CN106840504A - 小型野外风力测定试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了小型野外风力测定试验装置及方法，该装置包括数显测力计、挡风板、固定架、支撑杆、底座、锚钉、固定螺丝、制动螺杆；所述数显测力计通过固定螺丝固定于固定架内，所述数显测力计前端设有挡风板，所述固定架下端设有U形卡槽，所述支撑杆上端设有上端扁平状销头，所述U形卡槽和扁平状销头之间通过制动螺杆连接，所述支撑杆下端与底座通过螺纹连接，所述底座的4个角设置锚钉。该装置固定架与支撑杆之间的夹角可调，使得本装置可稳定的固定于任何边坡地带，在复杂地形下进行风力测试实验，使试验结果更加符合实际。既方便携带和试验，又能保证试验结果真实性与准确性，适合推广应用。
Description
技术领域
本发明属于野外水土流失及土地沙化等相关测试技术领域，涉及小型野外风力测定试验装置及方法。
背景技术
近年来，越来越多的专家学者开展了土地退化、沙化和水土流失等相关领域的试验研究，水土流失灾害的原位测试试验也遇到场地的困扰。在此类研究中对风力的掌握是评价风蚀对土壤运移的基础条件，也是开展原位测试中的关键技术问题。针对野外天然边坡，准确测试不同地区在不同季节的地面风力大小，评价区域土壤颗粒的流失情况，是研究风蚀作用的重要指标，也是有待进一步解决的问题之一。
经查阅大量文献资料及市场调查表明，目前国内外有关风蚀作用的测试系统相对较多，而大部分试验均为室内模拟试验，部分试验装置也主要针对风向、风速及地表土壤颗粒迁移特征等进行风蚀试验，但是风蚀试验的前提在于必须掌握风力、吹蚀方向等。根据目前掌握的资料，风蚀作用较强的地区多分布在干旱、半干旱气候条件恶劣的地区，其地形条件复杂多变，更重要的是大部分地区为侵蚀山区，因缺乏电源等对测试风蚀带来一定影响。此外，风蚀作用的强弱主要取决于风力大小，在野外各种复杂地形条件下开展风力大小的测试工作，需要采用便携式测试装置，而现有的测试装置因野外种种原因不能满足试验要求，这也是设计该测试装置的主要目的。
发明内容
本发明的目的在于提供小型野外风力测定试验装置及方法，根据野外天然边坡、土壤退化区开展风力侵蚀试验的实际情况，综合考虑其影响试验结果的各项因素，尤其是测试单位面积的风力冲击大小，为达到既方便携带和试验、保证试验结果真实性与准确性的目的，针对高寒草甸退化区风力侵蚀特征评价方面做了进一步的探讨，发现高寒地区草地出现严重退化的成因分析需要因地制宜的设计风力的测试试验，随时随地观测风力大小、风的方向与草地退化区土壤侵蚀的关系，需要对天然坡地开展原位风力测试试验。如果借助一种便携的野外风力测定试验装置，可以有效掌握不同时间、不同地区天然风力大小对土壤侵蚀的力学作用，也避免了人工模拟试验等带来的误差，从而使试验结果更加符合实际。
其具体技术方案为：
小型野外风力测定试验装置，包括数显测力计1、挡风板2、固定架3、支撑杆4、底座5、锚钉6、固定螺丝7、制动螺杆8；所述数显测力计1通过固定螺丝7固定于固定架3内，所述数显测力计1前端设有挡风板2，所述固定架3下端设有U形卡槽9，所述支撑杆4上端设有上端扁平状销头10，所述U形卡槽9和扁平状销头10之间通过制动螺杆8连接，所述支撑杆4下端与底座5通过螺纹连接，所述底座5的4个角设置锚钉6。
优选地，所述固定架3与支撑杆4之间的夹角为0～180度。
优选地，所述数显测力计1的测力量程为0～10kg，长度为15cm，宽度为8cm，高度为6cm，数显测力计1与固定架3的内径规格相匹配。
优选地，所述挡风板2的有效面积为30cm×30cm，厚度为0.5cm，重量不超过300g。
