一种滑动式自动称量的集沙仪

技术领域

本发明涉及风力侵蚀监测技术领域，特别是涉及一种滑动式自动称量的集沙仪。

背景技术

土壤风蚀是风力对地表土壤颗粒或沙粒的吹蚀、搬运和堆积的过程。土壤风蚀引发的沙尘暴和土地生产力退化等环境问题是当前国际社会亟待解决的全球性难题之一，特别是在我国干旱、半干旱以及部分半湿润地区，由土壤风蚀所导致的土地退化问题严重影响着上述地区的农牧业可持续发展和社会经济稳定。

土壤风蚀量是指一定时间内，被风力搬运和堆积的土壤质量的差值，是表征区域风蚀强度的重要指标。土壤风蚀量的测量是开展风蚀过程监测、风蚀模型验证与修订、风蚀强度与危害评估以及风蚀控制措施效果评价等工作的基础。

目前，国内和国际上暂无统一标准的土壤风蚀量测量仪器和方法，现有的野外测量方法主要有三类：

①粗略估算法，通过选取风蚀坑等地形地物标志，或在典型风蚀样地内布设测钎，观测风蚀景观的风蚀程度以及测钎的蚀积深度，粗略估算风蚀速率。此类方法较为简便，但测量精度极低，特别是在没有明显地形地物标志，风沙活动频繁且沙丘移动速度较快的流动沙地上，无法有效的应用此类方法。

②机械集沙仪法，使用机械式集沙仪(如平口集沙仪、多路方口集沙仪、MWAC集沙仪、旋风分离集沙仪等)对风沙流强度进行定量直接观测。

③模型估算法，通过测量多点上的风蚀量数据，再通过经验模型估算区域风蚀量。此类方法的测量精度较高，但测量过程较为繁琐，需要布设大量观测点，而且需要长期的监测数据，根据不同区域的风沙运动规律和环境因素建立风蚀模型，且需要投入高额的人力物力。

此外，还有元素示踪法和粒度对比法等方法，由于存在技术难度高、成本昂贵以及可推广性差等缺点，并不适合长期野外观测。

综上，现有的土壤风蚀量的野外测量主要面临两个方面的问题：①测量精度与方法简易程度的问题，风蚀野外测量的精度直接关系到风蚀过程监测和风蚀模型验证与修订等后续工作的开展，由于风蚀区气候环境恶劣、不受人为控制因素多、时空变率大，测钎等简易测量工具无法获取准确的测量数据，而精度较高的仪器设备，因其沉重的缺点不利于携带和野外长期使用，同时仪器安装和操作方法复杂也不利于测量方法的推广。②无法实现自动测量的问题，现有仪器无法有效消除风所产生的流体压力，特别是大风暴时，“风压”会影响重量传感器，从而严重影响沙尘的称量精度。可见，现有技术中的上述风沙流观测技术难以实现高精度和高时间分辨率的监测。

因此，亟待提供一种新的集沙仪，以解决现有技术中所存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种滑动式自动称量的集沙仪，以解决上述现有技术存在的问题，安装简易，操作和携带便捷，且能够实现自动连续观测，适用于野外风蚀量测量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种滑动式自动称量的集沙仪，包括集沙仪外壳，所述集沙仪外壳上开设有进沙口，所述集沙仪外壳内设置有滑动杆、储沙盒和重力感应装置；所述滑动杆竖直设置于所述集沙仪外壳内，所述储沙盒套设于所述滑动杆上，并能够沿所述滑动杆上下滑动；所述重力感应装置安装于所述集沙仪外壳内顶部，所述重力感应装置通过连接线与所述储沙盒连接；所述进沙口通过进沙通道与所述储沙盒连通。

优选的，还包括有底座，所述集沙仪外壳安装于所述底座上。

优选的，所述底座包括安装面和立柱，所述安装面安装于所述立柱的顶端，所述立柱用于插入土壤或混凝土中；所述安装面上在不同方位开设有多个预留孔，每个所述预留孔用于安装一个所述集沙仪外壳，所述集沙仪外壳的底部设置有安装柱，所述安装柱安装于所述预留孔内。

优选的，所述安装面上设置有8个方位的所述预留孔。

优选的，所述滑动杆的顶部和底部分别与所述集沙仪外壳内顶部以及底部进行连接，所述重力感应装置位于所述储沙盒的正上方。

优选的，所述储沙盒为上下有底的中空圆柱体，所述储沙盒的中部设置有滑动孔，能够套在所述滑动杆上；所述储沙盒的顶部设有连接环，所述连接环通过所述连接线与所述重力感应装置连接；所述储沙盒的顶部还设置有进沙孔，所述进沙孔与所述进沙通道连通。

优选的，所述进沙通道为牛角形通道，所述进沙通道的进口为正方形，与所述进沙口连通，所述进沙通道的末端穿过所述进沙孔伸入到所述储沙盒内；在初始状态下，所述进沙通道的末端与所述储沙盒内底部接触，所述储沙盒开始进沙后，所述进沙通道的末端与所述储沙盒内底部的间距拉大，在所述储沙盒装满沙时，所述进沙通道的末端脱离所述储沙盒。

