[發明專利]一種多方向全自動高頻梯度集沙儀

在審

• 申請號: 201910037167.8
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109781373A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 楊帆;黃建平;楊興華;買買提艾力·買買提依明;霍文;周成龍
• 申請（專利權）人: 蘭州大學;中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 梁艷

本發明公開了一種多方向全自動高頻梯度集沙儀，涉及氣象環保生態技術領域。包括進沙口、進沙通道、沙塵收集容器和單點稱重傳感器，由于在每個沙塵收集容器下方設置一個單點稱重傳感器，并配有數據采集器，可實現近地表不同高度多方位沙物質的高頻、準確、長期、實時自動采樣任務，同時，由于在不同的梯度高度以及不同朝向均設置進沙口，可以實現近地表不同高度多方位沙物質的長時間的自動采樣任務，最終得出沙塵水平通量及風沙流結構隨時間的變化及與其他氣象監測要素(風速、風向、氣溫、濕度等)間的關系，以認識和掌握風沙移動規律，從而為防沙、治沙措施的準確選擇提供必要的科學技術依據。

技術領域

本發明涉及氣象環保生態技術領域，尤其涉及一種多方向全自動高頻梯度集沙儀。

背景技術

土壤風蝕是危害干旱、半干旱及部分半濕潤地區的主要環境問題之一，同時也是這些地區土地退化和沙漠化過程的重要組成部分和首要環節。為有效地防治土壤風蝕及土地荒漠化的危害，必須準確把握輸沙率隨高度位置的變化規律，進而確定總輸沙量，并建立輸沙率與風速的關系。

集沙儀作為一種風蝕研究裝置，可直接和準確的測定風沙流中的輸沙量和風沙流結構。通過集沙儀測得的風沙流結構可用于認識和掌握風沙移動規律，從而為防沙、治沙措施的準確選擇提供必要的科學技術依據。因此，尋求一種可靠地全自動高精度集沙儀顯得非常必要。

目前，集沙儀的結構和使用過程存在如下的主要問題：1.采樣頻率始終很低，與觀測到的氣象數據不完全吻合，其均通過采樣時段內的沙塵收集總量來計算該時段的平均輸沙率。因此，計算所得的平均輸沙率不能體現更為細致的輸沙信息；2.整體上采樣周期短，不能實現多次沙塵天氣條件下連續的沙物質重量數據實時輸出，并且每次沙塵天氣結束后多需用人工收集沙樣配合完成，頻繁的人工收集異常麻煩；3.隨著多種風蝕傳感器的發展(例如：沙粒撞擊傳感器、激光沙粒計數傳感器和麥克風聲學沙粒傳感器)，出現了新型的監測方法，革新了對于土壤風蝕的監測，但這些儀器均不具備采樣功能，無法收集同期的沙物質信息，而不能獲得相應的輸沙率，很大程度上也限制了它的廣泛使用。同時，在強沙塵暴事件中，由于脫離地表的沙粒數量較大，所以這些傳感器易發生信號飽和現象；4.目前已有的全自動、高頻集沙儀(例如：CWHF全自動集沙儀)在應用過程中，由于存在機械軸承部件，其極易被細小沙粒卡住，使得采樣口無法轉動，而嚴重影響采樣監測。此外，全自動集沙儀內部多帶有稱重傳感器，隨著集沙儀安裝高度的增加，沙塵暴過程中集沙儀的抖動越發明顯，導致集沙累積量曲線不可避免的出現了波動，影響采樣準確性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多方向全自動高頻梯度集沙儀，從而解決現有技術中存在的前述問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種多方向全自動高頻梯度集沙儀，包括進沙口、進沙通道、沙塵收集容器和單點稱重傳感器，所述進沙口的前端和下端開口，后端和上端封閉，所述進沙通道的上端與所述進沙口的下端連接，所述進沙通道的下端與沙塵收集容器連接，所述沙塵收集容器安裝在所述單點稱重傳感器上；所述進沙口位于多個梯度采樣高度上，且在每個采樣高度上設置多個所述進沙口，每個所述進沙口的朝向均不同但朝向固定。

優選地，還包括桶形支架，所述桶形支架的上端面上設置有多個小孔，所述進沙通道的下部穿過所述小孔進入所述桶形支架的內部，所述沙塵收集容器和單點稱重傳感器均位于所述桶形支架的內部，且所述單點稱重傳感器位于所述桶形支架的下端面上。

優選地，所述進沙口的前端設置為上邊長下邊短的楔形結構。

優選地，所述進沙口的后端設置有濾網排氣孔。

優選地，所述多個梯度采樣高度包括10cm、20cm、40cm、60cm和100cm。

優選地，所述進沙口的固定朝向包括：北、東北、東、東南、南、西南、西、西北共8個方向。