优选地，所述固定架3前端的凹槽侧壁宽度为2cm，下端U形卡槽9深度为5cm，宽度为1cm，螺孔直径为1cm，固定架3与支撑杆4上端扁状销头10相匹配。
优选地，所述支撑杆4的直径为3cm，总长度为200cm，下端螺丝头直径为1.5cm，螺丝头能螺入底座5。
优选地，所述底座5的总规格30cm×30cm，厚度2cm，底座5的螺孔直径为1.5cm，底座5的四个角的设有直径0.5cm的孔洞，锚钉6的长度为30～40cm。
小型野外风力测定试验方法，包括以下步骤：
步骤1、将数显测力计装入固定架内，用固定螺丝固定住；
步骤2、将挡风板固定在数显测力计前端；
步骤3、将固定架下端和支撑杆用U形卡槽、制动螺杆连接好；
步骤4、将支撑杆下端与底座采用螺纹链接；
步骤5、将整个装置放在待测地区的地面上(任何地形均可)；
步骤6、将底座的4个角用锚钉固定在地面上；
步骤7、调整挡风板的方向和测风的角度；
步骤8、记录风吹到挡风板后数显测力计的数据，即单位面积上的风力。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)、本发明真空仓的使用为低温环境的实现提供了保证。装置采用G-M二级制冷机，抽真空采用机械粗抽泵和低温泵配合使用，可以达到10-3Pa以下的真空度，从而避免了空气热传导和热对流对样品降温的影响，使样品温度可以到120K以下的低温要求，同时可以忽略空气对折射率测量的影响，提高了测量精度。
(2)、由于本发明的装置是基于最常用的垂直入射法的，原理简单，操作方便，装置所需部件简单，是实验室常用设备，这样就降低了设备成本，便于实现。
(3)、本发明所测得样品棱镜可以是红外材料也可以是可见光波段的材料，应用范围广。
(4)、本发明的装置中没有分光原件，可以极大提高红外波段测量时红外信号的衰减，提高了探测效率。
(5)、由于本发明采用真空低温仓与电控旋转台采取了绝热的基垫连接，隔绝了样品仓和电控旋转台的热传导，这样做一方面可以保证样品仓的低温要求，另一方面避免了电控转台低温下不能工作的情况发生。
附图说明
图1是本发明小型野外风力测定试验装置的主视结构示意图。
图2是本发明小型野外风力测定试验装置的固定架、支撑杆与底座连接的前视结构示意图。
图3是本发明小型野外风力测定试验装置的支撑杆与底座的俯视结构示意图。
图4是本发明小型野外风力测定试验装置装配在边坡上的结构示意图。
图中：
1-数显测力计，2-挡风板，3-固定架，4-支撑杆，5-底座，6-锚钉，7-固定螺丝，8-制动螺杆，9-U型卡槽，10-扁状销头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
如图1所示，本发明的小型野外风力测定试验装置，包括数显测力计1、挡风板2、固定架3、支撑杆4、底座5、锚钉6、固定螺丝7、制动螺杆8；
数显测力计1前端链接挡风板2，然后装入固定架3内，由固定螺丝7固定，固定架3下端U形卡槽9与支撑杆上端扁平状销头10由制动螺杆8链接，支撑杆4下端与底座5设置螺纹11链接，底座5的4个角设置锚钉6。
所述固定架3与支撑杆4之间的夹角可实现180度调节，可根据野外实际地形、天然风向和测试方向随意调节，以适用于复杂的边坡地形。
所述数显测力计1的测力量程为0～10kg，长度15cm，宽度8cm，高度6cm，与固定架3的内径规格相匹配，使数显测力计1刚好能卡人固定架3内。
所述挡风板2有效面积为30cm×30cm，厚度为0.5cm，重量不超过300g，以便测力更稳定。
