一種沙粒啟動(dòng)風(fēng)速觀測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)沙環(huán)境風(fēng)洞試驗(yàn)段沙粒啟動(dòng)風(fēng)速觀測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤風(fēng)蝕風(fēng)洞試驗(yàn)是為模擬野外風(fēng)沙現(xiàn)象而設(shè)計(jì)的大型儀器設(shè)備。土壤風(fēng)蝕風(fēng)洞一股分為動(dòng)力系統(tǒng)、整流段、收縮段、試驗(yàn)段、供沙漏斗和擴(kuò)散段等部分。在進(jìn)行風(fēng)沙現(xiàn)象的模擬實(shí)驗(yàn)中，風(fēng)速在2米/秒?40米/秒的范圍內(nèi)連續(xù)變化調(diào)速,風(fēng)速大小是由人為控制變速器完成。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，野外沙粒啟動(dòng)風(fēng)速大小觀測(cè)是很困難的，研究不同地表顆粒啟動(dòng)風(fēng)速大小十分不便，人為對(duì)沙粒影響干擾大，觀測(cè)風(fēng)速大小數(shù)據(jù)精度不高。而不同顆粒吹蝕啟動(dòng)風(fēng)速是進(jìn)行風(fēng)沙流的土壤風(fēng)蝕研究和工程計(jì)算的一個(gè)重要物理量。一股沙粒啟動(dòng)風(fēng)速觀測(cè)是在風(fēng)沙環(huán)境洞外試驗(yàn)人員用眼睛觀測(cè)土壤顆粒啟動(dòng)風(fēng)速大小，減少了人的干擾。在試驗(yàn)觀測(cè)中，存在這樣一個(gè)問(wèn)題，觀測(cè)很費(fèi)力，存在人為誤差比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于上述，本發(fā)明的目的提供一種沙粒啟動(dòng)風(fēng)速觀測(cè)裝置。利用風(fēng)洞模型進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，為解決人為對(duì)沙粒影響干擾而研制的一種裝置。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到:
一種沙粒啟動(dòng)風(fēng)速觀測(cè)裝置，由試驗(yàn)平臺(tái)、玻璃透明試驗(yàn)段、風(fēng)速測(cè)量皮托管、數(shù)字式微壓風(fēng)速計(jì)、攝像頭、土壤風(fēng)蝕檢測(cè)樣品和計(jì)算機(jī)組成。土壤風(fēng)蝕風(fēng)洞試驗(yàn)段居于玻璃透明試驗(yàn)段左右兩端，玻璃透明試驗(yàn)段為頂部透明長(zhǎng)方形洞體，其頂部裝有攝像頭升降支架，攝像頭升降支架上置有攝像頭和攝像控制器，攝像頭對(duì)應(yīng)玻璃透明試驗(yàn)段底部的試驗(yàn)平臺(tái)，試驗(yàn)平臺(tái)形似圓盤體，圓盤上放置土壤風(fēng)蝕檢測(cè)樣品；攝像控制器與計(jì)算機(jī)、顯示器連接，數(shù)字式微壓計(jì)通過(guò)硅膠軟管和皮拖管固定座固定風(fēng)速測(cè)量皮托管，風(fēng)速測(cè)量皮托管安放到玻璃透明試驗(yàn)段截面積的中間與洞體底板持平，其動(dòng)壓口對(duì)準(zhǔn)風(fēng)速風(fēng)速變頻控制器)連接的導(dǎo)線穿過(guò)土壤風(fēng)蝕風(fēng)洞試驗(yàn)段與變頻電機(jī)連接，變頻電機(jī)與螺旋槳連接。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1、利用風(fēng)速變頻控制器控制變頻電機(jī)和螺旋槳調(diào)整風(fēng)速，數(shù)字式微壓風(fēng)速計(jì)記錄風(fēng)速測(cè)量皮托管在玻璃透明試驗(yàn)段內(nèi)風(fēng)速，由高清晰攝像頭拍攝在一定風(fēng)速下沙粒移動(dòng)的景象，并且由計(jì)算機(jī)、顯示器實(shí)時(shí)測(cè)量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。