优选的，所述进沙通道的内部光滑，并具有坡度，所述进沙通道的内壁上设置有气流衰减突触，所述气流衰减突触用于防止沙粒倒灌逸出。

优选的，所述进沙口设置于所述集沙仪外壳的正面，所述集沙仪外壳的背面设置有防尘网，所述防尘网能够透风并阻止沙粒通过；所述集沙仪外壳的侧面设置有侧门。

优选的，所述进沙口由下至上依次设置有四级，四级所述进沙口分别离地5cm、15cm、30cm和50cm；所述进沙通道、所述储沙盒、所述滑动杆、所述重力感应装置以及所述连接线的数量与所述进沙口的数量相对应。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明提供的滑动式自动称量的集沙仪，安装简易，操作和携带便捷，且能够实现自动连续观测，适用于野外风蚀量测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中集沙仪外壳的结构示意图；

图2为本发明中底座的结构示意图；

图3为本发明中集沙仪外壳内部的结构示意图；

图4为本发明中储沙盒的结构示意图；

图5为本发明中进沙通道的结构示意图；

图6为本发明中集沙仪外壳的背面示意图；

图中：1-集沙仪外壳、2-侧门、3-进沙口、4-安装柱、5-底座、51-安装面、52-预留孔、53-立柱、6-重力感应装置、7-连接线、8-滑动杆、9-储沙盒、91-连接环、92-滑动孔、93-进沙孔、10-进沙通道、101-气流衰减突触、11-防尘网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种滑动式自动称量的集沙仪，以解决现有技术存在的问题，安装简易，操作和携带便捷，且能够实现自动连续观测，适用于野外风蚀量测量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例提供一种滑动式自动称量的集沙仪，如图1-6所示，包括集沙仪外壳1，集沙仪外壳1上设有可打开的侧门2和进沙口3；集沙仪外壳1内设置有滑动杆8、储沙盒9和重力感应装置6，滑动杆8竖直设置于集沙仪外壳1内，滑动杆8的顶部和底部分别与集沙仪外壳1内顶部以及底部进行连接，储沙盒9套设于滑动杆8上，并能够沿滑动杆8上下滑动，滑动杆8只用于限制储沙盒9被风吹动造成位移；重力感应装置6安装于集沙仪外壳1内顶部，并位于储沙盒9的正上方，重力感应装置6通过连接线7与储沙盒9连接，本实施例通过连接线7连接重力感应装置6与储沙盒9，通过储沙盒9中的重力变化拉动测量样品重量，其中重力感应装置6可根据工作需要从现有技术中进行选择；进沙口3通过进沙通道10与储沙盒9连通。

在本实施例中，集沙仪外壳1安装于底座5上；具体地，底座5包括安装面51和四根立柱53，安装面51安装于四根立柱53的顶端，立柱53用于插入土壤或混凝土中；安装面51上在不同方位开设有多个预留孔52，每个预留孔52用于安装一个集沙仪外壳1，集沙仪外壳1的底部设置有安装柱4，安装柱4安装于预留孔52内；在本实施例中，安装面51上优选设置有8个方位的预留孔52，可安装8个方向的集沙仪；其中，预留孔52的数量，还可以根据具体工作需要来进行调节。

在本实施例中，储沙盒9为上下有底的中空圆柱体，内部中空，储沙盒9的中部设置有滑动孔92，能够套在滑动杆8上；储沙盒9的顶部设置有顶盖，顶盖上设有连接环91，连接环91通过连接线7与重力感应装置6连接；储沙盒9的顶部还设置有进沙孔93，进沙孔93用于与进沙通道10的末端相连。

在本实施例中，进沙通道10为牛角形通道，进沙通道10的进口为正方形，与进沙口3连通，进沙通道10的末端细长，能够穿过进沙孔93深入到储沙盒9内；进沙通道10的末端起初接近储沙盒9内底端，且进沙通道10足够长，储沙盒9开始进沙后，随着重力不断下滑，进沙通道10的末端与储沙盒9底部的间距拉大，进沙通道10逐渐移出储沙盒9，待储沙盒9集满后，进沙通道10的末端完全脱离储沙盒9，停止观测。储沙盒9集满沙粒后应取样清空，重新计数，储沙盒9有不同规格，通常下端进沙口3配置的储沙盒9容量最大，向上逐级递减，上方容量最小，也可根据当地风沙情况更改储沙盒9容量。

在本实施例中，进沙通道10的内部光滑，具有一定坡度，且设有部分气流衰减突触101，用于防止内部风速过大造成已经收集的沙粒被携带流失；气流衰减突触101的设置位置以及形状，根据具体的工作需要进行选择。

在本实施例中，集沙仪外壳1的背面设置有极密的防尘网11(防尘网11的网孔孔径小于0.075mm)，透风但沙粒不能通过，可使空气流动，利于集沙。

在本实施例中，进沙口3由下至上依次设置有四级，四级进沙口3离地高度分别为5cm,15cm,30cm,50cm，根据需要可以改成不同高度不同层数；进沙通道10、储沙盒9、滑动杆8、重力感应装置6和连接线7也相应调整。

本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。