風蝕測量系統

系統功能

風蝕測量系統自動記錄沉淀物侵蝕的起始時間和強度、風剖面沉淀物隨時間變化的累計量，以及相關過程中的氣象參數，分析風蝕物的成分。

該系統采用瑞士IAV公司的SF4沙通量傳感器，用來測量動量通量、粒子通量，撞擊高度，對應高度平均風速，搭配我司自主研發的自動集沙儀，來自動記錄集沙起止時間、集沙速率、集沙累計量等。

工作原理

沙通量傳感器

SF4沙通量傳感器是對由原始的Flowcapt傳感器衍生出來的版本，新型沙通量傳感器是由一個超堅固結實，低功耗，*密封的聲學儀器構成，沒有任何移動部件。該設備是由風速儀和粒子通量儀集成的，可供測定固體顆粒通量強度和風速。儀器的感應部分是一根低粘、耐磨損的光滑圓柱型管，由兩個不銹鋼圓箍加橫臂固定在立桿上支撐。

當被測固體顆粒撞擊傳感器感應面（如沙子，灰塵或其他固體顆粒），會引起傳感器內部聲壓的變化。

當傳感器暴露在風中（在典型閾值3m/s以上）強對流氣流產生的摩擦和潛在的渦流氣流產生的摩擦也能引起內部聲壓的變化。這兩種現象產生的獨立信號會因特定的聲學、機械和電子設計而被*辨別出來。

*后，傳感器在內部腔體通過內部電字震動聲學系統和聲學轉換器輸出三個參數：

儀器直接感應得到的原始正弦波聲信號（帶寬：20HZ-20KHZ）

儀器獲得的動量和粒子通量（這在文獻中也稱為：沙通量，顆粒物通量，撞擊通量，質量通量等）

儀器獲得的氣流摩擦高度，獲得對應高度粒子撞擊傳感器的真正的平均風速。

該設備內置一個專用的模擬調節模塊，一個數字I/O模塊，一個模擬補償模塊，這些模塊可方便的將傳感器接入大部分外部控制單元（數據采集器）包含：

A. 數據采集器、工業模塊接口或工控機（脈沖，模擬電壓輸出；串行輸出等輸出）

B. SDI-12通訊協議

C. RS-485/RS-232通訊協議，適用于windows，linux和Mac OS 等操作系統

D. ELIX Toolbox軟件可從訪問下載

E. 更多設備參數配置可訪問

自動集沙儀

TR-AUTO全自動集沙儀是由北京華益瑞推出的一款新型沙塵長期測量傳感器。它由進沙口、集沙單元和測量單元3個部分組成。沙塵等從頂部周邊的進沙口進入集沙單元內并沉降在集沙桶里，下方的測量單元由于集沙桶內的沙塵重量不同而產生不同的電阻值，這種變化可以由數據采集器測量并長期記錄，從而達到長期檢測風沙的目的。

系統特點

l 免維護、特殊設計、加工，以抵御風，溫度和環境

l 重量輕，耐腐蝕，防紫外線/臭氧穩定

l 耐沖擊，振動，閃電，灰燼，99%相對濕度甚至暫時淹沒

l 工作溫度從-40～+80℃（-50～+100℃擴展）。

l 低功耗：連續2.1mA

l SDI-12信號*長可傳輸150米

應用領域

l 沙塵暴檢測

l 沙塵輸送監測

l 質量流量與指示風速測量

l 氣象與科學應用

l 工業監控中的應用

技術指標

精度: 0.02%(FS)

量程: 1kg，3kg，5kg可選

響應時間：<1s

存儲周期：1min-30min可選

工作溫度：-10～40℃

工作電壓:12VDC

傳感器系數證書

自動集沙儀有兩種安裝方式：近地層多層安裝和梯度塔安裝

           （1）近地層                                                                              （2）梯度塔

自動集沙儀的安裝十分靈活簡單，客戶可以根據研究的目的來確定不同的安裝方式。

維護

維護主要為檢查集沙桶是否已滿，紗網的間隙是否堵塞。

參考文獻

 1. 屈志強  劉連友  呂艷麗  。“沙生植物構型及其與抗風蝕能力關系研究綜述" 《生態學雜志》 2011年02期

2.劉敏，周波，何有華，張曉虹，柴亞凡，候超。“運用風蝕儀進行風力侵蝕特征研究的實踐"中國水土保持SWCC 2012年第9期

3. 楊維;劉云國;曾光明;周建飛;;定量遙感支持下的紅壤丘陵區土壤侵蝕敏感性評價——以長沙市為例[J];環境科學與管理;2007年01期

4. 張巧顯;柯兵;劉昕;劉國華;吳鋼;;中國西部地區生態環境演變及可持續發展對策[J];安徽農業科學;2010年05期