沙物质蠕移收集器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于测定风沙流中蠕移沙粒量的沙物质蠕移收集器，呈圆筒状，顶盖表面圆心有进沙孔，进沙孔上方有密目网，通过钎丝焊接在顶盖上，顶盖表面覆有一层沙物质，顶盖内部下方有聚沙漏斗，聚沙漏斗与进沙孔相通，筒体中心位置设集沙桶，集沙桶中心位置设接沙瓶，接沙瓶与聚沙漏斗相连通，接沙瓶等间距开有漏沙小孔。本收集器顶盖涂有胶物质，将研究区域沙物质均匀散于涂有胶物质的顶盖上，使得顶盖的粗糙度与研究区流沙表面沙物质粒径一致，保持原有地表与沙物质的摩擦系数，保证各种风力下测定蠕移量的精准。沙物质蠕移收集器结构简单，易于安装和取样，可以广泛于风沙物理学、林学和以及各类防沙治沙工程方面的研究及监测。
【专利说明】沙物质蠕移收集器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测定风沙流量的仪器，特别指一种用于测定风沙流中蠕移沙粒量的仪器。
【背景技术】
[0002]风沙流是风力作用下，风沙的气固二相流。在风力的作用下，不同粒径沙物质以三种移动方式移动，分别为蠕移、跃移和悬移。一般而言，当近地表风速达到沙物质的起沙风速时,沙物质开始离开原来的位置,形成风沙流。风沙流中沙物质的含量与高度相关,这已被很多学者所证明。朱震达(1962)实验研究认为，90%的沙量是在O?IOcm高度内传输。吴正、齐之尧的野外观测也表明，气流搬运的沙量绝大部分(90%)是在离地30cm高度范围，其中又特别集中分布在O?IOcm的气流层内，约占到90%。由此可见，风沙运动是贴近近地表的沙物质搬运现象。而在紧贴地表的蠕移沙物质应该占到多少呢？这就需要有科学的测量仪器去测定。
[0003]关于蠕移质测定的仪器相对沙物质跃移的测定仪器而言比较少，程宏等人设计的蠕移沙粒收集装置侧重于蠕移层沙粒的初速度及其质量分布，适用于测定沙粒蠕移速度；赵爱国等人的沙粒蠕移收集器测定不同方位的沙物质蠕移质量，但一个方位收集蠕移沙物质时，其他方位也进入沙物质；周杰等人设计的蠕移集沙仪通过吊杆将收集器吊在距地表高度2.5cm的进沙口收集蠕移沙物质，通过吊杆悬吊的尾翼，实现进沙口随风向变化。但是，目前国内外已有的测定蠕移沙量的仪器存在一个问题，即不论用什么材料做蠕移收集器的表面，都没有考虑进入蠕移观测器表面的沙物质与观测表面的摩擦系数问题，这就导致沙物质在蠕移观测器表面，进入收集装置之前，沙粒的移动速度与原地表的移动速度不一致，或快或慢，测到的单位时间单位面积蠕移量或大或小。同时，无论蠕移进沙孔多么小，总要有部分跃移质有机会落入小孔，造成测量结果偏大。研制一种能克服以上问题，精确测定风沙流中蠕移沙粒量的仪器是有必要的。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种沙物质蠕移收集器，这种收集器能精确测量沙粒蠕移量，特别是沙物质进入经过工艺处理的收集器表面后，沙物质移动速度和原地表移动速度一致，利用其原理可以准确获取单位时间单位面积的沙粒蠕移量。同时，在进沙孔上方设置直径为进沙孔5倍的圆形密目网，有效防止跃移沙物质落入进沙孔，保证了测量准确性。
[0005]本发明要解决的技术问题由如下方案实现:沙物质蠕移收集器，呈圆筒状，包括筒体和顶盖，其特征是:所述顶盖表面圆心有进沙孔，进沙孔上方有密目网通过钎丝焊接在顶盖上，顶盖表面覆有一层沙物质，其粒径与研究区域一致，顶盖内部下方固定焊有聚沙漏斗，聚沙漏斗与所述进沙孔相通，所述筒体中心位置设集沙桶，集沙桶中心位置设接沙瓶，接沙瓶与所述聚沙漏斗相连通，接沙瓶高度2/3处围绕接沙瓶等间距开有3-5个漏沙小孔。[0006]本发明还包括如下方案:所述接沙瓶与集沙桶的高度一致。所述集沙桶外表面刻有容量标尺。所述顶盖下固定焊有一圈内沿。
[0007]本发明的工作原理和优点是:
[0008]1、顶盖上的进沙孔可有效阻挡采草和小虫对孔的堵塞，避免造成数据偏小；
[0009]2、顶盖上方正对进沙孔的密目网可以有效阻挡贴近地表的跃移质沙粒落入进沙孔，造成单位时间单位面积蠕移沙物质的偏大；
