一種觀測揚沙和風沙電的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及風沙物理研究領域，具體是指一種觀測揚沙和風沙電的裝置。
【背景技術】
[0002]風沙電是沙塵暴過程中產生的一種物理現象。伴隨著揚沙或沙塵暴出現的沙電現象，是沙塵微粒在風暴的劇烈運動中產生的一種塵粒之間以及塵粒與地面之間的靜電電荷分離，早在20世紀40年代，人們在強風和沙塵暴中就已經探測到沙粒的帶電現象以及由此產生的風沙電場(Gill，E.ff.B.1948.Frict1nal electrificat1n of sand.Nature,162:568-569)。風沙電場的存在使通信線路受到極大干擾，甚至對通訊設備和人身安全造成影響，此外對地形地貌也會產生深刻的影響。高壓電線火花放電、輸電網跳閘、電子設備受干擾等。沙塵暴過境產生電荷分離，形成空間電荷結構，并在導線上產生高電位。國內野外觀測到線路上的電位可高達2700V，這種高壓電位輕則影響通訊質量，重則致使信號中斷和造成錯誤，有時還擊穿線路設備，危害人身安全，造成重大事故。據估計，在每年沙塵暴災害造成的損失中，由沙塵放電現象引發的損失也相當可觀。我國干旱半干旱區面積遼闊，占國土面積的49%，在這些區域的交通線路，對于促進區域經濟發展起著至關重要的作用。然而，這些交通線路所經區域大多為自然災害頻發區域，也是沙漠、戈壁主要分布區，尤以風沙天氣對道路的侵蝕、掩埋及風沙電的破壞較為突出。其中，風沙電主要危害鐵路通訊、高壓輸電和鐵路沿線電設施等，影響鐵路安全運營。為此，深入研究風沙運動機理，理解沙塵起電電磁力與其它常規力聯合作用下的運動機理，對運動帶電塵粒介質的電現象所帶來的影響進行定量分析，探索風沙電現象發生的機制及其規律，弄清不同風沙天氣對通信、輸電及電設施的影響，尋找解決風沙電現象所造成破壞的防治措施，將對我國乃至世界上其它風沙地區也有借鑒和指導作用，也會直接服務于社會經濟生產，具有重要的實踐意義。但是目前對風沙電的機理尚不清楚，對風沙電場的一般規律基本沒有開展深入的研究，同時受大風等氣候條件的影響，對觀測風沙電結構規律造成一些困難。因此研制一種布置方便、設計合理并且能有效降低外界環境干擾的風沙電結構及規律觀測的裝置顯得尤為必要。此夕卜，沙電現象產生的靜電力將作用于風和沙粒之間，對風沙及沙塵暴的運動產生影響。同時，靜電力也是影響在臨界風速下沙粒運動的作用力之一。因此，研究沙電現象將有助于人們更深入地理解沙粒起跳機制、風沙迀移、堆積等運動特性，進一步達到控制沙漠蔓延及沙塵暴發生的目的。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種觀測揚沙和風沙電的裝置，利用該裝置，能夠有效地對揚沙和沙塵暴電結構規律的指標進行觀測。
[0004]本實用新型的目的通過以下技術方案措施來實現:
[0005]—種觀測揚沙和風沙電的裝置，是由基站塔、底座、固定鋼絲、避雷針、角鐵、風速風向儀、倒置式電場儀、集沙儀、溫濕度探測器、數據傳輸線、輸采箱、太陽能板、導線和全方位定點集沙儀組成。基站塔頂端置有避雷針，塔底與底座連接，并通過鋼絲固定于地面，基站塔上固定角鐵，并在角鐵分別安裝風速風向儀、倒置式電場儀、集沙儀和溫濕度探測器，并分別通過數據傳輸線連接輸采箱，輸采箱通過導線與太陽能板連接，多方位固定集沙儀埋入地面。本實用新型的優點和產生的有益效果是:1、可根據觀測的具體要求，靈活布置各層角鐵之間的垂直距離，滿足對不同高度觀測指標的需求。2、本裝置采用的基站塔和固定鋼絲都比較細，對觀風流場影響不大，最大限度地尊重了風沙運移的客觀規律，另外通過基座進行固定，降低了大風等外界條件對觀測的干擾和影響，簡單易操作，科學合理。
