CN108732083A - 自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪，包括进沙系统、收集系统，进沙系统上具有进沙口一，底部具有排沙口；收集系统具有进沙口二；从排沙口排出的沙子通过进沙口二进入收集系统；所述收集系统的下方连接称重系统，称重系统连接控制系统，进入收集系统的沙子通过称重系统收集运动时和运动后产生的参数，并将参数传送给控制系统。进沙系统用于收集各个方位上的沙子，收集系统将沙子传送给称重系统，称重系统记录沙子运行时的速度、加速度、进入时间、落下时间、重量等参数，控制系统监控、测算每个时间点下的沙子产生的参数。本发明可以连续观测沙子的各项运动参数，收集的数据准确、及时，为研究本区域内环境变化提供了第一手的数据资料。

Description

自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪

技术领域

本发明涉及一种自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪。

背景技术

由于土壤风蚀自身物理机制极其复杂,且具有时间上的突发性、空间上的无边界性以及难以重复等特点,导致风蚀监测数据误差较大, 各研究结果之间差异明显,可比性不够强。因此,将无线传输技术应用于土壤风蚀研究中,研制稳定可靠的能实时采集风蚀数据的土壤风蚀监测设备,建立高效、专业的土壤风蚀监测系统,提高观测数据的连续性、科学性与可靠性,满足复杂多变的野外风蚀监测需求,是研究土壤风蚀亟需解决的问题,也是目前土壤风蚀研究的热点与难点。

发明内容

本发明,提供一种可以连续观测风沙、沙子数据的装置，实现上述目的的技术方案如下：

自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪，包括进沙系统、收集系统，沙子从进沙系统进入收集系统，进沙系统上具有一个或者数个进沙口一，进沙系统的底部开设一个或者数个排沙口；

所述收集系统包括一个或者数个进沙口二；从排沙口排出的沙子通过进沙口二进入收集系统；

所述收集系统的下方连接称重系统，称重系统连接控制系统，进入收集系统的沙子通过称重系统收集运动时和运动后产生的参数，并将参数传送给控制系统。

其中，进沙系统包括数个进沙盒，进沙盒用于收集各个方位上的沙子，收集系统包括数个集沙盒，集沙盒将进沙盒内的沙子传送给称重系统，称重系统包括固定座、感应器、称重器，所述传感器感应沙子运行时的速度、加速度、进入时间、落下时间，所述称重器连续称量沙子落下的重量。

称重系统连接控制系统，所述控制系统监控、测算每个时间点下的沙子产生的参数。

本发明可以连续观测沙子的各项运动参数，收集的数据准确、及时，为研究本区域内环境变化提供了第一手的数据资料。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为进沙盒示意图；

图3为侧面看进沙盒时、排沙口的结构；

图4为侧面看进沙盒时、另一方向排沙口的结构；

图5为每个方位摆放进沙盒时的示意图；

附图序号说明：进沙盒1、进沙口一2、排沙口一3-1、排沙口3-2、进沙轨道4、排气口5、网筛6、集沙盒7、导沙漏8、固定座9、传感器10、称重器11、控制系统12、传输控制器13、太阳能板14；

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细的说明。

图中，自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪包括进沙系统、收集系统，进沙系统上在每个方位设置一个或者数个进沙口一，这个所说的方位至少包括东、南、西、北、东南、西南、东北、西北这八个方位，进沙系统用于收集从八个方位进入的沙子，所述进沙系统在360度的方位全面覆盖，尽可能的将360度范围内的沙子全部收集到。

每面进沙系统的底部开设一个排沙口；沙子在风力等外力的作用下起沙后，根据风力的大小，沙粒跃动或蠕移从进沙口一进入到进沙系统内部，之后从排沙口一排出。每个进沙口对应一个排沙口，排沙口对应集沙盒。进沙系统包含两层梯度，每层梯度八个方向。

所述收集系统包括一个或者数个进沙口二；进入进沙系统的沙子在重力、惯性的作用下通过排沙口和进沙口二进入到收集系统内部。

收集系统的下方连接称重系统，称重系统连接控制系统，称重系统用于捕捉沙子进入收集系统内时的各项运动参数，并将各项运动参数传送给控制系统进行显示、分析，作为研究此处环境变化的数据资料。

下面再具体的描述每个系统的详细技术特征。

所述进沙系统包括数个独立的进沙盒1，每个方向的方位上至少摆放一个进沙盒1。优选在一个方位上安装两个进沙盒1(具体的描述可以参看后续的说明)，进沙口一2就开设在每个进沙盒1上，同时每个进沙盒1的底部开设与进沙口一2对应的排沙口。

