一種用于測(cè)定野外土壤風(fēng)蝕的旋轉(zhuǎn)式8方位集沙儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于測(cè)定野外土壤風(fēng)蝕的旋轉(zhuǎn)式8方位集沙儀，當(dāng)風(fēng)沙流來(lái)臨時(shí)，風(fēng)向標(biāo)為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)長(zhǎng)方形集沙探頭迎風(fēng)收集垂直斷面風(fēng)沙流，集沙探頭內(nèi)部為上下一體的風(fēng)沙流通道，外殼表面兩側(cè)布有排氣孔，排氣孔上焊接有200目不銹鋼網(wǎng)，使大部分氣流通過(guò)它流出，迫使集沙探頭內(nèi)的沙流減速，改變風(fēng)沙流流動(dòng)方向，沙粒開(kāi)始降落，沙塵粒經(jīng)過(guò)導(dǎo)沙通道有排沙嘴匯集到不同方向的扇狀接沙箱內(nèi)。風(fēng)沙流過(guò)后，按方向?qū)⑸葼罱由诚淙〕錾硺拥谷氪永锓Q(chēng)重計(jì)量，根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算出單位面積和單位時(shí)間流進(jìn)扇狀接沙箱的土壤風(fēng)蝕量的大小。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便?？蓮V泛應(yīng)用于林業(yè)學(xué)、生態(tài)學(xué)、風(fēng)沙物理學(xué)和鐵路、公路、水庫(kù)、工礦工程防沙效益觀測(cè)等方面的研究，是觀測(cè)土壤風(fēng)蝕必不可少的一種儀器。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種用于測(cè)定野外土壤風(fēng)蝕的旋轉(zhuǎn)式8方位集沙儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及集沙儀，尤其涉及一種用于測(cè)定野外土壤風(fēng)蝕的旋轉(zhuǎn)式8方位集沙 儀。

【背景技術(shù)】
[0002] 土壤風(fēng)蝕是影響農(nóng)田、建筑物、公路、鐵路、渠道、水源及總體環(huán)境嚴(yán)重的問(wèn)題之 一。在我國(guó)西部干旱地區(qū)，由于風(fēng)速大，風(fēng)沙活動(dòng)頻繁，這一問(wèn)題更為突出。在大風(fēng)季節(jié)土 地中的大量養(yǎng)分因風(fēng)蝕而損失。細(xì)土粒不斷吹失，降低了耕地肥力，喪失生產(chǎn)力，它是在風(fēng) 力作用下的移動(dòng)現(xiàn)象。風(fēng)攜帶各種不同的沙塵土粒，使其發(fā)生不同距離的位移，這種現(xiàn)象稱(chēng) 風(fēng)的搬運(yùn)作用。當(dāng)近地面的風(fēng)速大于5m/s時(shí)，0. 1?0. 25mm粒徑的細(xì)土粒就能被搬運(yùn)形成 風(fēng)蝕。通常，被風(fēng)吹揚(yáng)的土粒的顆粒大小和風(fēng)速成正比。土壤風(fēng)蝕沙塵土粒的顆粒中的濃 度與高度有關(guān)。據(jù)觀察，風(fēng)沙流中的絕大部分土粒顆粒都在近地表500_以下，并隨著風(fēng)速 的增大而增多升高，細(xì)土粒隨風(fēng)力的運(yùn)動(dòng)方式有3種：①< 0. 2_的沙粒在風(fēng)速5m/s時(shí)呈 懸浮狀態(tài)移動(dòng)稱(chēng)懸??；②氣流中跳躍的顆粒，降落時(shí)碰撞地面而產(chǎn)生的回彈稱(chēng)躍移；③躍 移顆粒對(duì)地面較大顆粒沖擊后，緩慢向前移動(dòng)稱(chēng)蠕移。
[0003] 我國(guó)是一個(gè)受土壤風(fēng)蝕比較嚴(yán)重的國(guó)家。我國(guó)的西部地區(qū)多以牧區(qū)為主，而土壤 風(fēng)蝕正是因?yàn)榇笠?guī)?？撤?shù)木以及在脆弱的生態(tài)環(huán)境中無(wú)限制地放牧造成的嚴(yán)重后果。土 壤風(fēng)蝕造成土地沙漠化、鹽堿化、形成戈壁。而我國(guó)沙漠化土地已達(dá)358萬(wàn)k m2,占全國(guó)土 地面積的37%，而且沙漠化土地仍以2100k m2 /y的速度增長(zhǎng)。為了根治土壤風(fēng)蝕所造成的 后果必須采取合適的技術(shù)措施防止土壤風(fēng)蝕的結(jié)構(gòu)。