本發(fā)明解決了在風(fēng)沙流場(chǎng)中沙粒啟動(dòng)風(fēng)速觀測(cè)裝置模擬野外風(fēng)向?qū)嶒?yàn)。解決了在多變化風(fēng)速下模擬風(fēng)向誤差的問(wèn)題，從而保證換模型速度和減少試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹谱?，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量的精確值，為研究不同風(fēng)速條件下風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的特征提供可靠的試驗(yàn)條件。
[0006]2、風(fēng)速測(cè)量皮托管的動(dòng)壓口對(duì)準(zhǔn)風(fēng)速可以采集不同風(fēng)速下風(fēng)沙流的數(shù)據(jù)，在一定的時(shí)間內(nèi)。數(shù)字式微壓計(jì)可獲得這段時(shí)間內(nèi)沙流量的數(shù)據(jù)。
[0007]3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，成本低。減少了人的干擾，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量的精確值。
[0008]
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，一種沙粒啟動(dòng)風(fēng)速觀測(cè)裝置，由試驗(yàn)平臺(tái)3、玻璃透明試驗(yàn)段2、風(fēng)速測(cè)量皮托管8、數(shù)字微壓風(fēng)速計(jì)9、攝像頭5、土壤風(fēng)蝕檢測(cè)樣品4和計(jì)算機(jī)12組成。土壤風(fēng)蝕風(fēng)洞試驗(yàn)段I居于玻璃透明試驗(yàn)段2左右兩端，玻璃透明試驗(yàn)段2為頂部透明長(zhǎng)方形洞體，玻璃透明試驗(yàn)段2的頂部裝有攝像頭升降支架6，攝像頭升降支架6上置有攝像頭5和攝像控制器7。由攝像控制器7調(diào)節(jié)攝像頭升降支架6上下升降。攝像頭5對(duì)應(yīng)玻璃透明試驗(yàn)段2底部的試驗(yàn)平臺(tái)3，試驗(yàn)平臺(tái)3形似圓盤體，圓盤上放置土壤風(fēng)蝕檢測(cè)樣品4 ;攝像控制器7與計(jì)算機(jī)12、顯示器13連接，數(shù)字式微壓風(fēng)速計(jì)9通過(guò)硅膠軟管10用皮拖管固定座11固定風(fēng)速測(cè)量皮托管8，風(fēng)速測(cè)量皮托管8安裝到玻璃透明試驗(yàn)段2截面積的中間與洞體底板持平，其動(dòng)壓口對(duì)準(zhǔn)風(fēng)速17安放在試驗(yàn)段截面積的中間與風(fēng)洞底板持平，風(fēng)速變頻控制器14連接的導(dǎo)線穿過(guò)土壤風(fēng)蝕風(fēng)洞試驗(yàn)段I與變頻電機(jī)15連接，變頻電機(jī)15與玻璃透明試驗(yàn)段2 —端裝有螺旋槳16連接。
[0011]在試驗(yàn)平臺(tái)3上放入野外取回的土壤風(fēng)蝕樣品4，土壤風(fēng)蝕樣品4表面與試驗(yàn)段底部持平。試驗(yàn)平臺(tái)上布置試驗(yàn)樣品完成后，打開安裝在玻璃試驗(yàn)段2頂部洞口，升降安裝好的高清晰攝像頭5到洞體內(nèi)，調(diào)試攝像頭5焦距，當(dāng)攝像頭5達(dá)到需要的最佳觀測(cè)角度時(shí)停止，固定攝像頭升降支架6。