用不锈钢材料可以在湿润沙地长期安放，梯形进沙口采用梯形进沙通道以减小风的阻力。其特点是：1.梯形进沙口有对称4个方位，可以长期收集东西南北4个方向的沙粒，风沙流通过梯形通道进行风沙流分离，降尘收集圆筒排气口气流通过不锈钢网排出，减少风沙气流对通道的冲击，提高集沙效率；2. 梯形进沙口底部有雨水倒流防雨板，减少进入接沙桶内的雨水，提高了测量精度。梯形进沙口与梯形集沙通道形成贯通的沙通道，当风沙流掠过圆筒时，很方便地收集不同方位的沙粒。因而测得的数据与风向、风速资料建立相关关系；3. 保护桶中间有不锈钢降尘收集圆筒，底部漏斗与降尘收集桶对应，尘埃在降尘收集桶里堆积，到一段时间取出称重。由于降尘装置是上下两部分，降尘就不会被风掏蚀掉。

本发明结构简单，便于携带和在不同类型农田、草地、戈壁、沙漠和湖边上安装，使用方便。可广泛应用于林业学、生态学、风沙物理学的研究，铁路、公路、水库、工矿工程防沙效益观测等方向的研究，是观测建筑物、列车车体、汽车风沙流跃移量必不可少的一种仪器。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

具体实施方式

如图1-2所示，一种防水式四方位沙尘水平收集与垂直降尘采集仪，主要由不锈钢保护桶1、顶盖2、梯形沙尘收集通道4、降尘收集圆筒9、接沙漏斗中10、接沙桶11、降尘收集桶12、降尘漏斗13和雨水倒流防雨板14构成。保护桶1口径为400㎜，高为400㎜。桶外有把手16，桶壁用不锈钢螺丝22紧固，桶内设置4个分隔挡18，分隔挡18内分别安放接沙桶11，桶内部焊有沙尘深度计量尺15，接沙桶11上部外侧有提手17，保护桶1中间安放降尘收集桶12，上部有顶盖2，顶盖2上焊有4个对称的梯形沙尘收集通道4，并用上下两个固定环8连接固定4个梯形沙尘收集通道4，通道上有梯形进沙口3，梯形进沙口3面朝桶外，底部有雨水倒流防雨板14，雨水倒流防雨板14通过不锈钢螺母21固定于顶盖2，梯形沙尘收集通道4后部有气流通道5，气流通道5有排气孔6，排气孔6焊有400目不锈钢阻沙排气网7，气流通过阻沙网进入排气通道5排出，沙粒进入进沙口3由于底部倒流防雨板15阻挡雨量进入。梯形沙尘收集通道4与顶盖2贯通，梯形沙尘收集通道4底部焊有接沙漏斗10，底部有阻沙网，并且对应保护桶内4个接沙桶11。风沙流进入梯形沙尘收集通道4后通过阻沙网碰撞弹回到接沙漏斗10内后流入到对应保护桶内4个接沙桶11中堆积。顶盖2中间焊有贯通的降尘收集圆筒9，降尘收集圆筒排气口上蒙有80目不锈钢网19，不锈钢网19上放置5mm玻璃球20，下部焊有降尘漏斗13，降尘漏斗13对应保护桶1内的降尘收集桶12，接沙漏斗10和降尘漏斗13对应各自的接沙桶11和降尘收集桶12上用不锈钢螺丝22拧紧到保护桶内不锈钢螺母21上。垂直降尘通过直径150㎜降尘收集圆筒排气口收集大气垂直降尘，尘埃降落到降尘收集漏斗13内的不锈钢网19上，玻璃球20放在不锈钢网19上，风力吹动不锈钢网19上玻璃球20转动摩擦使降尘通过降尘收集漏斗13流入到接尘桶12内堆积。进入的沙尘粒在接沙桶12内堆积。经过一段时间观测沙尘深度计量尺15的高度。