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，沙通量的測(cè)定需 長(zhǎng)期定點(diǎn)多方位收集觀測(cè)數(shù)據(jù)，而且要求沙通量的觀測(cè)結(jié)果能與風(fēng)速、風(fēng)向建立相互關(guān)系， 以便進(jìn)行土壤風(fēng)蝕的研究和工程計(jì)算。這樣就需要研制一種能夠收集野外土壤風(fēng)蝕梯度采 集儀的儀器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 綜上所述，本發(fā)明的目的旨在提供一種用于測(cè)定野外土壤風(fēng)蝕的旋轉(zhuǎn)式8方位集 沙儀，利用其結(jié)構(gòu)特征，定點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)在沙塵暴特定環(huán)境下獲得在單位時(shí)間里單位面積的土 壤風(fēng)蝕的收集。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)： 一種用于測(cè)定野外土壤風(fēng)蝕的旋轉(zhuǎn)式8方位集沙儀，包括風(fēng)向標(biāo)、集沙探頭、固定探頭 旋轉(zhuǎn)架、傘狀擋沙盤(pán)、傘狀分隔導(dǎo)沙板、軸承套固定架、扇狀接沙箱、探頭支架旋轉(zhuǎn)軸桿、保 護(hù)筒和軸承套桿，保護(hù)筒內(nèi)設(shè)有軸承套固定架和8個(gè)扇狀接沙箱，其上設(shè)有保護(hù)筒蓋板；集 沙探頭穿過(guò)保護(hù)筒蓋板中心孔，通過(guò)固定探頭旋轉(zhuǎn)架連接探頭支架旋轉(zhuǎn)軸桿；探頭支架旋 轉(zhuǎn)軸桿外設(shè)有軸承套桿；探頭支架旋轉(zhuǎn)軸桿與軸承套桿之間通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸承套接；軸承套固 定架上安裝有8個(gè)傘狀分隔導(dǎo)沙板；傘狀分隔導(dǎo)沙板位于2個(gè)扇狀接沙箱之間的間隙上方。
[0006] 上述集沙探頭的迎風(fēng)面為長(zhǎng)方形進(jìn)沙口，其兩側(cè)設(shè)有排氣孔；集沙探頭上方設(shè)有 風(fēng)向標(biāo)，其內(nèi)部有導(dǎo)沙通道和風(fēng)沙流通道，下方設(shè)有排沙嘴。
[0007] 上述保護(hù)筒蓋板上安裝指北標(biāo)記和水平氣泡。
[0008] 上述固定探頭旋轉(zhuǎn)架的上方安裝傘狀擋沙盤(pán)；傘狀擋沙盤(pán)與集沙探頭密封固定， 與保護(hù)筒蓋板之間有間隙。
[0009] 上述排氣孔上設(shè)有200目不銹鋼網(wǎng)。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果是： 本發(fā)明采用風(fēng)向標(biāo)為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)長(zhǎng)方形集沙探頭迎風(fēng)收集垂直斷面風(fēng)沙流，集沙探 頭內(nèi)部為上下一體的風(fēng)沙流通道，外殼表面兩側(cè)布有排氣孔上面焊接有200目不銹鋼網(wǎng)使 大部分氣流通過(guò)它流出，沙塵粒經(jīng)過(guò)導(dǎo)沙通道流進(jìn)排沙嘴，排沙嘴開(kāi)口呈40-45°朝下翹， 并且與下端呈扇狀接沙箱通過(guò)每個(gè)橫向傘狀方位分隔導(dǎo)沙板相貫通，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后取出 沙樣稱(chēng)重。因此可以很方便地收集20 mm X 1〇〇〇 mm斷面不同方位的土壤風(fēng)蝕量，測(cè)得的數(shù) 據(jù)與風(fēng)向、風(fēng)速資料建立相關(guān)關(guān)系。
[0011] 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于攜帶，使用方便?？蓮V泛應(yīng)用于林業(yè)學(xué)、生態(tài)學(xué)、風(fēng)沙物理學(xué) 和鐵路、公路、水庫(kù)、工礦工程防沙效益觀測(cè)等方向的研究，是長(zhǎng)期觀測(cè)土壤風(fēng)蝕必不可少 的一種儀器。
[0012]