【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型結構不意圖。
【具體實施方式】
[0007]本實用新型在實施中采用的專利號為02139473.3倒置式電場儀7和專利號為97229178.4全方位定點集沙儀14。
[0008]下面結合附圖，對本實用新型的技術方案再作進一步的說明:如圖1所示，一種觀測揚沙和風沙電的裝置，是由基站塔1、底座2、固定鋼絲3、避雷針4、角鐵5、風速風向儀6、倒置式電場儀7、集沙儀8、溫濕度探測器9、數據傳輸線10、輸采箱11、太陽能板12、導線13和全方位定點集沙儀14組成。基站塔I頂端置有避雷針4，塔底與底座2連接，并通過鋼絲3固定于地面，基站塔I上固定角鐵5，并在角鐵5分別安裝風速風向儀6、倒置式電場儀7、集沙儀8和溫濕度探測器9，并分別通過數據傳輸線10連接輸采箱11，輸采箱11通過導線13與太陽能板12連接。全方位定點集沙儀14埋入地面。輸采箱11是由外置太陽能板12進行能源供給。待沙塵天氣到來時，風速風向儀6進行風速風向觀測，倒置式電場儀7進行雷暴云電場的觀測，集沙儀8進行梯度沙塵收集，溫濕度探測器9為測定梯度時段的溫濕度。待風速風向儀6、倒置式電場儀7，集沙儀8和溫濕度探測器9觀測完畢后，通過輸采線10進行將觀測到的數據傳輸給輸采箱11內的數采儀。由數采儀提供不同梯度風速風向儀6、倒置式電場儀7、集沙儀8和溫濕度探測器9測試數據，為研究風沙電結構及規律積累數據，提供科學依據。全方位定點集沙儀14單獨觀測，每次沙塵天氣過后，分別從每個收集盒中倒出沙粒，稱重，通過計算中得出單位面積的沙通量。
【主權項】
1.一種觀測揚沙和風沙電的裝置，是由基站塔(I)、底座(2)、固定鋼絲(3)、避雷針(4)、角鐵(5)、風速風向儀(6)、倒置式電場儀(7)、集沙儀(8)、溫濕度探測器(9)、數據傳輸線(10)、輸采箱(11)、太陽能板(12)、導線(13)和全方位定點集沙儀(14)組成，其特征是，基站塔(I)頂端置有避雷針(4)，塔底與底座(2)連接，并通過鋼絲(3)固定于地面，基站塔(I)上固定角鐵(5)，并在角鐵(5)分別安裝風速風向儀(6)、倒置式電場儀(7)、集沙儀(8)和溫濕度探測器(9)，其分別通過數據傳輸線(10)接入輸采箱(11)，輸采箱(11)通過導線(13)與太陽能板(12)連接，全方位定點集沙儀(14)埋入地面。
【專利摘要】本實用新型涉及一種觀測揚沙和風沙電的裝置，其結構特征是基站塔頂端置有避雷針，塔底與底座連接，并通過鋼絲固定于地面上。角鐵固定于基站塔上，并在角鐵末端分別安裝風速風向儀、倒置式電場儀、分層集沙儀、溫濕度探測器，并分別通過數據傳輸線連接輸采箱，能源由太陽能板進行供應，全方位定占點集沙儀埋入地面。本實用新型可根據觀測的具體要求，靈活布置各層角鐵之間的垂直距離，滿足對不同高度觀測指標的需求。其次，采用的基站塔和固定鋼絲都比較細，在排除大風等外界條件的干擾和影響的同時，實現了對風沙電結構的觀測，對進一步探測風沙運移的客觀規律積累數據資料。
【IPC分類】G01R29/12, G01M9/00
【公開號】CN205333288
【申請號】CN201521033090
【發明人】李芳
【申請人】中國科學院寒區旱區環境與工程研究所
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年12月11日