[實用新型]數字化小麥抗倒伏實驗風洞

有效

• 申請號: 201320279295.1
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN203323989U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 牛立元;茹振鋼;鄧月娥;孔德川;胡志剛;馮素偉;丁位華;李淦
• 申請（專利權）人: 河南科技學院
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及一種能夠模擬小麥田間近地微尺度自然風速變化，研究小麥植株、群體風動力學特性及抗倒伏風速的低速專用風洞。

背景技術

倒伏是由風、雨及植物莖稈特性等內外因素共同作用所引發的使植株莖稈從自然直立狀態到永久錯位的現象，是目前小麥高產穩產和超高產的最主要限制性因素之一。小麥從楊花至成熟各個時期均可以發生倒伏，倒伏不僅使糧食產量大幅度降低，而且還可因病菌滋生產生毒素等致使糧食品質嚴重下降，同時還給機械收獲帶來諸多困難。據有關統計，每年我國因倒伏造成的糧食損失高達20×10⁸公斤以上。因此，深入研究小麥植物內、外在因素對其群體倒伏的影響及作用機制，對于防止或降低小麥嚴重倒伏的發生，保證國家糧食安全具有極其重要的理論和應用意義。

目前，已經有一些方法或技術被應用于小麥抗倒伏特性測定。這些方法依據其原理或操作形式可以分為三大類型。一是自然或人工誘導倒伏評價法；二是莖稈物理特性評價法，如莖稈承重法、莖稈橫向折斷強度測定法、莖稈強度測定法和傳統田間感官判斷法等；三是力學評價法，利用小麥莖稈基節的彈性模量和抗彎折強度等力學指標評價小麥莖稈的抗倒伏性。但由于研究手段的限制，目前的評價方法多屬于不同實驗材料相對抗倒伏性的比較，而更為重要的是其結果與引起群體倒伏的最主要客觀外界因素-風速條件還沒有聯系起來。

風洞是可以人工產生和控制氣流，以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動，并可度量氣流對物體的作用以及觀察物理現象的一種管道狀設備。由于風洞可以根據實驗需要人為控制或模擬自然風速，目前已被廣泛應用于航空、氣象、建筑工程、林帶防風及沙漠治理等研究領域。風洞按結構可分為開口式、閉口式兩種；按氣流速度，風洞可分為低速風洞，高亞聲速風洞和跨聲速、超聲速、高超聲速風洞；按其功能可以分為飛機風洞、汽車風洞、建筑工程風洞、大氣邊界層風洞、風蝕風洞等。現有大型風洞，一般造價都非常昂貴、動力消耗也非常大，而一般微型或便攜式風洞又太小，截面面積僅0.16或0.20平方米，至今還沒有看到動力消耗小、造價低廉、經久耐用、可以模擬小麥田間近地微尺度風速變化，可用于小麥植株及群體風動力學特性及抗倒伏風速研究的風洞產品或專利。

發明內容

針對目前國內缺乏小麥植株、群體風動力學特性及抗倒伏風速研究風洞的情況，本實用新型的目的旨在提供一種動力消耗小、造價低廉、經久耐用、可以模擬田間近地微尺度風速，可用于小麥、水稻等禾本科作物風動力學特性及抗倒伏風速研究的數字化實驗風洞。

本實用新型屬低速、直流吹氣式風洞。該風洞包括風洞洞體、風速控制、風速測定和圖像自動采集計算機系統四個單元。風洞洞體由動力段、擴散段、收縮段、整流段和實驗段組成。風洞整體安裝在由矩形鋼管焊接而成的鋼架上，洞體上壁及側壁由厚5厘米、中間填充發泡材料的彩鋼板彎制面成；為增加洞體的橫向機械強度，風洞的空氣進出端部位、收縮段前后側壁部位焊接有由矩形鋼管制成的“n”形鋼架，洞體底板下層是木板、上層為鍍鋅鐵板。動力段軸流風機從上向下分3層用螺絲安裝在由角鋼焊制的架子上，每層4個。軸流風機的入風口和出風口處都設有整流罩，風機通過4芯防水電纜連接至與控制臺上；擴散段與收縮段之間洞體寬度為1∶0.54；整流段位于收縮段下游端，主要安裝有一個由木板制作的整流隔柵；實驗段高2.0米、寬1.3米、長7.0米，頂部安裝有日光燈、側壁的中央位置安裝有鋼化玻璃觀察窗，側壁接近底板的部位設有開口供安裝風速儀使用。實驗段側壁內不同高度部位安裝有供放置水平隔板的角鋁，可以通過調節頂板和底板的水平高度，改變實驗段截面面積的方式分別滿足小麥植株、群體模型，以及小麥植株和小型群體風洞實驗的需求，并可提高風洞的最大風速。

風洞利用變頻器改變軸流風機三相交流電頻率的方式調節風速，風速0-16米/秒連續可調，并可通過調整風機加速及減速的時間模擬陣風風速，可以滿足小麥風動力學及抗倒伏風速研究需要。

風洞利用連接至計算機上的熱線式風速儀監測、記錄風洞不同部位的風速及其變化。

風洞利用帶搖控鍵盤的高清視頻錄像機自動采集風洞實驗過程中小麥植株及群體的圖像變化。