每个进沙盒上的进沙口一2和排沙口可以是数个，一个进沙口一2对应一个排沙口，每个进沙盒1内设置一条或者数条进沙轨道4，每条进沙轨道4对应一个进沙口一2和一个排沙口，从进沙口一2进来的沙子根据沙子的运行轨迹进入相应的进沙轨道4内，进沙轨道4 可以指引沙子的运行方向，并且可以捕捉进入同一个进沙盒1的沙子在各项参数上是否有不同。

优选东、南、西、北、东南、西南、东北、西北等方位连续的方向上每间隔2-7厘米就放置两个进沙盒1，连续摆放的进沙盒1形成一个桶状的结构，使每一个方向上的沙子都可以被接收到，捕捉的信息也会更完善。

优选一个进沙盒1上开设两个进沙口一2，两个进沙口一2上下排列，上方进沙口一2的后面、在进沙盒1上开设排气口5，排气口用于排除进沙盒1内的气体，排气口5上安装网筛6，防止进沙盒1 内的沙子被吹出；下方进沙口一2的侧面、在进沙盒1上也开设排气口5，排气口5上安装网筛，阻止进沙盒1内的沙子被吹出去。

由于一个进沙口一2对应一个进沙轨道4，因此在进沙盒1内分别设置两个进沙轨道4，进沙轨道4之间可以通过隔板分开，如此进入进沙轨道4内的沙子不会互相影响，优选两条进沙轨道4呈梯度设置，即两条进沙轨道4如同梯田一样错落的设置，也可以说像楼梯一样高低不同的设置，沙子进入进沙盒1内的运行轨迹会有多方位的数据采集，可采集同一方向不同梯度的网沙量。

更优选的，两个排沙口也是错落的分开，为了方便描述将排沙口分别编号，分别为排沙口一3-1、排沙口二3-2，两个排沙口可以不在一个水平线和垂线上，方便形成梯度的进沙轨道结构，能够将同一方向不同梯度的进沙收集在不同的集沙盒内。

所述收集系统包括数个独立的集沙盒7，每个集沙盒7对应一个进沙盒1，每个集沙盒7上设置进沙口二，从排沙口出来的沙子可以通过进沙口二分别进入集沙盒7内，每个排沙口对应一个进沙口二，每个进沙口二对应的位置、在集沙盒7上也开设一个或者数个进沙轨道，从进沙口二进来的沙子根据沙子的运行轨迹进入相应的进沙轨道内。

优选排沙口与进沙口二之间通过导沙漏8连接在一起，当沙子从排沙口出来后，先通过导沙漏8进行导向，之后再进入集沙盒7内，使导沙漏8作为一个传送轨道将沙子运送到集沙盒7内。保证沙子准确无误的进入集沙盒7内，不会落入集沙盒7外。

所述称重系统包括固定座9、传感器10、称重器11，所述每个集沙盒的底部插入在固定座9上，具体结构可以是在固定座9上挖设与集沙盒底部适配的凹槽，也可以是卡槽、卡位结构，也可以是其他利于安装、放置的结构。

传感器10位于固定座9和称重器11之间，称重器11连接控制系统12；所述传感器10感应沙子落下时的速度、重量、进入的时间、数量等参数，每当沙子落在集沙盒7的底部，传感器10就可以感知下落时间时沙子的各项参数。所述传感器10将感应的各项参数传送给称重器11，称重器11称量下落时间时的沙子重量和所受到的冲击力，之后称重器11再将接收的参数传送给控制系统12。控制系统12 可以是电脑等智能设备，控制系统12接收到参数信息后显示出来进行分析、计算，研究此处风沙的性能。

优选在固定座9与称重器11之间还安装调平装置，调平装置保证固定座9的水平，从而保证每个收集盒保持在一个水平的状态，无论外部是否处于水平，设备内部都能够调平，采用调平装置可以保证每个收集盒与传感器实现良好的接触，保证传感器能够快速准确的捕捉落入收集盒内的沙子的各项参数。

本发明每个方向可以单独连续称重，准确测定每场风的走向与输沙量，精准记录测算地区的测试数据。

为了方便区分每个进沙盒和收集盒，可以将每个收集盒和进沙盒两两对应的进行编号。

本发明中，所述进沙盒可以独立设置，即单独的将进沙盒没有任何支撑的插入在收集盒上，也可以将进沙盒都固定在一个桶状结构上，即设置一个圆桶，之后在圆桶上开设数个容纳腔，容纳腔内容置独立的进沙盒，桶状结构相当于一个支架，即使有大风吹来，也可以避免进沙盒被吹到。

