[發明專利]沙物質蠕移收集器

有效

• 申請號: 201410253878.6
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104006945B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 李錦榮;郭建英;何京麗;高永;李紅麗;邢恩德;劉鐵軍
• 申請（專利權）人: 水利部牧區水利科學研究所
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 呼和浩特北方科力專利代理有限公司 15100
• 代理人: 王社

技術領域

本發明涉及一種測定風沙流量的儀器，特別指一種用于測定風沙流中蠕移沙粒量的儀器。

背景技術

風沙流是風力作用下，風沙的氣固二相流。在風力的作用下，不同粒徑沙物質以三種移動方式移動，分別為蠕移、躍移和懸移。一般而言，當近地表風速達到沙物質的起沙風速時，沙物質開始離開原來的位置，形成風沙流。風沙流中沙物質的含量與高度相關，這已被很多學者所證明。朱震達(1962)實驗研究認為，90％的沙量是在0～10cm高度內傳輸。吳正、齊之堯的野外觀測也表明，氣流搬運的沙量絕大部分(90％)是在離地30cm高度范圍，其中又特別集中分布在0～10cm的氣流層內，約占到90％。由此可見，風沙運動是貼近近地表的沙物質搬運現象。而在緊貼地表的蠕移沙物質應該占到多少呢？這就需要有科學的測量儀器去測定。

關于蠕移質測定的儀器相對沙物質躍移的測定儀器而言比較少，程宏等人設計的蠕移沙粒收集裝置側重于蠕移層沙粒的初速度及其質量分布，適用于測定沙粒蠕移速度；趙愛國等人的沙粒蠕移收集器測定不同方位的沙物質蠕移質量，但一個方位收集蠕移沙物質時，其他方位也進入沙物質；周杰等人設計的蠕移集沙儀通過吊桿將收集器吊在距地表高度2.5cm的進沙口收集蠕移沙物質，通過吊桿懸吊的尾翼，實現進沙口隨風向變化。但是，目前國內外已有的測定蠕移沙量的儀器存在一個問題，即不論用什么材料做蠕移收集器的表面，都沒有考慮進入蠕移觀測器表面的沙物質與觀測表面的摩擦系數問題，這就導致沙物質在蠕移觀測器表面，進入收集裝置之前，沙粒的移動速度與原地表的移動速度不一致，或快或慢，測到的單位時間單位面積蠕移量或大或小。同時，無論蠕移進沙孔多么小，總要有部分躍移質有機會落入小孔，造成測量結果偏大。研制一種能克服以上問題，精確測定風沙流中蠕移沙粒量的儀器是有必要的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種沙物質蠕移收集器，這種收集器能精確測量沙粒蠕移量，特別是沙物質進入經過工藝處理的收集器表面后，沙物質移動速度和原地表移動速度一致，利用其原理可以準確獲取單位時間單位面積的沙粒蠕移量。同時，在進沙孔上方設置直徑為進沙孔5倍的圓形密目網，有效防止躍移沙物質落入進沙孔，保證了測量準確性。

本發明要解決的技術問題由如下方案實現：沙物質蠕移收集器，呈圓筒狀，包括筒體和頂蓋，其特征是：所述頂蓋表面圓心有進沙孔，進沙孔上方有密目網通過釬絲焊接在頂蓋上，頂蓋表面覆有一層沙物質，其粒徑與研究區域一致，頂蓋內部下方固定焊有聚沙漏斗，聚沙漏斗與所述進沙孔相通，所述筒體中心位置設集沙桶，集沙桶中心位置設接沙瓶，接沙瓶與所述聚沙漏斗相連通，接沙瓶高度2/3處圍繞接沙瓶等間距開有3-5個漏沙小孔。

本發明還包括如下方案：所述接沙瓶與集沙桶的高度一致。所述集沙桶外表面刻有容量標尺。所述頂蓋下固定焊有一圈內沿。

本發明的工作原理和優點是：

1、頂蓋上的進沙孔可有效阻擋采草和小蟲對孔的堵塞，避免造成數據偏小；

2、頂蓋上方正對進沙孔的密目網可以有效阻擋貼近地表的躍移質沙粒落入進沙孔，造成單位時間單位面積蠕移沙物質的偏大；

3、沙物質蠕移收集器頂蓋的制作工藝是利用膠水在頂蓋涂抹均勻，然后取研究區地表沙物質，利用粒徑篩將雜物濾過后沙物質均勻篩在涂有膠水的頂蓋表面，這樣就使得頂蓋表面的摩擦系數和原地表的一致，沙粒在頂蓋上的蠕移速度和在沙物質表面的一樣，保證獲取單位時間單位面積蠕移沙物質的準確性；

4、接沙瓶的靠近瓶口處有幾個小孔，這樣使得沙物質在快裝滿瓶的時候通過小孔將沙物質流向集沙桶，保證更多的接沙空間，提高風沙蠕移收集器的準確性，不至于將接沙瓶裝滿，將漏斗堵死，造成蠕移收集器內外壓差。

本發明結構簡單，體積小，便于放置，使用方便，頂蓋制作工藝簡單實用。可以廣泛應用于風沙物理學、林學、生態學和鐵路、公路、工礦等防沙治沙工程的防沙效益監測方面的研究，是風沙蠕移質觀測必不可少的一種觀測儀器。

附圖說明

下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

圖1是沙物質蠕移收集器立體圖。

圖2是沙物質蠕移收集器筒體主視圖。

圖3是沙物質蠕移收集器集沙桶立體圖。

圖4是沙物質蠕移收集器接沙瓶立體圖。

具體實施方式