[发明专利]便携免采集单向阶梯式风沙流采集仪

说明书

本发明提供一种便携免采集单向阶梯式风沙流采集仪，涉及集沙仪技术领域。该采集仪包括集沙筒和声波式采沙模块，多个集沙筒层叠设置、呈现阶梯式布局，每个集沙筒上开设入沙口和排沙口；声波式采沙模块的声波采集器安装在每个集沙筒的底部，用于承受风沙流中沙粒的撞击，声波式采沙模块根据撞击产生的声波，统计出沙粒的数量a、质量m以及总质量M。便携免采集单向阶梯式风沙流采集仪不仅实现自动记录采集，而且弥补现有风蚀传感器不能记录超过粒径范围的沙粒的缺陷和不足，还能实现对不同高度的沙粒的采集，采集到的总质量M对于风沙流结构特征的研究具有代表性，减小了输沙率与实际输沙率之间的误差，对土壤抗风蚀能力的评估精度也更高。

技术领域

本发明涉及集沙仪技术领域，具体而言，涉及一种便携免采集单向阶梯式风沙流采集仪。

背景技术

输沙率是指风沙流在单位时间内在单位宽度上输运的沙量，也称为单宽输沙率。输沙率是衡量风沙流挟沙量的重要参数，它与风速的关系直接影响沙漠迁移和扩展，是长期以来人们集中研究的核心课题之一，其观测主要采用集沙仪观测。

目前，科学界的集沙仪观测主要有三种方式。第一种是人工收集式集沙仪，即用收集盒、桶、袋等容器将运移的沙粒收集起来，之后人工将其带回称重获得数据，其劣势是需要人工定期采集称重。第二种是基于前者，将称重传感器放置在容器底部，继而获取数据，虽在一定程度可以获取动态数据，但让需人工定期清理，如容器满后，数据作废。第三种是基于电流的变化，称为风蚀传感器，其利用沙粒击打在传感器上，利用沙粒对电流产生的影响，继而获得沙粒数量和能量，但此方式存在的缺点是只有固定粒径范围内的沙粒才能记录，超过粒径范围的沙粒无法记录。

发明内容

本发明的目的包括提供了一种便携免采集单向阶梯式风沙流采集仪，其能够利用沙粒击打产生的声波，统计出沙粒的数量和质量，不仅实现自动记录采集，而且弥补现有风蚀传感器不能记录超过粒径范围的沙粒的缺陷和不足。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明提供一种便携免采集单向阶梯式风沙流采集仪，便携免采集单向阶梯式风沙流采集仪包括：

多个集沙筒，多个集沙筒层叠设置、呈现阶梯式布局，每个集沙筒上开设入沙口和排沙口；

声波式采沙模块，包括声波采集器，声波采集器安装在每个集沙筒的底部，声波采集器用于承受风沙流中沙粒的撞击，声波式采沙模块根据撞击产生的声波，统计出沙粒的数量a、质量m以及总质量M。

本发明实施例提供的便携免采集单向阶梯式风沙流采集仪的有益效果包括：

1.风沙流中夹带的沙粒撞击到声波采集器会产生声波，声波式集沙模块根据撞击产生的声波，统计出沙粒的数量a和质量m，从而能够计算出特定时间段内撞击到声波采集器的沙粒的总质量M，起到集沙仪的功能；

2.多个集沙筒层叠设置、呈现阶梯式布局，每个集沙筒上开设入沙口和排沙口，每个集沙筒的底部都安装有声波采集器，能实现对不同高度的沙粒的采集，采集到的总质量M对于风沙流结构特征的研究具有代表性，进一步，减小了输沙率与实际输沙率之间的误差，对土壤抗风蚀能力的评估精度也更高；

3.便携免采集单向阶梯式风沙流采集仪几乎适用于所有粒径范围的沙粒，只要沙粒能够撞击到声波采集器上发出声响即可，使用范围受到环境的影响较小。

在可选的实施例中，集沙筒的外形为长方体，长方体包括相对设置的前侧面和后侧面，入沙口开设在整个前侧面上，声波采集器安装在后侧面的内侧。

这样，集沙筒的结构形式简单、生产方便，多个集沙筒组装快捷，层叠在一起稳定性较好，更能适应具有风沙流的野外环境。风沙流从集沙筒的前侧面上的入沙口进入能够完全撞击到后侧面上的声波采集器，有利于提高采集的精度。