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中：1 一風(fēng)向標(biāo)、2-集沙探頭、3-排氣孔、4一固定探頭旋轉(zhuǎn)架、5-傘狀擋沙盤(pán)、6- 保護(hù)筒蓋板、7-排沙嘴、8-傘狀方位分隔導(dǎo)沙板、9 一軸承套固定架、10-扇狀接沙箱、 11 一旋轉(zhuǎn)軸承、12-探頭支架旋轉(zhuǎn)軸桿、13-保護(hù)筒、14 一軸承套桿、15-長(zhǎng)方形進(jìn)沙口、 16-導(dǎo)沙通道、17-風(fēng)沙流通道、18-水平氣泡。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明： 如圖1所示，一種用于測(cè)定野外土壤風(fēng)蝕的旋轉(zhuǎn)式8方位集沙儀，包括風(fēng)向標(biāo)1、集沙探 頭2、固定探頭旋轉(zhuǎn)架4、傘狀擋沙盤(pán)5、傘狀分隔導(dǎo)沙板8、軸承套固定架9、扇狀接沙箱10、 探頭支架旋轉(zhuǎn)軸桿12、保護(hù)筒13和軸承套桿14,保護(hù)筒13內(nèi)設(shè)有軸承套固定架9和8個(gè) 扇狀接沙箱10,其上設(shè)有保護(hù)筒蓋板6 ;集沙探頭2穿過(guò)保護(hù)筒蓋板6中心孔，通過(guò)固定探 頭旋轉(zhuǎn)架4連接探頭支架旋轉(zhuǎn)軸桿12 ;探頭支架旋轉(zhuǎn)軸桿12外設(shè)有軸承套桿14 ;探頭支架 旋轉(zhuǎn)軸桿12與軸承套桿14之間通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸承11套接； 軸承套固定架9上安裝有8個(gè)傘狀分隔導(dǎo)沙板8 ;傘狀分隔導(dǎo)沙板8位于2個(gè)扇狀接 沙箱10之間的間隙上方。
[0015] 集沙探頭2的迎風(fēng)面為長(zhǎng)方形進(jìn)沙口 15,其兩側(cè)設(shè)有排氣孔3 ;集沙探頭2上方設(shè) 有風(fēng)向標(biāo)1，其內(nèi)部有導(dǎo)沙通道16和風(fēng)沙流通道17,下方設(shè)有排沙嘴7。
[0016] 保護(hù)筒蓋板6上安裝指北標(biāo)記和水平氣泡18。
[0017] 固定探頭旋轉(zhuǎn)架4的上方安裝傘狀擋沙盤(pán)5 ;傘狀擋沙盤(pán)5與集沙探頭2密封固 定，與保護(hù)筒蓋板6之間有間隙。
[0018] 排氣孔3上焊接有200目不銹鋼網(wǎng)。
[0019] 排沙嘴7呈40-45°朝下，使風(fēng)沙流流入其中一個(gè)扇狀接沙箱10相內(nèi)收集。 實(shí)施例
[0020] 使用時(shí)，先將保護(hù)筒13內(nèi)的軸承套固定架9上中心裝有軸承套桿14、探頭支架旋 轉(zhuǎn)軸桿12、緊密配合支撐固定探頭旋轉(zhuǎn)架4、調(diào)整好后埋入土壤中，傘狀擋沙盤(pán)5、并與土壤 地面相平，將8個(gè)扇狀接沙箱10繞保護(hù)筒13的內(nèi)圓周排好，在軸承套固定架9上安裝傘狀 方位分隔導(dǎo)沙板8,置于其下部的兩個(gè)扇狀接沙箱10的間隙上方；將長(zhǎng)方形集沙探頭2穿 過(guò)傘狀擋沙盤(pán)5用螺栓固定，把保護(hù)筒蓋板6蓋好然后用螺栓擰緊保護(hù)筒蓋板6,用指北針 對(duì)準(zhǔn)指北標(biāo)記，將水平氣泡18調(diào)平。
[0021] 當(dāng)風(fēng)沙流來(lái)臨時(shí)，開(kāi)始記錄時(shí)間、風(fēng)向、風(fēng)速值。風(fēng)向標(biāo)1受風(fēng)力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，，風(fēng) 向標(biāo)1為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)長(zhǎng)方形集沙探頭2迎風(fēng)收集垂直斷面風(fēng)沙流，集沙探頭2的長(zhǎng)方形 進(jìn)沙口 15面對(duì)風(fēng)沙流方向開(kāi)始收集沙流，當(dāng)土壤風(fēng)沙流沿水平方向進(jìn)入集沙探頭2的長(zhǎng)方 形進(jìn)沙口 15后，在導(dǎo)沙通道16內(nèi)大部分氣流經(jīng)過(guò)8個(gè)排氣孔3排出，迫使集沙探頭2內(nèi)的 沙流減速，改變流動(dòng)方向，沙粒開(kāi)始降落，流入風(fēng)沙流通道17從排沙嘴7中流出，從保護(hù)筒 蓋板6與旋轉(zhuǎn)縫隙中流入的蠕移量通過(guò)傘狀擋沙盤(pán)5導(dǎo)流到接沙箱10外邊。
