CN111337217A - 一种能实现自动化测量的电子式集沙仪 - Google Patents

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杨海龙
于明含
刘泰含
阮浩
黄乾
高泗强
丁国栋
蔡祥
赵嘉玮
吴其淦
曲梦雨
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Beijing Forestry University
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Beijing Greensource Environment Programming Design Institute Co ltd
Beijing Forestry University
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Abstract

本发明公开了一种能实现自动化测量的电子式集沙仪，能实时监测一定区域内的风沙流，包括顶底圆盘、筒身、集沙口、集沙盒、传感器、外置风速仪、信息处理终端、光伏电池组。三种规格的集沙口上端分别焊接在不锈钢筒身的上、中、下三部分，筒身焊接与顶底圆盘之间，集沙口的下端接在集沙盒内，集沙盒下为传感器，传感器通过电缆连接于信息处理终端上，同时连接在信息处理终端上的还有外置风速仪和为测量装置供电的光伏电池组。通过自动化的传感器装置实现全天候风蚀量的高精度测量，便于维修养护，采样方便快捷，数据较准确，弥补了传统周角是式集沙仪数据量少且精度低的问题。

Description

一种能实现自动化测量的电子式集沙仪
技术领域
本发明涉及一种能实时监测风沙流垂直分层沙物质量的装置，尤其涉及一种能实现自动化测量的电子式集沙仪。
背景技术
集沙仪是研究风沙移动规律、在野外和室内风洞观测风沙流结构特征所必需的仪器。其中对监测区的监测主要由集沙口收集风沙流，并导入集沙盒内，并通过传感装置实时测量集沙盒内积沙的质量。
现有的周角集沙仪可对不同方位的积沙分别称量，可以得出不同风向造成的积沙，但是周角集沙仪目前还没有实现自动记录，在长期的野外试验过程中往往周或月为测量周期，安装后需要及时采样，且在采样过程中集沙盒内往往存在残余难以取出的积沙，这样得到的数据量少且精度低。目前还没有一种能实现自动化测量的高精度周角集沙仪。
发明内容
本发明的目的是提供一种能实现自动化测量的电子式集沙仪，通过自动化的传感器装置实现全天候风蚀量的高精度测量。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的能实现自动化测量的电子式集沙仪，包括筒身，所述筒身的顶部设有顶底圆盘，所述筒身内设有集沙盒，所述集沙盒置于传感器上，所述筒身的侧壁设有集沙口，所述集沙口的下端通过风沙收集管连通到所述集沙盒，所述传感器与信息处理终端通过信号线连接。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的能实现自动化测量的电子式集沙仪，通过自动化的传感器装置实现全天候风蚀量的高精度测量，便于维修养护，采样方便快捷，数据较准确，弥补了传统周角是式集沙仪数据量少且精度低的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的能实现自动化测量的电子式集沙仪结构示意图。
图2为本发明实施例单组集沙口尺寸示意图。
图中：
1、顶底圆盘，2、筒身，3、集沙口，4、集沙盒，5、传感器，6、外置风速仪，7、信息处理终端，8、光伏电池组。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的能实现自动化测量的电子式集沙仪，其较佳的具体实施方式是：
包括筒身，所述筒身的顶部设有顶底圆盘，所述筒身内设有集沙盒，所述集沙盒置于传感器上，所述筒身的侧壁设有集沙口，所述集沙口的下端通过风沙收集管连通到所述集沙盒，所述传感器与信息处理终端通过信号线连接。
所述集沙口有三种规格，三种规格的集沙口分别焊接在所述筒身的上部、中部和下部，每种规格的集沙口分别有多个沿所述筒身的圆周均布。
所述三种规格的集沙口高度分别为3cm、9cm、30cm，每种规格含8个集沙口，8个集沙口分别朝向东、南、西、北、东北、东南、西北、西南方向。
所述顶底圆盘包括中部开口的圆环状铝板。
所述筒身为不锈钢制做，直径20cm，高50cm。
所述风沙收集管为铝制直径1cm的圆管，其下部为与水平方向垂直的管道，上部为与水平方向倾斜的管道。
所述集沙盒无上盖，半径2.5cm，高10cm。
所述传感器为压力传感器，每个集沙盒下放置一台。
