[發明專利]多風向風沙流流量實時監測儀

有效

• 申請號: 201310558375.5
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103575929A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 詹科杰;劉世增;周蘭萍;方峨天;楊自輝;王多澤;張劍揮;王強強;郭樹江
• 申請（專利權）人: 甘肅省治沙研究所
• 主分類號: G01P13/02
• 分類號: G01P13/02;G01G17/06
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 劉繼春

技術領域

本發明涉及一種收集風沙流量的設施，特別是一種多風向風沙流流量實時監測儀，用于在主風向隨機變化的情況下實時監測并對不同主風向風沙流量給予準確區分。?

背景技術

沙漠化是當今全球所面臨的具有局部地區與世界范圍效應的最嚴重的環境問題之一，在土地荒漠化進程當中，伴隨著沙塵顆粒運動亦即風沙流，帶來局部區域表層土壤風蝕或者沙物質堆積，從而加速了干旱地區土壤沙漠化的進程，引起土地荒漠化的極速擴張和不斷加劇。而風沙流及其運動規律的研究重點之一就是對不同氣象條件及地域環境中的風沙流流量進行短期或長期的定點及定位監測。目前與風沙流流量相關的研究多是借助前蘇聯的積沙儀及其派生出的儀器，據申請人所知尚沒有能夠在主風向不斷變化的情況下能夠實時監測并嚴格區分不同主風向影響下的風沙流流量的儀器。而對于在同一次風沙天氣過程中，風沙流流量隨風速的實時變化以及由于風速、風向的隨機變化所引起的風沙流在流量和流向方面變化的研究風沙運動規律必不可少的一個方面，也是監測土壤風蝕強度和荒漠化程度發展變化的關鍵因子之一。?

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種結構簡單、使用方便、測定結果可靠、可自動跟蹤風向、收集區分不同主風向風沙流量的多風向風沙流流量實時監測儀。該多風向風沙流流量實時監測儀，采用重力沉降法實時測量所收集的不同主風向范圍內目標斷面風沙流流量，并將實時數據輸送到終端計算機。

為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案的如下：一種多風向風沙流流量實時監測儀，包括殼體、集沙管，其特征在于還包括面板、轉動裝置、數個稱量系統、數控數采儀與終端計算機；面板安裝在殼體蓋板上方，面板設有面板通孔，殼體蓋板上面安裝轉動裝置，集沙管與轉動裝置連接，集沙管設有上下貫穿的進沙口，集沙管上部與進沙口正對應處設有風向板，集沙管下端固設有底板，底板位于面板通孔，底板外緣與面板通孔之間設有間距，底板設有與集沙管出沙口位置對應的通孔，通孔下端連接有空心軸，空心軸下端設有導沙管，導沙管出口位于稱量系統上方，數個稱量系統均布在殼體內，數個稱量系統分別通過數據線與數控數采儀連接，數控數采儀與終端計算機連接；導沙管出口與進沙口方向相反。

稱量系統包括集沙盤、四腳爪形支架、電磁閥、重量傳感器、萬向連接器與傳感器支架；傳感器支架固定于殼體底板，傳感器支架上端安裝萬向連接器，萬向連接器上面安裝重量傳感器，四腳爪形支架安裝在重量傳感器上面，集沙盤安裝在四腳爪形支架，集沙盤下端設有敞口，敞口位置安裝電磁閥，導沙管出口位于集沙盤上方；電磁閥與重量傳感器分別通過各自的數據線與數控數采儀連接。

轉動裝置包括軸承套、軸承與空心軸；軸承安裝于軸承套，空心軸安裝于軸承；集沙管通過底板與空心軸連接。

集沙管為菱形，底板設有的通孔為菱形通孔；集沙盤為上大下小的圓臺形集沙盤。

本發明安裝于風沙觀測點，將外殼整體埋于地表以下，并使面板以及底板與測量點地表保持平行、等高，可依據測量點地表特征對面板表面進行處理，以保證測量點粗糙度等相關指標的準確性，集沙管垂直于觀測點地表。風沙流運動開始后，風向板在風力的作用下牽引集沙管以及底板、空心軸、導沙管轉動，使進沙口的方向始終對準主風向，同時，導沙管的出口對準與風向相對的集沙盤的上口。含沙氣流從進沙口進入集沙管，沙粒受到集沙管內部風速降低的影響及集沙管背風向壁面的阻擋，在重力作用下，沙粒沿集沙管向下沉降并穿過底板中心的菱形通口進入空心軸，最終通過與空心軸連接的導沙管輸送到與主風向相對應的集沙盤內，由重量傳感器在數控數采儀指令控制下完成測量后通過數據線將采集的數據傳入數控數采儀，數控數采儀與終端計算機之間可采用有線或者無線連接方式進行數據通信，實現實時監測。

本發明包括十二至十六套彼此獨立的稱量系統，即可滿足測量需求。每一套稱量系統與固定的主風向對應，當風向板在風力的作用下牽引集沙管轉動、使進沙口對準主風向時，通過空心軸與集沙管連接的導沙管也將隨之轉動，便可以將進入集沙管的沙粒導入與此刻主風向相對應的圓臺形集沙盤內。當集沙盤內的沙粒重量接近重量傳感的測量范圍或者是圓臺形集沙盤的容量時，數控數采儀將指令傳遞給電磁閥，電磁閥開啟，待圓臺形集沙盤內的沙子在重力的作用下迅速通過四腳爪形支架的空隙排空后，電磁閥關閉，繼續進行測量。進入進沙口的氣流一部分通過由低滲透率纖維材料制成的集沙管頂部和集沙管背風向壁面出，另一部分則在進入殼體后通過排氣管排出。所有數據線均通過排氣管進入殼體內部與電磁閥、重量傳感器連接。