一種旋轉(zhuǎn)式野外土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)式野外土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀，包括風(fēng)向標(biāo)、梯度集沙儀、接沙盒、保護(hù)桶蓋、保護(hù)桶和探頭罩，保護(hù)桶上方設(shè)有保護(hù)桶蓋，其內(nèi)設(shè)有軸承套和軸承套固定架；軸承套固定架固定連接軸承套；保護(hù)桶蓋中心設(shè)有導(dǎo)沙圓盤；梯度集沙儀呈長方體，其一端通過風(fēng)向標(biāo)固定架固定風(fēng)向標(biāo)，另一端穿過導(dǎo)沙圓盤通過固定軸承盤連接軸承套。本發(fā)明采用風(fēng)帶動(dòng)風(fēng)向標(biāo)為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力使梯度集沙儀下部的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，保證土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀的直立口琴狀方格進(jìn)沙塵口始終面對(duì)風(fēng)向，每個(gè)方格進(jìn)沙塵口有單獨(dú)的導(dǎo)沙塵通道相貫通，因此可以很方便地收集不同風(fēng)向、不同高度的土壤風(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。
【專利說明】一種旋轉(zhuǎn)式野外土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種測(cè)定土壤風(fēng)蝕的學(xué)科領(lǐng)域，具體說是一種用于測(cè)定全方位野外土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀。
[0003]【背景技術(shù)】
[0004]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)重的問題之一。在我國西部干旱地區(qū)，由于風(fēng)速大，風(fēng)沙活動(dòng)頻繁，這一問題更為突出。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< 0.2mm的沙粒在風(fēng)速5m/s時(shí)呈懸浮狀態(tài)移動(dòng)稱懸浮氣流中跳躍的顆粒，降落時(shí)碰撞地面而產(chǎn)生的回彈稱躍移；③躍移顆粒對(duì)地面較大顆粒沖擊后，緩慢向前移動(dòng)稱蠕移。
[0005]我國是一個(gè)受土壤風(fēng)蝕比較嚴(yán)重的國家。我國的西部地區(qū)多以牧區(qū)為主，而土壤風(fēng)蝕正是因?yàn)榇笠?guī)?？撤淠疽约霸诖嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境中無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。而我國沙漠化土地已達(dá)358萬k m%占全國土地面積的37%，而且沙漠化土地仍以2100k m2 /y的速度增長。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。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明從科學(xué)試驗(yàn)的實(shí)際出發(fā)，目的旨在提供一種旋轉(zhuǎn)式野外土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀。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。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下措施來實(shí)現(xiàn):
一種旋轉(zhuǎn)式野外土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀，包括風(fēng)向標(biāo)、平衡錘、風(fēng)向標(biāo)固定架、梯度集沙儀、排氣孔、進(jìn)沙塵口、導(dǎo)沙嘴、排氣網(wǎng)、接沙盒、接沙盒鎖、導(dǎo)沙圓盤、固定軸承盤、軸承、防塵罩、保護(hù)桶蓋、保護(hù)桶、軸承套、軸承套固定架、探頭罩，保護(hù)桶上方設(shè)有保護(hù)桶蓋，其內(nèi)設(shè)有軸承套和軸承套固定架；軸承套固定架固定連接軸承套；保護(hù)桶蓋中心設(shè)有導(dǎo)沙圓盤；梯度集沙儀呈長方體，其一端通過風(fēng)向標(biāo)固定架固定風(fēng)向標(biāo)，另一端穿過導(dǎo)沙圓盤通過固定軸承盤連接軸承套。
[0009]上述梯度集沙儀迎風(fēng)面上設(shè)有50個(gè)進(jìn)沙塵口，其兩側(cè)設(shè)有排氣孔；進(jìn)沙塵口與導(dǎo)沙嘴連接；導(dǎo)沙嘴與接沙盒連接；接沙盒通過接沙盒鎖連接梯度集沙儀；進(jìn)沙塵口與導(dǎo)沙嘴之間設(shè)有排氣網(wǎng)。
