[发明专利]基于声波转换单方向无积沙式梯度集沙仪

权利要求书

1.一种基于声波转换单方向无积沙式梯度集沙仪，其特征在于，所述基于声波转换单方向无积沙式梯度集沙仪包括：

多个采集管道(120)，所述采集管道(120)包括相互连通的水平段(121)和竖直段(122)，所述水平段(121)沿竖直方向排布，所述竖直段(122)沿水平方向排布，所述水平段(121)的端部具有进风口，所述竖直段(122)的端部具有出风口；

多个声波扩大器(140)，安装在每个所述采集管道(120)的内部，所述声波扩大器(140)用于承受风沙流中沙粒的撞击，并将撞击产生的声波转化为电信号，所述声波扩大器(140)为板状，所述声波扩大器(140)竖直设置、且连接在所述水平段(121)与所述竖直段(122)的交接处，所述声波扩大器(140)的端面面积大于所述水平段(121)的截面面积；

风速传感器(150)，用于检测进入所述采集管道(120)的风沙流的速度；

处理器(170)，与所述声波扩大器(140)和所述风速传感器(150)电连接，所述处理器(170)用于统计所述电信号，形成声波图谱，并根据所述声波图谱和所述速度统计出进入所述采集管道(120)的沙粒的数量a和单颗沙粒的质量m，并根据数量a和质量m，计算出沙粒的总质量M，其中，所述声波图谱的波峰数量b等于所述沙粒的数量a，单个波峰的振幅A与单颗所述沙粒的能量P成正相关，单颗所述沙粒的质量m的计算公式为：m＝P/v，式中，v为沙粒的速度，沙粒的速度等于风沙流的速度，所述沙粒的总质量M的计算公式为：M＝m1+m2+…+mn，式中，m1、m2…mn分别为n颗沙粒的质量。

2.根据权利要求1所述的基于声波转换单方向无积沙式梯度集沙仪，其特征在于，所述水平段(121)和所述竖直段(122)均为矩形管，多个所述水平段(121)沿竖直方向依次接触叠放，多个所述竖直段(122)沿水平方向间隔排布。

3.根据权利要求1所述的基于声波转换单方向无积沙式梯度集沙仪，其特征在于，所述基于声波转换单方向无积沙式梯度集沙仪还包括：

称重传感器(160)，安装在所述出风口；

集沙箱(130)，连接在所述称重传感器(160)上，所述集沙箱(130)用于收集进入所述采集管道(120)的沙粒；

其中，所述称重传感器(160)用于检测所述集沙箱(130)中所述沙粒的质量M1，所述处理器(170)用于在所述总质量M与所述质量M1之间的误差超过预设范围的情况下，判定所述总质量M统计不正确，重新开始收集统计；还用于在所述总质量M与所述质量M1之间的误差未超过预设范围的情况下，判定所述总质量M统计正确，保存数据。

4.根据权利要求3所述的基于声波转换单方向无积沙式梯度集沙仪，其特征在于，所述集沙箱(130)包括：

侧壁(131)，连接在所述称重传感器(160)上，所述侧壁(131)为网状板，所述侧壁(131)上的网孔的直径小于所述沙粒的极小直径；

电动底门(132)，连接在所述侧壁(131)的底部，在所述称重传感器(160)检测到的质量超过预设极大值的情况下，所述处理器(170)控制所述电动底门(132)打开、排出所述集沙箱(130)中的沙粒。

5.根据权利要求4所述的基于声波转换单方向无积沙式梯度集沙仪，其特征在于，所述电动底门(132)通过电机(133)驱动，所述电机(133)由所述处理器(170)控制。

6.根据权利要求5所述的基于声波转换单方向无积沙式梯度集沙仪，其特征在于，所述基于声波转换单方向无积沙式梯度集沙仪还包括：

支架(110)，用于支撑在地面，所述采集管道(120)固定安装在所述支架(110)上，所述电动底门(132)的高度相对于所述支架(110)的底端高出至少30cm。