所述固定架3前端为凹槽侧壁宽度为2cm，下端U形卡槽9深度为5cm，宽度1cm，螺孔直径1cm，与支撑杆4上端扁状销头10相匹配，可用制动螺杆8链接；
所述支撑杆4直径为3cm，总长度200cm，下端螺丝头直径1.5cm，可螺入底座5。
所述底座5总规格30cm×30cm，厚度2cm，底座螺孔直径1.5cm，4脚稳定孔直径0.5cm的孔洞，锚钉6长度为30～40cm。
小型野外风力测定试验方法，包括以下步骤：
步骤1、将数显测力计1装入固定架3内，用固定螺丝7固定住；
步骤2、将挡风板2固定在数显测力计1前端；
步骤3、将固定架3下端和支撑杆4用U形卡槽9、制动螺杆8连接好；
步骤4、将支撑杆4下端与底座5采用螺纹链接；
步骤5、将整个装置放在待测地区的地面上(任何地形均可)；
步骤6、将底座5的4个角用锚钉6固定在地面上；
步骤7、调整挡风板2的方向和测风的角度；
步骤8、记录风吹到挡风板2后数显测力计1的数据，即单位面积上的风力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.小型野外风力测定试验装置，其特征在于，包括数显测力计(1)、挡风板(2)、固定架(3)、支撑杆(4)、底座(5)、锚钉(6)、固定螺丝(7)、制动螺杆(8)；所述数显测力计(1)通过固定螺丝(7)固定于固定架(3)内，所述数显测力计(1)前端设有挡风板(2)，所述固定架(3)下端设有U形卡槽(9)，所述支撑杆(4)上端设有上端扁平状销头(10)，所述U形卡槽(9)和扁平状销头(10)之间通过制动螺杆(8)连接，所述支撑杆(4)下端与底座(5)通过螺纹连接，所述底座(5)的4个角设置锚钉(6)。
2.根据权利要求1所述的小型野外风力测定试验装置，其特征在于，所述固定架(3)与支撑杆(4)之间的夹角为0～180度。
3.根据权利要求1所述的小型野外风力测定试验装置，其特征在于，所述数显测力计(1)的测力量程为0～10kg，长度为15cm，宽度为8cm，高度为6cm，数显测力计(1)与固定架(3)的内径规格相匹配。
4.根据权利要求1所述的小型野外风力测定试验装置，其特征在于，所述挡风板(2)的有效面积为30cm×30cm，厚度为0.5cm，重量不超过300g。
5.根据权利要求1所述的小型野外风力测定试验装置，其特征在于，所述固定架(3)前端的凹槽侧壁宽度为2cm，下端U形卡槽(9)深度为5cm，宽度为1cm，螺孔直径为1cm，固定架(3)与支撑杆(4)上端扁状销头(10)相匹配。
6.根据权利要求1所述的小型野外风力测定试验装置，其特征在于，所述支撑杆(4)的直径为3cm，总长度为200cm，下端螺丝头直径为1.5cm，螺丝头能螺入底座(5)。
7.根据权利要求1所述的小型野外风力测定试验装置，其特征在于，所述底座(5)的总规格30cm×30cm，厚度2cm，底座(5)的螺孔直径为1.5cm，底座(5)的四个角的设有直径0.5cm的孔洞，锚钉(6)的长度为30～40cm。
8.小型野外风力测定试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将数显测力计装入固定架内，用固定螺丝固定住；
步骤2、将挡风板固定在数显测力计前端；
步骤3、将固定架下端和支撑杆用U形卡槽、制动螺杆连接好；
步骤4、将支撑杆下端与底座采用螺纹链接；
步骤5、将整个装置放在待测地区的地面上；
步骤6、将底座的4个角用锚钉固定在地面上；
步骤7、调整挡风板的方向和测风的角度；
步骤8、记录风吹到挡风板后数显测力计的数据，即单位面积上的风力。
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