[0010]上述軸承套內(nèi)設(shè)有軸承，其上方設(shè)有防塵罩。
[0011]上述風(fēng)向標(biāo)上設(shè)有平衡錘。
[0012]上述梯度集沙儀的迎風(fēng)面設(shè)有探頭罩。
[0013]上述導(dǎo)沙嘴、排氣網(wǎng)、接沙盒和接沙盒鎖各為50個(gè)。
[0014]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)帶動(dòng)風(fēng)向標(biāo)為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力使梯度集沙儀下部的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，保證土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀的直立口琴狀方格進(jìn)沙塵口始終面對(duì)風(fēng)向，每個(gè)方格進(jìn)沙塵口有單獨(dú)的導(dǎo)沙塵通道相貫通，通道兩側(cè)有排氣通道，通道上布有200目不銹鋼通氣網(wǎng)，導(dǎo)沙塵通道隔嘴并且與下端長方形的集沙盒相連通，因此可以很方便地收集不同風(fēng)向、不同高度的土壤風(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。(計(jì)算方法)
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、工礦工程防沙效益觀測(cè)等方向的研究，是觀測(cè)土壤風(fēng)蝕必不可少的一種儀器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1的側(cè)視圖中的局部示意圖。
[0017]圖3為圖2中A部位的放大示意圖。
[0018]圖中:1_風(fēng)向標(biāo)、2-平衡錘、3-風(fēng)向標(biāo)固定架、4-梯度集沙儀、5-排氣孔、6-進(jìn)沙塵口、7-導(dǎo)沙嘴、8-排氣網(wǎng)、9-接沙盒、10-接沙盒鎖、11-導(dǎo)沙圓盤、12-固定軸承盤、13-軸承、14-防塵罩、15-保護(hù)桶蓋、16-旋轉(zhuǎn)保護(hù)桶、17-軸承套、18-軸承套固定架、19-探頭罩
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
如圖1、2、3所示，一種旋轉(zhuǎn)式野外土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀，包括風(fēng)向標(biāo)1、平衡錘2、風(fēng)向標(biāo)固定架3、梯度集沙儀4、排氣孔5、進(jìn)沙塵口 6、導(dǎo)沙嘴7、排氣網(wǎng)8、接沙盒9、接沙盒鎖10、導(dǎo)沙圓盤11、固定軸承盤12、軸承13、防塵罩14、保護(hù)桶蓋15、保護(hù)桶16、軸承套17、軸承套固定架18、探頭罩19，其特征是:保護(hù)桶16上方設(shè)有保護(hù)桶蓋15，其內(nèi)設(shè)有軸承套17和軸承套固定架18 ;軸承套固定架18固定連接軸承套17 ;保護(hù)桶蓋15中心設(shè)有導(dǎo)沙圓盤11 ；梯度集沙儀4呈長方體，其一端通過風(fēng)向標(biāo)固定架3固定風(fēng)向標(biāo)1，另一端穿過導(dǎo)沙圓盤11通過固定軸承盤12連接軸承套17。
[0020]梯度集沙儀4迎風(fēng)面上設(shè)有50個(gè)進(jìn)沙塵口 6，其兩側(cè)設(shè)有排氣孔5 ;進(jìn)沙塵口 6與導(dǎo)沙嘴7連接；導(dǎo)沙嘴7與接沙盒9連接；接沙盒9通過接沙盒鎖10連接梯度集沙儀4 ;進(jìn)沙塵口 6與導(dǎo)沙嘴7之間設(shè)有排氣網(wǎng)8。
[0021]軸承套17內(nèi)設(shè)有軸承13，其上方設(shè)有防塵罩14。
[0022]風(fēng)向標(biāo)I上設(shè)有平衡錘2。
[0023]梯度集沙儀4的迎風(fēng)面設(shè)有探頭罩19。
[0024]導(dǎo)沙嘴7、排氣網(wǎng)8、接沙盒9和接沙盒鎖10各為50個(gè)。
實(shí)施例
[0025]梯度集沙儀4設(shè)計(jì)為直立口琴狀，前寬20mm、后寬80 mm、高1000mm，其外殼兩側(cè)有直徑80mm的圓形排氣孔5、其內(nèi)部由縱向排列的導(dǎo)沙嘴7和排氣網(wǎng)8組成50個(gè)口大底小似斗狀的方格孔連接50個(gè)長方形接沙盒9、并由接沙盒鎖10固接鎖緊；進(jìn)沙塵口 6孔內(nèi)每個(gè)導(dǎo)沙嘴7開口朝下翹，排氣網(wǎng)8位于導(dǎo)沙嘴7與進(jìn)沙塵口 6之間，梯度集沙儀4底部的固定軸承盤12、梯度集沙儀4頂部的風(fēng)向標(biāo)固定架3與旋轉(zhuǎn)保護(hù)桶16、軸承套17、軸承套固定架18在一條中心線上。