[0022] 根據(jù)風(fēng)向的改變，風(fēng)向標(biāo)1為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)長(zhǎng)方形集沙探頭2轉(zhuǎn)動(dòng)，沙粒匯集到各 自對(duì)應(yīng)的扇狀接沙箱10內(nèi)。
[0023] 經(jīng)過(guò)一段很長(zhǎng)時(shí)間，風(fēng)沙流過(guò)后，記錄停止時(shí)間，打開(kāi)保護(hù)筒蓋板6取出集沙探頭 2和傘狀擋沙盤(pán)5,按方向順序?qū)⑸葼罱由诚?0的沙塵倒入袋子里，稱(chēng)重計(jì)量。從單位和單 位時(shí)間進(jìn)入扇狀接沙箱10沙塵量的多少，可從不同方向根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算出單位面積和 單位時(shí)間流進(jìn)扇狀接沙箱10的土壤風(fēng)蝕量的大小。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于測(cè)定野外土壤風(fēng)蝕的旋轉(zhuǎn)式8方位集沙儀，包括風(fēng)向標(biāo)（1)、集沙探頭（2)、 固定探頭旋轉(zhuǎn)架（4)、傘狀擋沙盤(pán)（5)、傘狀分隔導(dǎo)沙板（8)、軸承套固定架（9)、扇狀接沙箱 (10)、探頭支架旋轉(zhuǎn)軸桿（12)、保護(hù)筒（13)和軸承套桿（14)，其特征是：保護(hù)筒（13)內(nèi)設(shè)有 軸承套固定架（9)和8個(gè)扇狀接沙箱（10)，其上設(shè)有保護(hù)筒蓋板（6);集沙探頭（2)穿過(guò)保 護(hù)筒蓋板（6)中心孔，通過(guò)固定探頭旋轉(zhuǎn)架（4)連接探頭支架旋轉(zhuǎn)軸桿（12);探頭支架旋轉(zhuǎn) 軸桿（12)外設(shè)有軸承套桿（14);探頭支架旋轉(zhuǎn)軸桿（12)與軸承套桿（14)之間通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸 承（11)套接；軸承套固定架（9)上安裝有8個(gè)傘狀分隔導(dǎo)沙板（8);傘狀分隔導(dǎo)沙板（8)位 于2個(gè)扇狀接沙箱（10)之間的間隙上方。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種用于測(cè)定野外土壤風(fēng)蝕的旋轉(zhuǎn)式8方位集沙儀，其特征在 于：所述集沙探頭（2)的迎風(fēng)面為長(zhǎng)方形進(jìn)沙口（15)，其兩側(cè)設(shè)有排氣孔（3);集沙探頭（2) 上方設(shè)有風(fēng)向標(biāo)（1)，其內(nèi)部有導(dǎo)沙通道（16)和風(fēng)沙流通道（17)，下方設(shè)有排沙嘴（7)。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種用于測(cè)定野外土壤風(fēng)蝕的旋轉(zhuǎn)式8方位集沙儀，其特征在 于：所述保護(hù)筒蓋板（6)上安裝指北標(biāo)記和水平氣泡（18)。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種用于測(cè)定野外土壤風(fēng)蝕的旋轉(zhuǎn)式8方位集沙儀，其特征在 于：所述固定探頭旋轉(zhuǎn)架（4)的上方安裝傘狀擋沙盤(pán)（5);傘狀擋沙盤(pán)（5)與集沙探頭（2) 密封固定，與保護(hù)筒蓋板（6 )之間有間隙。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的一種旋轉(zhuǎn)式野外土壤風(fēng)蝕8方位集沙儀，其特征在于：所 述排氣孔（3)上設(shè)有200目不銹鋼網(wǎng)。
【文檔編號(hào)】G01M9/00GK104122062SQ201310148078
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】楊文斌, 王永勝, 趙愛(ài)國(guó), 趙晶, 李宏 申請(qǐng)人:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院, 中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所