专利名称：风沙流动态监测仪的制作方法
技术领域：
本发明属一种全方位风沙流动态监测仪器。
背景技术：
近期，综合生态系统管理国际研讨会披露，据统计，目前，中国沙化土地面积高达一百七十四点三万公里，占国土面积的百分之十八点二，而且仍以年均三十四点三六平方公里的速度在扩展。土地沙化不仅直接危及中国一亿多人口的生存和发展，而且还影响四亿人口的生存环境和质量，每年造成的直接经济损失高达五百四十多亿元人民币。土地沙化严重制约了中国经济社会全面、协调和可持续发展，威胁到国土保安和生态安全，成为中国继水灾、旱灾之后又一个心腹之患。
为了预防土地沙化，治理沙化土地，维护生态安全，促进经济和社会可持续发展，国家制定防沙治沙法，将防沙治沙纳入国民经济和社会规划，遵循生态规律，坚持预防为主，防治结合，综合治理原则，依靠科技进步，摸清输沙量与风沙流的风向、风速变化规律，采取积极有效防沙治沙措施，遏制土地沙化进一步扩展的趋势。经全社会几年的不懈努力，力争实现“整体遏制，局部改善”的重大转变，使中国生态面貌逐步好转，以此支撑中国社会和经济全面、持久、协调发展。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种风沙流动态监测仪。单片机数据采集仪通过输送线分别与风速风向传感器集、沙箱中称重式传感器连接，实现了在无人看管或沙尘暴特定的环境下，获得在单位时间里单位面积流沙的自动长时间动态收集，了解、掌握输沙量与风沙流的风向、风速变化规律。
本发明可以通过以下技术方案来实现一种风沙流动态监测仪，是由集沙箱、单片机数据采集仪和风速风向传感器构成。集沙箱是由探头、隔片、挡沙板、引沙通道、排气管组成。探头为圆筒状，其表面由纵横交错的隔片和档沙板组成数个不同梯度口大底小、似斗状的方格孔，并与排气管固接，孔内每个档沙板开口朝下翘，与纵向隔片呈45°角，形成纵向相隔的沙道，并且与箱盖内呈伞状的引沙通道相贯通，集沙箱内底部置有集沙筒，集沙筒放置在称重式传感器上；引沙通道入集沙筒内。单片机数据采集仪接口通过输送线分别与集沙箱中称重式传感器和风速风向传感器相接。
本发明的优点和产生的有益效果是1、本发明采用圆筒全方位集沙探头，探头的表面布有纵横交错的方格孔，纵向沙道与与箱盖内呈伞状的引沙通道相贯通。气流中飞跃的颗粒，降落时碰撞地面而产生的回弹称跃移的沙粒进入方格孔，因此可以很方便地收集不同方位的跃移沙粒，测得的数据便于与风向、风速资料建立相关关系；2、本发明为直读式和数据存贮式。集沙筒放置在称重式传感器上，称重式传感器应变片在集沙筒沙尘重力作用下产生微小机械变形时，应变敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化，利用电阻应变式传感器的输出与应变成正比，通过一定的机械结构将被称物体的重量转换成与之成一定比例关系的应变，然后再由传感器将这一应变变成电阻的变化通过导线输入数据采集仪，由数据采集仪将电阻的变化信息转换成电压或电流信号由接口电路输出，微机系统将处理结果显示、打印、存盘。用实时在线自动连续采集数据仪，可测得风沙流中不同方位的沙通量，摸清输沙量与风沙流的风向、风速变化规律，取代了传统风沙流中定时取样和风沙流后繁琐的称量计算工作，改善了工作环境，减轻工作人员的劳动强度；3、本发明采用德国生产的JA301称重式传感受器。这种称重式传感器应变片测量应变的灵敏度和精确度高，性能稳定、可靠，量程0----5Kg可动态监测1～2g沙尘收集量，误差小于0.1％；4、本发明数据采集仪、集沙箱重量轻，结构简单，使用方便，称重式传感器响应速度快；通过数据采集仪可以及时了解输沙量与风沙流的风向、风速变化情况，有利于数据积累；5、在无人看管的条件下，本发明便于多点观测，可以实现远距离观测和遥测。
