[發明專利]一種集沙儀

有效

• 申請號: 202011387729.0
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112556966B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 張宇;張中儉;林達明
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00;B01D47/02
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

本發明涉及一種集沙儀，包括支撐單元、連接單元、集沙單元，支撐單元設立在地面上，連接單元安裝于支撐單元上并由支撐單元提供支撐，集沙單元安裝于連接單元上并由連接單元提供支撐；集沙單元包括加速管、連通管和沙盒，加速管與沙盒并行設置，加速管進氣口的口徑大于出氣口的口徑；沙盒通過連通管與加速管連通，沙盒內充填有過濾液；沙盒內設置有進沙管，進沙管的進沙口連通至沙盒外部，進沙管的出沙口接觸過濾液；使用時加速管的進氣口與進沙管的進沙口朝向來風方向。本發明的集沙儀只需通過設置過濾液的淹沒高度，不僅可以高效的分離風沙，還可以對不同的風速進行分選收集，更好的滿足野外風蝕觀測和收集風沙的要求。

技術領域

本發明涉及風沙流監測的集沙裝置技術領域，具體涉及一種集沙儀，尤其能夠實現高效收集風沙和對不同風速進行分選集沙。

背景技術

由于人類活動對于自然環境的破壞，荒漠化已經成為當前備受關注的環境問題之一。在荒漠化嚴重的區域，由于風力的作用，常常會發生土體或沙體的風蝕。關于風蝕對于地表影響的研究，關鍵在于掌握輸沙率、垂直方向風沙流的結構特征、總輸沙量與時間和風速之間的關系等風沙運動的規律。而集沙儀作為收集地表沙塵顆粒運動數據的主要儀器，成為了風沙災害研究領域不可或缺的工具。

根據吸氣方式的不同，集沙儀可以分為主動式集沙儀和被動式集沙儀。主動式集沙儀加裝了真空抽氣泵并使用濾網分離風沙；但是其使用時需要額外供電且長時間使用容易堵塞過濾網，因此使用并不廣泛。被動式集沙儀則是讓風沙自由流入集沙儀內并減速使顆粒沉降。該種集沙儀具有使用方便，價格低廉的優點，應用廣泛。第一代集沙儀是Bagnold等研制出的，其方向固定無法旋轉；后來，為了研究不同高度風沙流的規律，逐漸發展出了MWAC、平口式等各種類型的階梯式集沙儀；為了使集沙儀始終朝向來風方向，研究人員在集沙儀上加裝了導向板使其朝來風轉動，逐漸發展出了BSNE、T-BASS等旋轉集沙儀；為了降低研究人員工作負擔，逐漸發展出了加裝了傳感器實現自動測量數據的集沙儀，如 SUSTRA集沙儀、便攜式自動稱重集沙儀等。可以說，對于集沙儀的設計和改進，已經取得了長足的進展。但是，以上集沙儀的核心要求是對所有進入集沙儀內部的風沙進行分離，其收集到的數據并不能對風速進行描述，當需要觀測不同風速與風沙流之間的關系時，這些集沙儀并不能實現。可見，不管是傳統的集沙儀還是目前已經做了一定改進的集沙儀，仍都存在諸多技術問題，例如始終沒有解決對來風充分降速、風沙高效分離、補償集沙儀對來風進氣的阻礙作用，導致其集沙效率低，也沒有考慮風速的影響去進行分選收集。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明研制了一種旋轉階梯式集沙儀，具體為旋轉階梯式集沙儀，這種集沙儀不僅可以高效的分離風沙，還可以對不同的風速進行分選收集，更好的滿足野外風蝕觀測和收集風沙的要求。

本發明的技術方案如下：

一種集沙儀，包括支撐單元、連接單元、集沙單元，支撐單元設立在地面上，連接單元安裝于支撐單元上并由支撐單元提供支撐，集沙單元安裝于連接單元上并由連接單元提供支撐；所述集沙單元包括加速管、連通管和沙盒，其中：

所述加速管與沙盒并行設置，加速管一端為進氣口，另一端為出氣口，且進氣口的口徑大于出氣口的口徑；

所述沙盒通過連通管與加速管連通，沙盒內充填有過濾液；

沙盒內設置有進沙管，進沙管的進沙口連通至沙盒外部，進沙管的出沙口接觸過濾液；

使用時加速管的進氣口與進沙管的進沙口朝向來風方向。

作為一種具體改進，所述支撐單元包括一主桿，主桿垂直地面設立并埋入地下一定深度。

作為一種具體改進，所述主桿在地表處安裝有一塊底部承壓板，所述主桿從底部承壓板的中心穿過并與底部承壓板連接固定；

優選的，所述底部承壓板為一塊平面形狀為正方形的鋼板，其與所述主桿焊接連接；