[發明專利]一種雪顆粒沉降速度測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201910542764.6
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110118879A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 馬文勇;鄭熙;梁朋飛;柴曉兵;劉慶寬
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: G01P5/00
• 分類號: G01P5/00;G01N15/04
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 田甜

本發明提供了一種雪顆粒沉降速度測量裝置及方法，屬于預防災害技術領域，包括筒體穩定段、筒體試驗段和風速儀，筒體穩定段的兩端開敞且底端固定設有風扇，筒體穩定段內還設有用于對風扇吹出的氣流進行整流的整流機構和用于放置雪顆粒的濾網，整流機構間隔地設置于風扇頂端的上方，濾網間隔地設置于整流機構頂端的上方；筒體試驗段的兩端開敞，設置在筒體穩定段的上端并與筒體穩定段可拆卸連接；風速儀用于測定筒體試驗段背離筒體穩定段的一端的風速。本發明提供的雪顆粒沉降速度測量裝置及方法可置于外界自然環境中，很容易達到相同的環境條件，雪的各項性質參數不易受外界環境的影響發生改變，裝置結構簡單，操作方便。

技術領域

本發明屬于沉降速度測量技術領域，更具體地說，是涉及一種雪顆粒沉降速度測量裝置及方法。

背景技術

風雪流是雪粒在風力作用下發生漂移和堆積的自然現象。在風雪流發生時，局部區域積雪嚴重，進而引起交通堵塞，建筑物損壞等現象，嚴重影響了人們的日常生活。作為風雪流發生的物質來源，雪的各項性質對風雪流的起動、漂移、堆積等過程具有重要影響。而雪的沉降速度是雪的重要性質參數之一。雪的沉降速度是指雪顆粒在靜止空氣中作等速沉降時的速度，也可定義為，作用在雪顆粒上的外力之和為零時雪顆粒的下降速度，即雪顆粒下落時所能達到的最大速度。

為了測量顆粒物的沉降速度，目前常用的方法主要有兩種：1、給定時間的試驗，測量顆粒物在一定時間間隔內所經過的垂直距離；2、給定距離的試驗，測量記錄顆粒物沉降經過一固定距離所需的時間。通過顆粒物沉降距離與沉降時間的比值，求出顆粒物的一個速度，多次測量求平均值，獲得顆粒物在流動介質中的平均沉降速度。這兩種方法在測量過程中均采用照相機、計算機、錄像機等技術裝備記錄獲取實驗數據，這類技術裝備的工作環境具有較大限制，在寒冷強風環境下，無法正常工作。而且雪顆粒與一般的顆粒物不同，雪顆粒的性質參數受到所處自然環境的較大影響，溫度、濕度等因素均能顯著改變雪的粒徑、沉降速度等參數，在野外自然狀態下測量得到的雪的性質參數才能代表真實狀態下的雪的性質參數。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雪顆粒沉降速度測量裝置及方法，旨在解決由于環境對測量過程中技術設備的限制以及溫濕度因素對雪顆粒影響較大的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種雪顆粒沉降速度測量裝置，包括：筒體穩定段、筒體試驗段和風速儀，筒體穩定段的兩端開敞且底端固定設有風扇，所述筒體穩定段內還設有用于對所述風扇吹出的氣流進行整流的整流機構和用于放置雪顆粒的濾網，所述整流機構間隔地設置于所述風扇頂端的上方，所述濾網間隔地設置于所述整流機構頂端的上方；筒體試驗段的兩端開敞，設置在所述筒體穩定段的上端并與所述筒體穩定段可拆卸連接；風速儀用于測定所述筒體試驗段背離所述筒體穩定段的一端的風速。

進一步地，所述整流機構包括蜂窩器。

進一步地，所述整流機構還包括阻尼網，所述阻尼網設置于所述蜂窩器的上方。

進一步地，所述筒體穩定段的長度為筒體穩定段的截面直徑的1.25-1.75倍。

進一步地，所述筒體穩定段的長度為175mm，所述筒體穩定段的直徑為100mm，所述整流機構的長度為60mm。

進一步地，所述雪顆粒沉降速度測量裝置還包括集雪斗，集雪斗的兩端開敞且在水平方向的截面積從底端至頂端依次遞增，底端與所述筒體穩定段外表面可拆卸連接，用于收集測量完成后的雪顆粒。

進一步地，所述雪顆粒沉降速度測量裝置還包括支架，支架用于支撐所述筒體穩定段。

進一步地，所述風速儀為熱線風速儀。