而集沙盒的外围可以设置外壳，避免外界对收集盒内的沙子运动产生影响。

优选每个传感器10还连接有传输控制器13，传输控制器将传感器10的输出模拟电压信号转换成重量数据。传输控制器13向服务器 (即控制系统)发送数据，传输采用“同步采集、异步传输”和“轮询数据访问”方法,解决了传感器节点数据同步采集和汇聚节点接收“瓶颈”等问题；采用GPRS无线通信技术连接远程服务器,实现了底层网络与远程客户端的数据传输与监测功能。

本发明中，所述设备需要的电能可以通过太阳能供电系统来获取，具体的太阳能供电系统由太阳能板14、变送器和太阳能蓄电池组成，太阳能板14产生的电能通过变送器传给给蓄电池，蓄电池通过导线与控制系统12连接，并为控制系统12提供电源，本发明利用自然能源为设备提供能源，不仅环保，而且节约能源，太阳能板14 通过支架架设起来，保持太阳能板的干净整洁。

本发明的设备可以设置在多个不同的地区，通过对设备编号或者设备的id进行区分。多个监测区域可同时与服务器建立数据传输,控制系统根据GPRS设备识别码实现被测区域的实时数据处理；通过在客户端运行多个数据处理系统，可实现多个被测区域的同步监测功能。

以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围内。

Claims (10)

1.自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪，包括进沙系统、收集系统，沙子从进沙系统进入收集系统，其特征在于：进沙系统上具有一个或者数个进沙口一，进沙系统的底部开设一个或者数个排沙口；

所述收集系统包括一个或者数个进沙口二；从排沙口排出的沙子通过进沙口二进入收集系统；

所述收集系统的下方连接称重系统，称重系统连接控制系统，进入收集系统的沙子通过称重系统收集运动时和运动后产生的参数，并将参数传送给控制系统。

2.根据权利要求1所述的自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪，其特征在于：所述进沙系统包括数个独立的进沙盒，每个方向的方位上至少摆放一个进沙盒，所述进沙口一开设在每个进沙盒上，每个进沙盒上开设一个或者数个进沙口一，所述排沙口开设在每个进沙盒的底部；每个进沙盒内设置一条或者数条进沙轨道，每条进沙轨道对应一个进沙口一和一个排沙口，从进沙口一进来的沙子沿着沙子的运行轨道进入相应的进沙轨道内，并从相应的排沙口排出。

3.根据权利要求2所述的自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪，其特征在于：所述进沙口一为两个，两个进沙口一上下排列。

4.根据权利要求2所述的自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪，其特征在于：所述收集系统包括数个独立的集沙盒，每个集沙盒对应一个进沙盒，每个集沙盒上设置与排沙口一对应的进沙口二，每个进沙口二对应的位置、在集沙盒上也开设一条或者数条进沙轨道，从进沙口二进来的沙子沿着沙子的运行轨迹进入相应的进沙轨道内。

5.根据权利要求4所述的自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪，其特征在于：还包括沙漏，其中每个排沙口对应一个沙漏，所述排沙口与进沙口二通过沙漏连通，所述沙漏作为一个传送轨道将沙子运送到集沙盒内。

6.根据权利要求4所述的自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪，其特征在于：所述称重系统包括固定座、传感器、称重器，固定座上设置卡位，所述每个集沙盒的底部通过卡位固定在固定座上，传感器安装在固定座上，称重器位于固定座下方，同时称重器连接控制系统；所述传感器感应沙子运行时和运行后的运动参数，并将感应的参数传送给称重器，称重器再将接收的参数传送给控制系统。

7.根据权利要求6所述的自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪，其特征在于：固定座上安装有调平装置，调平装置调整收集系统和进沙系统保持水平。

8.根据权利要求2或4所述的自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪，其特征在于：所述进沙轨道之间梯度设置，使同一方向不同梯度的沙子收集在不同的集沙盒内。

9.根据权利要求2所述的自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪，其特征在于：其中进沙盒上设置有排气口，每条进沙轨道对应一个排气口，所述排气口上安装阻沙网，阻沙网用于阻挡风沙的外泄。

10.根据权利要求2所述的自动无线传输八方向梯度风蚀观测仪，其特征在于：每个进沙盒之间间距2-7厘米的距离。