一種觀測揚(yáng)沙和風(fēng)沙電的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)沙物理研究領(lǐng)域，具體是指一種觀測揚(yáng)沙和風(fēng)沙電的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)沙電是沙塵暴過程中產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象。伴隨著揚(yáng)沙或沙塵暴出現(xiàn)的沙電現(xiàn)象，是沙塵微粒在風(fēng)暴的劇烈運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)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(jì)40年代，人們在強(qiáng)風(fēng)和沙塵暴中就已經(jīng)探測到沙粒的帶電現(xiàn)象以及由此產(chǎn)生的風(fēng)沙電場(Gill，E.ff.B.1948.Frict1nal electrificat1n of sand.Nature,162:568-569)。風(fēng)沙電場的存在使通信線路受到極大干擾，甚至對通訊設(shè)備和人身安全造成影響，此外對地形地貌也會(huì)產(chǎn)生深刻的影響。高壓電線火花放電、輸電網(wǎng)跳閘、電子設(shè)備受干擾等。沙塵暴過境產(chǎn)生電荷分離，形成空間電荷結(jié)構(gòu)，并在導(dǎo)線上產(chǎn)生高電位。國內(nèi)野外觀測到線路上的電位可高達(dá)2700V，這種高壓電位輕則影響通訊質(zhì)量，重則致使信號中斷和造成錯(cuò)誤，有時(shí)還擊穿線路設(shè)備，危害人身安全，造成重大事故。據(jù)估計(jì)，在每年沙塵暴災(zāi)害造成的損失中，由沙塵放電現(xiàn)象引發(fā)的損失也相當(dāng)可觀。我國干旱半干旱區(qū)面積遼闊，占國土面積的49%，在這些區(qū)域的交通線路，對于促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。然而，這些交通線路所經(jīng)區(qū)域大多為自然災(zāi)害頻發(fā)區(qū)域，也是沙漠、戈壁主要分布區(qū)，尤以風(fēng)沙天氣對道路的侵蝕、掩埋及風(fēng)沙電的破壞較為突出。其中，風(fēng)沙電主要危害鐵路通訊、高壓輸電和鐵路沿線電設(shè)施等，影響鐵路安全運(yùn)營。為此，深入研究風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)機(jī)理，理解沙塵起電電磁力與其它常規(guī)力聯(lián)合作用下的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，對運(yùn)動(dòng)帶電塵粒介質(zhì)的電現(xiàn)象所帶來的影響進(jìn)行定量分析，探索風(fēng)沙電現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)制及其規(guī)律，弄清不同風(fēng)沙天氣對通信、輸電及電設(shè)施的影響，尋找解決風(fēng)沙電現(xiàn)象所造成破壞的防治措施，將對我國乃至世界上其它風(fēng)沙地區(qū)也有借鑒和指導(dǎo)作用，也會(huì)直接服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，具有重要的實(shí)踐意義。但是目前對風(fēng)沙電的機(jī)理尚不清楚，對風(fēng)沙電場的一般規(guī)律基本沒有開展深入的研究，同時(shí)受大風(fēng)等氣候條件的影響，對觀測風(fēng)沙電結(jié)構(gòu)規(guī)律造成一些困難。因此研制一種布置方便、設(shè)計(jì)合理并且能有效降低外界環(huán)境干擾的風(fēng)沙電結(jié)構(gòu)及規(guī)律觀測的裝置顯得尤為必要。此夕卜，沙電現(xiàn)象產(chǎn)生的靜電力將作用于風(fēng)和沙粒之間，對風(fēng)沙及沙塵暴的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響。同時(shí)，靜電力也是影響在臨界風(fēng)速下沙粒運(yùn)動(dòng)的作用力之一。因此，研究沙電現(xiàn)象將有助于人們更深入地理解沙粒起跳機(jī)制、風(fēng)沙迀移、堆積等運(yùn)動(dòng)特性，進(jìn)一步達(dá)到控制沙漠蔓延及沙塵暴發(fā)生的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種觀測揚(yáng)沙和風(fēng)沙電的裝置，利用該裝置，能夠有效地對揚(yáng)沙和沙塵暴電結(jié)構(gòu)規(guī)律的指標(biāo)進(jìn)行觀測。
[0004]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案措施來實(shí)現(xiàn):