風(fēng)速測(cè)量皮托管8與玻璃透明試驗(yàn)段2底板持平，其動(dòng)壓口對(duì)準(zhǔn)風(fēng)速17，風(fēng)速變頻控制器14控制變頻電機(jī)15和螺旋槳16調(diào)整風(fēng)速，數(shù)字式微壓風(fēng)速計(jì)9記錄風(fēng)速測(cè)量皮托管8在玻璃透明試驗(yàn)段2內(nèi)風(fēng)速17，當(dāng)風(fēng)速17控制在試驗(yàn)值后，由攝像頭升降支架6上置有高清晰攝像頭5開始拍攝在一定風(fēng)速下沙粒移動(dòng)的景象，并且由計(jì)算機(jī)12、顯示器13實(shí)時(shí)測(cè)量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種沙粒啟動(dòng)風(fēng)速觀測(cè)裝置，由試驗(yàn)平臺(tái)(3)、玻璃透明試驗(yàn)段(2)、風(fēng)速測(cè)量皮托管(8)、攝像頭(5)、土壤風(fēng)蝕檢測(cè)樣品(4)和計(jì)算機(jī)(12)組成，其特征是壤風(fēng)蝕風(fēng)洞試驗(yàn)段(I)居于玻璃透明試驗(yàn)段(2)左右兩端，玻璃透明試驗(yàn)段(2)為頂部和左右兩旁透明長(zhǎng)方形洞體，玻璃透明試驗(yàn)段(2)的頂部裝有攝像頭升降支架(6)，攝像頭升降支架(6)上置有攝像頭(5)和攝像控制器(7)，攝像頭(5)對(duì)應(yīng)玻璃透明試驗(yàn)段(2)底部的試驗(yàn)平臺(tái)(3)，試驗(yàn)平臺(tái)(3)形似圓盤體，圓盤上放置土壤風(fēng)蝕檢測(cè)樣品(4);攝像控制器(7)與計(jì)算機(jī)(12)、顯示器(13)連接，數(shù)字式微壓風(fēng)速計(jì)(9)通過(guò)硅膠軟管(10)用皮拖管固定座(11)固定風(fēng)速測(cè)量皮托管(8)，風(fēng)速測(cè)量皮托管(8)安裝到玻璃透明試驗(yàn)段(2)截面積的中間與洞體底板持平，其動(dòng)壓口對(duì)準(zhǔn)風(fēng)速(17)，風(fēng)速變頻控制器(14)連接的導(dǎo)線穿過(guò)土壤風(fēng)蝕風(fēng)洞試驗(yàn)段(I)與變頻電機(jī)(15 )連接，變頻電機(jī)(15 )通過(guò)皮帶與螺旋槳(16 )連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種沙粒啟動(dòng)風(fēng)速觀測(cè)裝置。其特征是土壤風(fēng)蝕風(fēng)洞試驗(yàn)段居于玻璃透明試驗(yàn)段左右兩端，玻璃透明試驗(yàn)段為頂部透明長(zhǎng)方形洞體，其頂部裝有攝像頭升降支架，攝像頭升降支架上置有攝像頭和攝像控制器，攝像頭對(duì)應(yīng)玻璃透明試驗(yàn)段底部的試驗(yàn)平臺(tái)，試驗(yàn)平臺(tái)形似圓盤體，圓盤上放置土壤風(fēng)蝕檢測(cè)樣品；攝像控制器與計(jì)算機(jī)、顯示器連接，數(shù)字式微壓風(fēng)速計(jì)通過(guò)硅膠軟管和皮拖管固定座固定風(fēng)速測(cè)量皮托管，風(fēng)速測(cè)量皮托管安放到玻璃透明試驗(yàn)段截面積的中間與洞體底板持平，其動(dòng)壓口對(duì)準(zhǔn)風(fēng)速風(fēng)速變頻控制器連接的導(dǎo)線穿過(guò)土壤風(fēng)蝕風(fēng)洞試驗(yàn)段與電機(jī)連接，電機(jī)通過(guò)皮帶與螺旋槳連接。本發(fā)明解決了風(fēng)沙流場(chǎng)中沙粒啟動(dòng)風(fēng)速多變化下模擬風(fēng)向誤差的問(wèn)題，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量的精確值，為研究不同風(fēng)速條件下風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的特征提供試驗(yàn)條件。
【IPC分類】G01M9/02, G01N17/00, G01M9/06
【公開號(hào)】CN104949818
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410115627
【發(fā)明人】趙愛(ài)國(guó), 李宏, 董治寶, 趙晶, 楊佐濤
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2014年3月26日