[实用新型]一种近地表不同风向风沙流输沙通量监测仪器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大气环境沙尘量监测仪器，具体涉及一种近地表不同风向风沙流输沙通量监测仪器。

背景技术

近地表风沙流输沙通量是研究风沙运动规律以及沙区工程设计必须考虑的问题。

集沙仪是监测风沙流的一种仪器，按照收集原理可分为主动式和被动式，主动式多用于风洞内，由于使用方便，被动式被大量使用。到目前为止，形成了形式多样的被动式集沙仪。但它们存在以下问题：(1)有的只能收集一个方向的风沙流输沙，有的能够收集所有方向的风沙流输沙总量，有的能够分别收集不同风向的输沙。(2)几乎所有被动式集沙仪的储沙空间都有限，只适合短时段观测，如果进行长时间观测，集沙效率下降，观测误差增加。

风沙监测集沙仪(专利号200620092161.9)是一种带有旋转装置的楔形集沙仪，能够分别收集不同高度所有风向的输沙总量，但是集沙空间较小，不适合长时间观测。风沙流流量监测仪(专利号200610105285.0)是一种带有旋转装置的管状集沙仪。它的地上部分的进沙口均匀布设在一个剖开的管子上，管子通过下端的双轴承和上端的风向标来旋转，从而收集各个风向的输沙。它有较大的储沙空间，可以实现不同风向输沙的较长时段观测，能获得一定时段内地表一定高度范围内所有方向输沙的总量。虽然该集沙仪地上部分体积很小，对气流阻力小，但集沙仪的集沙管没有透气装置，集沙管内涡流发育，集沙颗粒容易溢出，导致整体集沙效率较低。不同风向定点集沙仪(专利号97229178.4)是一种圆筒形集沙仪，圆筒筒壁四周从上到下安装有进沙口和引沙通道，圆筒中间为通气通道，各方向的沙粒经引沙通道收集到地下相应的集沙盒中。它有较大的储沙空间，可以实现不同风向输沙较长时间观测，获得一定时段内地表一定高度范围内、各个方向的输沙总量。虽然该集沙仪结构简单，使用方便，但地上部分为圆筒形，体积较大，对风沙流场干扰较大，同时进沙口从上到下均匀布设，下层对风沙流阻力较大，导致观测误差较大。

本实用新型针对以上几种全向被动式集沙仪存在的关键问题：集沙空间小、不能长时间连续观测，同时借鉴它们全向观测、集沙空间大的优点，设计出一种对气流干扰小、排气性能好、分方向连续收集地表一定高度输沙的近地表风沙流输沙通量长期监测仪器。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有仪器设备的不足，提供一种近地表不同风向风沙流输沙通量监测仪器，该仪器是由地上采沙装置包括采沙器、风力驱动转向装置及地面保护环和地下储沙装置包括固定外桶及集沙盒组成，采沙器、风力驱动转向装置相互组合连接在一起，并由固定外桶支撑。利用自然风力，风向标产成旋转力矩，围绕轴承、转轴，支撑杆带动旋转圆盘及与它焊接在一起的采砂器随风转动，采砂器可以收集所有风向的输沙。该仪器具有随风转动、储沙空间大、对气流和地表扰动小等特点，可以收集不同风向的输沙，适合于野外无人看管条件下风沙流长期定点观测。

本实用新型所述的一种近地表不同风向风沙流输沙通量监测仪器，该仪器是由地上采沙装置为采沙器、风力驱动转向装置及地面保护环和地下储沙装置为固定外桶及集沙盒组成，其中采沙器由叠加进沙通道(1)、导沙通道(3)、排气网(2)、出沙口(4)、挡沙槽(5)、辅助挡沙板(25)和采沙器口罩(6)组成，进沙通道(1)和导沙通道(3)相互贯通，成45-60°夹角焊接，排气网(2)焊接在进沙通道(1)后端两侧壁上；风力驱动转向装置是由旋转圆盘(7)、支撑杆(8)、尾翼(9)、转轴(10)、旋转轴承(11)、固定环(12)、固定螺丝(13)组成，在旋转圆盘(7)上开有槽(15)，将采沙器中的出沙口(4)对接固定在槽(15)中，支撑杆(8)焊接在旋转圆盘(7)的圆心，旋转轴承(11)、转轴(10)与固定外桶(17)内的支撑横杆(19)采用螺母(20)固定；集沙盒(18)为扇柱形，通过顶部两侧的折边(22)悬挂在支撑横杆(19)上；地面保护环(23)为圆锥台形，圆环(23)的外沿焊接有向下的裙边(24)，其侧面与水平面斜交。

所述的监测仪器的进沙通道(1)采用垂直不均匀叠加排列方式，截面为矩形，采沙器口罩(6)安装在进沙通道(1)的口上。

所述的监测仪器的挡沙槽(5)、辅助挡沙板(25)连接在采沙器底部，由四块挡沙片连接在一起，围成一个上大下小的楔形空间。

所述的监测仪器的固定环(12)焊接在旋转轴承(11)外环上，通过旋转圆盘(7)上的固定孔(16)，用螺丝(13)把旋转圆盘(7)固定在固定环(12)上。