还包括外置风速仪和光伏电池组，所述外置风速仪和光伏电池组与信息处理终端连接。
所述外置风速仪置于集沙仪附近，共3组风速仪，分别置于与所述三种规格的集沙口相同的高度上。
本发明的能实现自动化测量的电子式集沙仪，三种规格的集沙口上端分别焊接在不锈钢筒身的上、中、下三部分，筒身焊接与顶底圆盘之间，集沙口的下端接在集沙盒内，集沙盒下为传感器，传感器通过电缆连接于信息处理终端上，同时连接在信息处理终端上的还有外置风速仪和为测量装置供电的光伏电池组。通过自动化的传感器装置实现全天候风蚀量的高精度测量，便于维修养护，采样方便快捷，数据较准确，弥补了传统周角是式集沙仪数据量少且精度低的问题。
本发明中，顶底圆盘焊接于筒身上，可防止降雨从集沙口进入仪器内部；集沙口为铝制直径1cm的圆管，较之矩形管，圆管死角更少，减少了缝隙积沙的情况；筒身为不锈钢制，较高的自重有助于其在风沙条件中保持稳定，顶部开口，保持仪器的空气流通顺畅；每个集沙盒下放置一台压力传感器，可设置不同的记录频率。
为防止长期野外测量过程中降雨对测量结果造成影响，可在顶底圆盘上方加装不锈钢挡板，并保持顶底圆盘上方的开口保持开放以保证集沙仪内部空气的流通。
与现有技术相比较，本发明具有如下的有益效果：
设计合理，结构简单，电子式风沙蚀集测量仪可对不同方位的积沙分别称量，可以得出不同风向造成的积沙，数据的测量使用了电子传感器，可自行设定测量周期，在短期实验中，有着更高的测量频率，能得到更精确的数据，在长期的试验中，可最大限度的降低人力成本，同时有效解决了现有集沙仪在清理积沙盒过程中操作不当、缝隙积沙导致误差较大的问题。
具体实施例：
如图1、图2所示，包括顶底圆盘1、筒身2、集沙口3、集沙盒4、传感器5、外置风速仪6、信息处理终端7、光伏电池组8。集沙口3上端焊接在不锈钢筒身2上，筒身2之上为顶底圆盘1，集沙口3的下端接在集沙盒4内，集沙盒4下为传感器5，传感器通过电缆连接于信息处理终端7上，同时连接在信息处理终端7上的还有外置风速仪6和为测量装置供电的光伏电池组8。为防止长期野外测量过程中降雨对测量结果造成影响，可在顶底圆盘1上方加装不锈钢挡板，并保持顶底圆盘1上方的开口保持开放以保证集沙仪内部空气的流通。
工作原理：
随气流而来的沙尘从集沙口3进入，进入集沙盒5内，集沙盒5下方的传感器将定期测量其上装置总重，所以第i次的测量所得的积沙的质量即为：mi＝Mi-Mi-1。式中mi为第i次传感器测得的积沙总重，Mi为第i次传感器测得重量，Mi-1为第i-1次传感器测得重量，当i＝1时，mi即为传感器第一次测得重量与传感器以上物体总重量之差。mi与设定的测量间隔t的比值即为输沙量，输沙量与集沙口面积的比值即为单位面积的输沙量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种能实现自动化测量的电子式集沙仪，其特征在于，包括筒身，所述筒身的顶部设有顶底圆盘，所述筒身内设有集沙盒，所述集沙盒置于传感器上，所述筒身的侧壁设有集沙口，所述集沙口的下端通过风沙收集管连通到所述集沙盒，所述传感器与信息处理终端通过信号线连接。
2.根据权利要求1所述的能实现自动化测量的电子式集沙仪，其特征在于，所述集沙口有三种规格，三种规格的集沙口分别焊接在所述筒身的上部、中部和下部，每种规格的集沙口分别有多个沿所述筒身的圆周均布。
3.根据权利要求2所述的能实现自动化测量的电子式集沙仪，其特征在于，所述三种规格的集沙口高度分别为3cm、9cm、30cm，每种规格含8个集沙口，8个集沙口分别朝向东、南、西、北、东北、东南、西北、西南方向。
4.根据权利要求3所述的能实现自动化测量的电子式集沙仪，其特征在于，所述顶底圆盘包括中部开口的圆环状铝板。
5.根据权利要求4所述的能实现自动化测量的电子式集沙仪，其特征在于，所述筒身为不锈钢制做，直径20cm，高50cm。
6.根据权利要求5所述的能实现自动化测量的电子式集沙仪，其特征在于，所述风沙收集管为铝制直径1cm的圆管，其下部为与水平方向垂直的管道，上部为与水平方向倾斜的管道。
7.根据权利要求6所述的能实现自动化测量的电子式集沙仪，其特征在于，所述集沙盒无上盖，半径2.5cm，高10cm。
8.根据权利要求7所述的能实现自动化测量的电子式集沙仪，其特征在于，所述传感器为压力传感器，每个集沙盒下放置一台。
9.根据权利要求1至8任一项所述的能实现自动化测量的电子式集沙仪，其特征在于，还包括外置风速仪和光伏电池组，所述外置风速仪和光伏电池组与信息处理终端连接。
10.根据权利要求9所述的能实现自动化测量的电子式集沙仪，其特征在于，所述外置风速仪置于集沙仪附近，共3组风速仪，分别置于与所述三种规格的集沙口相同的高度上。
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