测量时，先将防水式四方位沙尘水平收集与垂直降尘采集仪安装到不同的地面上，保护桶口与地面平齐，把接沙桶11分别放入保护桶1内的隔档内，再把接尘桶12放入保护桶1内中间然后将顶盖2盖在保护桶1上，接沙漏斗10和降尘漏斗13对应各自的接沙桶和接尘桶上用螺丝22拧紧到保护桶内螺母21上，4个梯形进沙口3并与地面垂直，与风向平行，进沙口3底部倒流防雨板14略高地面，当风沙流来临时，开始记录时间、风向，风速值。风沙流进入梯形通道内，在风压的冲击下风沙流沿水平方向进入后排气口内风沙流通过400目不锈钢沙网阻挡，气流通过不锈钢排气网7排出，沙粒经过排气网阻挡流入接沙漏斗中10下落流入各自接沙桶11内，沙粒在接沙桶11内储存、堆积。经过一段积沙时间风沙流过后，打开顶盖上螺丝22，按方向顺序将接沙桶内的沙粒倒入称重容器内里，用天平称重计量。可从不同方向计算出单位面积和单位时间流进积沙管的沙通量。根据集沙仪测量结果计算输沙率公式：

式中q——输沙率（g/m·min），m——集沙量（g），t——观测时间(min)，d——集沙仪宽度（cm）。

Claims (1)

1.一种防水式四方位沙尘水平收集与垂直降尘采集仪，主要由不锈钢保护桶（1）、顶盖（2）、梯形沙尘收集通道（4）、降尘收集圆筒（9）、接沙漏斗（10）、接沙桶（11）、降尘收集桶（12）、降尘漏斗（13）和雨水倒流防雨板（14）构成，保护桶（1）桶外有把手 （16），桶壁用不锈钢螺丝（22）紧固，桶内设置4个分隔挡（18），分隔挡18内分别安放接沙桶（11），桶内部焊有沙尘深度计量尺（15），接沙桶（11）上部外侧有提手（17），保护桶（1）中间安放降尘收集桶（12）， 上部有顶盖（2），顶盖（2）上焊有4个对称的梯形沙尘收集通道（4），并用上下两个固定环（8）连接固定 4个梯形沙尘收集通道(4)，通道上有梯形进沙口(3)，梯形进沙口(3)面朝桶外，底部有雨水倒流防雨板(14)，雨水倒流防雨板(14)通过不锈钢螺母(21)固定于顶盖(2)，梯形沙尘收集通道(4)后部有气流通道(5)，气流通道(5)有排气孔(6)，排气孔(6)焊有不锈钢阻沙排气网(7)，气流通过阻沙网进入气流通道(5)排出，沙粒进入进沙口(3)由于底部倒流防雨板(14)阻挡雨量进入; 梯形沙尘收集通道(4)与顶盖(2)贯通，梯形沙尘收集通道(4)底部焊有接沙漏斗(10)，底部有阻沙网，并且对应保护桶内4个接沙桶(11); 风沙流进入梯形沙尘收集通道(4)后通过阻沙网碰撞弹回到接沙漏斗(10) 内后流入到对应保护桶内4个接沙桶(11)中堆积;顶盖(2)中间焊有贯通的降尘收集圆筒(9)，降尘收集圆筒排气口上蒙有不锈钢网(19)，不锈钢网(19)上放置玻璃球(20)，下部焊有降尘漏斗(13)，降尘漏斗(13)对应保护桶(1)内的降尘收集桶(12)，接沙漏斗(10)和降尘漏斗(13)对应各自的接沙桶(11)和降尘收集桶(12)上用不锈钢螺丝(22)拧紧到保护桶内不锈钢螺母(21)上;垂直降尘通过降尘收集圆筒排气口收集大气垂直降尘，尘埃降落到降尘漏斗(13)内的不锈钢网(19)上，玻璃球(20)放在不锈钢网(19)上，风力吹动不锈钢网(19)上玻璃球(20)转动摩擦使降尘通过降尘漏斗(13)流入到降尘收集桶(12)内堆积; 进入的沙尘粒在接沙桶(11)内堆积; 经过一段时间观测沙尘深度计量尺(15)的高度。