[0010]3、沙物质蠕移收集器顶盖的制作工艺是利用胶水在顶盖涂抹均匀，然后取研究区地表沙物质，利用粒径筛将杂物滤过后沙物质均匀筛在涂有胶水的顶盖表面，这样就使得顶盖表面的摩擦系数和原地表的一致，沙粒在顶盖上的蠕移速度和在沙物质表面的一样，保证获取单位时间单位面积蠕移沙物质的准确性；
[0011]4、接沙瓶的靠近瓶口处有几个小孔，这样使得沙物质在快装满瓶的时候通过小孔将沙物质流向集沙桶，保证更多的接沙空间，提高风沙蠕移收集器的准确性，不至于将接沙瓶装满，将漏斗堵死，造成蠕移收集器内外压差。
[0012]本发明结构简单，体积小，便于放置，使用方便，顶盖制作工艺简单实用。可以广泛应用于风沙物理学、林学、生态学和铁路、公路、工矿等防沙治沙工程的防沙效益监测方面的研究，是风沙蠕移质观测必不可少的一种观测仪器。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图详细说明本发明的【具体实施方式】。
[0014]图1是沙物质蠕移收集器立体图。
[0015]图2是沙物质蠕移收集器筒体主视图。
[0016]图3是沙物质蠕移收集器集沙桶立体图。
[0017]图4是沙物质蠕移收集器接沙瓶立体图。
【具体实施方式】
[0018]如图1、图2所示，沙物质蠕移收集器呈圆筒状，筒体I直径为200mm，高250mm。如图1、图3所示，顶盖表面圆心有进沙孔3，进沙孔3直径为6mm。顶盖2表面覆有一层沙物质4，其粒径与研究区域一致。顶盖2直径为240mm，顶盖2下固定焊有一圈内沿5。内沿5高20_与筒体I配合插入，顶盖2内部下方固定焊有聚沙漏斗6,聚沙漏斗6与进沙孔3相通。顶盖2上方约20mm高位置上有一密目网7，密目网7通过细铅丝焊接在顶盖2上正对进沙孔3上方，密目网为直径30mm圆形，密目网为500目。
[0019]如图1、图3、图4所示，筒体I中心位置设集沙桶8，有效容积为31 X 902mmX200mm,集沙桶8中心位置设接沙瓶9，接沙瓶9与聚沙漏斗6相连通，接沙瓶9高度2/3处围绕接沙瓶等间距开有4个漏沙小孔10，沙物质通过漏沙小孔10流到集沙桶8中。所述接沙瓶9与集沙桶8的高度一致。集沙桶8外表面刻有容量标尺。
[0020]测量前，先将沙物质蠕移收集器顶盖2涂胶水，然后取得研究区地表沙物质，利用粒径筛将杂物滤过后沙物质均匀筛在涂有胶水的顶盖2表面，这样使得顶盖2表面的摩擦系数和原地表的一致，沙粒在顶盖2上的蠕移速度和在沙物质表面的一样，保证获取单位时间单位面积蠕移沙物质的准确性。等待30分钟后，顶盖2沙物质粘结牢固后，将沙物质蠕移收集器埋入沙中，顶盖2与沙面相平齐，配合气象站记录风速风向。蠕移沙粒贴着地表沿着水平方向进入顶盖区的进沙孔3内，由于重力作用沿着聚沙漏斗6掉入接沙瓶9，当一定量的沙粒进入接沙瓶9，达到漏沙孔10的位置时，后续进入的沙粒将超过接沙瓶9的容积，多余沙粒通过漏沙孔10，落到集沙桶8。而正对进沙孔3落下的跃移沙粒被进沙孔3上方的密目网7挡下，未能落入进沙孔3。密目网7的设置有效阻挡进沙孔3中落入跃移质沙粒，保证测量数据的准确性；集沙桶8的设置，增加了风沙蠕移收集器的收集量，同时保证大量的沙粒不至于将接沙瓶装满，将聚沙漏斗6堵死，造成蠕移收集器内外压差。使用本沙物质蠕移收集器可提高收集集沙量的精确性。
【权利要求】
1.沙物质蠕移收集器，呈圆筒状，包括筒体和顶盖，其特征是:所述顶盖表面圆心有进沙孔，进沙孔上方有密目网，通过钎丝焊接在顶盖上，顶盖表面覆有一层沙物质，其粒径与研究区域一致，顶盖内部下方固定焊有聚沙漏斗，聚沙漏斗与所述进沙孔相通，所述筒体中心位置设集沙桶，集沙桶中心位置设接沙瓶，接沙瓶与所述聚沙漏斗相连通，接沙瓶高度2/3处围绕接沙瓶等间距开有3-5个漏沙小孔。
2.根据权利要求1所述的沙物质蠕移收集器，其特征是:所述接沙瓶与集沙桶的高度—致。
3.根据权利要求1所述的沙物质蠕移收集器，其特征是:所述集沙桶外表面刻有容量标尺。
4.根据权利要求1所述的沙物质蠕移收集器，其特征是:所述顶盖下固定焊有一圈内沿。
【文档编号】G01M10/00GK104006945SQ201410253878
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】李锦荣, 郭建英, 何京丽, 高永 , 李红丽, 邢恩德, 刘铁军 申请人:水利部牧区水利科学研究所