图1是风沙流动态监测仪示意2为图1底箱中集沙筒放于称重式传感器上放大示意图
具体实施例方式
下面结合附图对本发明再作进一步的描述风沙流动态监测仪的探头6为直径10厘米、高50厘米的圆筒，其方圆表面由纵横交错的隔片7和档沙板8组成16个不同梯度口大底小、似斗状的方格孔，并与排气管9固接，孔内每个档沙板8开口朝下翘，与纵向隔片7呈45°角，形成16个纵向相隔的沙道，并与箱内呈伞状的引沙通道5相贯通，排气管9和探头6是同一圆心的圆筒，并位居于探头6的中央，探头6和集沙箱2在一条中心线上。集沙箱2内底部置有集沙筒4，集沙筒4放置在称重式传感器3上，引沙通道5入集沙筒4内。单片机数据采集仪1接口通过输送线11分别与集沙箱2中称重式传感器3、风速风向传感器10相接；单片机数据采集计数仪1是由232接口12、电源开关13、太阳能电池14、数据存贮卡15、笔记本电脑16组成。
测量时，先将称重式集沙箱进入沙地，并与沙地相平。当沙粒沿水平方向进入测沙探头6的方孔后，受到45°角档沙板8的阻挡，迫使沙流减速，改变流动方向，沙粒开始降落，流入引沙通道5，然后由引沙通道5进入集沙筒4。集沙筒4放置在称重式传感器3上，称重式传感器应变片在集沙筒沙尘重力作用下产生微小机械变形时，应变敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化，利用电阻应变式传感器的输出与应变成正比，通过一定的机械结构将被称物体的重量转换成与之成一定比例关系的应变，然后再由传感器将这一应变变成电阻的变化通过导线输入数据采集仪1，由数据采集仪1将电阻的变化信息转换成电压或电流信号由接口电路输出，微机系统将处理结果显示、打印、存盘。用实时在线自动连续采集数据仪，可测得风沙流中不同方位的沙通量。
权利要求
1.一种风沙流动态监测仪，是由单片机数据采集仪(1)、集沙箱(2)、称重式传感器(3)、风速风向传感器(10)构成，集沙箱(2)是由探头(6)、隔片(7)、挡沙板(8)、引沙通道(5)、排气管(9)组成；探头(6)为圆筒状，其表面由纵横交错的隔片(7)和档沙板(8)组成数个口大底小，似斗状的方格孔，并与排气管(9)固接，孔内每个档沙板(8)开口朝下翘，与纵向隔片(7)呈45°角，形成纵向相隔的沙道，并与箱内呈伞状的引沙通道(5)相贯通，集沙箱(2)内底部置有集沙筒(4)，其特征是集沙筒(4)放置在称重式传感器(3)上，引沙通道(5)入集沙筒(4)内，单片机数据采集仪接口(12)通过输送线(11)分别与集沙箱(2)中称重式传感器(3)、风速风向传感器(10)相接。
全文摘要
本发明涉及一种风沙流动态监测仪器，是由称重式集沙箱、单片机数据采集仪、称重式传感器、风速风向传感器构成，单片机数据采集仪接口通过输送线分别与称重式集沙箱、风速风向传感器相接。气流中飞跃的颗粒，降落时碰撞地面而产生的回弹称跃移的沙粒进入方格孔，由引沙通道进入集沙筒。集沙筒放置在称重式传感器上，可以很方便地收集不同方位的跃移沙粒，测得的数据便于与风向、风速资料建立相关关系，实现显示、打印、存盘，实时在线自动连续采集数据的目的。
文档编号G01G3/00GK1967184SQ20061004316
公开日2007年5月23日 申请日期2006年7月8日 优先权日2006年7月8日
发明者赵爱国, 王涛, 董治宝, 张正偲 申请人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所