[发明专利]声波式风沙流集沙仪

说明书

本发明的实施例提供了一种声波式风沙流集沙仪，涉及集沙仪技术领域。声波式风沙流集沙仪包括依次电连接的声波扩大器、声波记录仪和采集仪；声波扩大器为板状结构，声波扩大器用于承受风沙流中沙粒的撞击，并将撞击产生的声波传输给声波记录仪；声波记录仪用于记录声波，并形成声波图谱；采集仪用于根据声波图谱统计出沙粒的数量a和质量m，并根据数量a和质量m，计算出沙粒的总质量M。声波式风沙流集沙仪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。

技术领域

本发明涉及集沙仪技术领域，具体而言，涉及一种声波式风沙流集沙仪。

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声波式风沙流集沙仪，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：

本发明提供一种声波式风沙流集沙仪，声波式风沙流集沙仪包括依次电连接的声波扩大器、声波记录仪和采集仪；

声波扩大器为板状结构，声波扩大器用于承受风沙流中沙粒的撞击，并将撞击产生的声波传输给声波记录仪；

声波记录仪用于记录声波，并形成声波图谱；

采集仪用于根据声波图谱统计出沙粒的数量a和质量m，并根据数量a和质量m，计算出沙粒的总质量M。

在可选的实施方式中，采集仪用于根据声波图谱的波峰数量b，得出沙粒的数量a。

在可选的实施方式中，声波图谱的波峰数量b等于沙粒的数量a。

在可选的实施方式中，采集仪用于根据声波图谱的单个波峰的振幅A，得出单颗沙粒的能量P，并根据单颗沙粒的能量P，得出单颗沙粒的质量m。

在可选的实施方式中，单个波峰的振幅A与单颗沙粒的能量P成正相关。

在可选的实施方式中，单颗沙粒的质量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。

在可选的实施方式中，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。

在可选的实施方式中，声波式风沙流集沙仪还包括风速采集传感器，风速采集传感器与采集仪电连接，风速采集传感器用于采集风沙流的速度。

在可选的实施方式中，声波式风沙流集沙仪还包括电动支座，电动支座用于支撑声波扩大器，电动支座与采集仪电连接，采集仪用于根据风速采集传感器检测到的风向，控制电动支座驱动声波扩大器转动，以使声波扩大器迎风设置。