[0005]—種觀測揚(yáng)沙和風(fēng)沙電的裝置，是由基站塔、底座、固定鋼絲、避雷針、角鐵、風(fēng)速風(fēng)向儀、倒置式電場儀、集沙儀、溫濕度探測器、數(shù)據(jù)傳輸線、輸采箱、太陽能板、導(dǎo)線和全方位定點(diǎn)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(fēng)速風(fēng)向儀、倒置式電場儀、集沙儀和溫濕度探測器，并分別通過數(shù)據(jù)傳輸線連接輸采箱，輸采箱通過導(dǎo)線與太陽能板連接，多方位固定集沙儀埋入地面。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果是:1、可根據(jù)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(biāo)的需求。2、本裝置采用的基站塔和固定鋼絲都比較細(xì)，對觀風(fēng)流場影響不大，最大限度地尊重了風(fēng)沙運(yùn)移的客觀規(guī)律，另外通過基座進(jìn)行固定，降低了大風(fēng)等外界條件對觀測的干擾和影響，簡單易操作，科學(xué)合理。
【附圖說明】
[0006]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]本實(shí)用新型在實(shí)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(diǎn)集沙儀14。
[0008]下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案再作進(jìn)一步的說明:如圖1所示，一種觀測揚(yáng)沙和風(fēng)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(fēng)速風(fēng)向儀6、倒置式電場儀7、集沙儀8、溫濕度探測器9、數(shù)據(jù)傳輸線10、輸采箱11、太陽能板12、導(dǎo)線13和全方位定點(diǎn)集沙儀14組成?；舅蘒頂端置有避雷針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(fēng)速風(fēng)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(shù)據(jù)傳輸線10連接輸采箱11，輸采箱11通過導(dǎo)線13與太陽能板12連接。全方位定點(diǎn)集沙儀14埋入地面。輸采箱11是由外置太陽能板12進(jìn)行能源供給。待沙塵天氣到來時(shí)，風(fēng)速風(fēng)向儀6進(jìn)行風(fēng)速風(fēng)向觀測，倒置式電場儀7進(jìn)行雷暴云電場的觀測，集沙儀8進(jìn)行梯度沙塵收集，溫濕度探測器9為測定梯度時(shí)段的溫濕度。待風(fēng)速風(fēng)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(jìn)行將觀測到的數(shù)據(jù)傳輸給輸采箱11內(nèi)的數(shù)采儀。由數(shù)采儀提供不同梯度風(fēng)速風(fēng)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(shù)據(jù)，為研究風(fēng)沙電結(jié)構(gòu)及規(guī)律積累數(shù)據(jù)，提供科學(xué)依據(jù)。全方位定點(diǎn)集沙儀14單獨(dú)觀測，每次沙塵天氣過后，分別從每個(gè)收集盒中倒出沙粒，稱重，通過計(jì)算中得出單位面積的沙通量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種觀測揚(yáng)沙和風(fēng)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(fēng)速風(fēng)向儀(6)、倒置式電場儀(7)、集沙儀(8)、溫濕度探測器(9)、數(shù)據(jù)傳輸線(10)、輸采箱(11)、太陽能板(12)、導(dǎo)線(13)和全方位定點(diǎn)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(fēng)速風(fēng)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(shù)據(jù)傳輸線(10)接入輸采箱(11)，輸采箱(11)通過導(dǎo)線(13)與太陽能板(12)連接，全方位定點(diǎn)集沙儀(14)埋入地面。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種觀測揚(yáng)沙和風(fēng)沙電的裝置，其結(jié)構(gòu)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(fēng)速風(fēng)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(shù)據(jù)傳輸線連接輸采箱，能源由太陽能板進(jìn)行供應(yīng)，全方位定占點(diǎn)集沙儀埋入地面。本實(shí)用新型可根據(jù)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(biāo)的需求。其次，采用的基站塔和固定鋼絲都比較細(xì)，在排除大風(fēng)等外界條件的干擾和影響的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對風(fēng)沙電結(jié)構(gòu)的觀測，對進(jìn)一步探測風(fēng)沙運(yùn)移的客觀規(guī)律積累數(shù)據(jù)資料。
【IPC分類】G01R29/12, G01M9/00
【公開號】CN205333288
【申請?zhí)枴緾N201521033090
【發(fā)明人】李芳
【申請人】中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)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