[0026]測(cè)量時(shí)，先將旋轉(zhuǎn)式野外土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀的旋轉(zhuǎn)保護(hù)桶16埋入土壤中，上部與土壤地面相平，打開保護(hù)桶蓋15，將軸承套固定架18、軸承套17調(diào)到中心位置排好，并將梯度集沙儀4內(nèi)部的每個(gè)接沙塵盒9與每個(gè)導(dǎo)沙嘴7相對(duì)應(yīng)，底部安裝好固定軸承板12，梯度集沙儀4穿過導(dǎo)沙圓盤11和保護(hù)桶蓋15，直豎于旋轉(zhuǎn)保護(hù)桶16的上部，最底部的進(jìn)沙塵口 6和保護(hù)桶蓋15持平，然后用螺栓擰緊保護(hù)桶蓋15。
[0027]當(dāng)風(fēng)沙流來臨時(shí)，打開探頭罩19開始記錄時(shí)間、風(fēng)向、風(fēng)速值。當(dāng)土壤風(fēng)沙流沿水平方向進(jìn)入梯度集沙儀4的進(jìn)沙塵口 6后，由于孔內(nèi)每個(gè)導(dǎo)沙嘴7開口朝下翹有40° -45°角度，迫使風(fēng)沙流向下降落改變流動(dòng)方向，氣流通過排氣網(wǎng)8流出經(jīng)過排氣孔5排到大氣中，沙粒在通道內(nèi)開始減速降落，最后，沙粒匯集到各自對(duì)應(yīng)的長方形接沙塵盒9，經(jīng)過一段時(shí)間，風(fēng)沙流過后，蓋上探頭罩19記錄停止時(shí)間，打開梯度集沙儀4取開保護(hù)桶蓋15，取下梯度集沙儀4，直立抱回室內(nèi)或帳篷內(nèi)成80 °放入地上，按方向從上向下順序?qū)㈤L方形接沙塵盒9取出沙塵倒入袋子里，稱重計(jì)量。從單位和單位時(shí)間進(jìn)入長方形接沙塵盒9沙塵量的多少，可結(jié)合風(fēng)速風(fēng)向采集儀計(jì)算有效風(fēng)速，計(jì)算出從不同方向根據(jù)公式單位面積和單位時(shí)間流進(jìn)不同高度的50路長方形接沙塵盒9的土壤風(fēng)蝕量的大小。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)式野外土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀，包括風(fēng)向標(biāo)(I)、平衡錘(2)、風(fēng)向標(biāo)固定架(3)、梯度集沙儀(4)、排氣孔(5)、進(jìn)沙塵口(6)、導(dǎo)沙嘴(7)、排氣網(wǎng)(8)、接沙盒(9)、接沙盒鎖(10)、導(dǎo)沙圓盤(11)、固定軸承盤(12)、軸承(13)、防塵罩(14)、保護(hù)桶蓋(15)、保護(hù)桶(16)、軸承套(17)、軸承套固定架(18)和探頭罩(19)，其特征是:保護(hù)桶(16)上方設(shè)有保護(hù)桶蓋(15)，其內(nèi)設(shè)有軸承套(17)和軸承套固定架(18);軸承套固定架(18)與軸承套(17)固定連接；保護(hù)桶蓋(15)中心設(shè)有導(dǎo)沙圓盤(11);梯度集沙儀(4)呈長方體，其一端通過風(fēng)向標(biāo)固定架(3)固定風(fēng)向標(biāo)(1)，另一端穿過導(dǎo)沙圓盤(11)通過固定軸承盤(12)連接軸承套(17);導(dǎo)沙圓盤(11)與梯度集沙儀(4)密封固定，與保護(hù)桶蓋(15)之間有間隙。
2.如權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式野外土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀，其特征在于:所述梯度集沙儀(4)迎風(fēng)面上設(shè)有50個(gè)進(jìn)沙塵口(6)，其兩側(cè)設(shè)有排氣孔(5);進(jìn)沙塵口(6)與導(dǎo)沙嘴(7)連接；導(dǎo)沙嘴(7)與接沙盒(9)連接；接沙盒(9)通過接沙盒鎖(10)連接梯度集沙儀(4);進(jìn)沙塵口(6)與導(dǎo)沙嘴(7)之間設(shè)有排氣網(wǎng)(8)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式野外土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀，其特征在于:所述軸承套(17)內(nèi)設(shè)有軸承(13)，其上方設(shè)有防塵罩(14)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式野外土壤風(fēng)蝕梯度集沙儀，其特征在于:所述風(fēng)向標(biāo)(I)上設(shè)有平衡錘(2)。
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)蝕梯度集沙儀，其特征在于:所述梯度集沙儀(4)的迎風(fēng)面設(shè)有探頭罩(19);所述導(dǎo)沙嘴(7)、排氣網(wǎng)(8)、接沙盒(9)和接沙盒鎖(10)各為50個(gè)。
【文檔編號(hào)】G01M9/00GK103759913SQ201310650643
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】左合君, 趙愛國, 董智, 李宏, 趙晶, 肖建華 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)