本發(fā)明涉及輸沙測量裝置。

背景技術：

在野外風沙測量，尤其是瞬態(tài)風沙流通量的觀測研究中，采集儀器有測力傳感器、顆粒碰撞傳感器(Saltiphone,SENSIT,Safire)、光學測量裝置(如LDA，PIV)等，但這些測量裝置只能測量某一高度處局部面積的輸沙強度或者只能測量整個斷面上的輸沙率，而無法獲得不同高度的輸沙強度的同步測量結(jié)果，這導致至今仍無法探索瞬態(tài)輸沙通量沿高度的分布特征及其隨時間的變化。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是：針對現(xiàn)有輸沙率測量裝置只能進行單點式或斷面式測量的缺點，提供一種能同步測量不同高度的輸沙強度的實驗裝置。

本發(fā)明的技術方案是：一種激光散射多高程輸沙強度同步測量裝置，包括多根集沙管、保護箱、設置在保護箱底部的收集槽、及信號處理器，多個集沙管的進沙口設置于不同高度，且集沙管下部伸入保護箱并與收集槽相連，保護箱內(nèi)對應各集沙管的位置分別設有相應的激光器、光信息接收器及光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器與信號處理器信號連接，保護箱內(nèi)設有真空泵及與外界相通的排氣管，工作狀態(tài)時，真空泵通過排氣管排出保護箱內(nèi)部分空氣，使保護箱內(nèi)形成負壓，外界不同高度的沙粒被分別吸入相應的集沙管，保護箱中集沙管內(nèi)的沙粒遇激光器發(fā)射的激光后發(fā)生衍射和散射，光信息接受器接收信息并經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器傳給信號處理器轉(zhuǎn)換成需要的質(zhì)量濃度信息。

優(yōu)選的，所述集沙管從上向下依次分為進沙段、斜管段、直管段及位于保護箱內(nèi)的激光測沙段。所述集沙管的直管段中部分為金屬軟管，金屬軟管兩端分別通過固定螺帽與集沙管的直管段連接固定。所述集沙管有15根，且進沙段為外徑20mm，內(nèi)徑18mm的不銹鋼圓管。

優(yōu)選的，該裝置還包括有固定桿，各集沙管的進沙段分別與該固定桿連接。

激光器測量粒徑分布的原理如下：激光器發(fā)出的單色光，經(jīng)光路變換為平面波的平行光，射向光路中間的透光樣品池，分散在分散介質(zhì)中的大小不同顆粒遇光發(fā)生不同角度的衍射、散射，衍射、散射后產(chǎn)生的光投向布置在不同方向的光信息接收器(檢測器)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器將衍射、散射轉(zhuǎn)換的信息傳給微機進行處理，轉(zhuǎn)化成粒子的分布信息。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

1.本發(fā)明采用無接觸式測量方式，不會對待測沙粒流造成干擾；散射光能捕捉各個粒徑的沙粒信息，測量精度高；能夠?qū)崿F(xiàn)短時間內(nèi)不同高度輸沙強度時間序列的測量，測量結(jié)果可用來分析風沙流的時空結(jié)構、瞬時輸沙強度隨高度變化規(guī)律等研究。

2.本發(fā)明中集沙管的直管段中設置金屬軟管，可有效防止裝置變形和破壞。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1為本發(fā)明的側(cè)面結(jié)構示意圖；

圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構示意圖。

其中：1集沙管；11進沙口；12進沙段；13斜管段；14直管段；15激光測沙段；16金屬軟管；17固定螺帽

2保護箱；

3收集槽；

4信號處理器；

5激光器；

6光信息接收器；

7光電轉(zhuǎn)換器；

8真空泵；

9排氣管；

10固定桿。

具體實施方式

實施例：如圖1和圖2所示，一種激光散射多高程輸沙強度同步測量裝置，包括多根集沙管1、保護箱2、設置在保護箱2底部的收集槽3、及信號處理器4，多個集沙管1的進沙口11設置于不同高度，且集沙管1下部伸入保護箱2并與收集槽3相連，保護箱2內(nèi)對應各集沙管1的位置分別設有相應的激光器5、光信息接收器6及光電轉(zhuǎn)換器7，光電轉(zhuǎn)換器7與信號處理器4信號連接，保護箱2內(nèi)設有真空泵8及與外界相通的排氣管9。

本實施例中，所述集沙管1從上向下依次分為進沙段12、斜管段13、直管段14及位于保護箱2內(nèi)的激光測沙段15。所述集沙管1有15根，且進沙段12為外徑20mm，內(nèi)徑18mm的不銹鋼圓管，能測量距地表300mm范圍內(nèi)不同高度的輸沙強度。

本實施例中，所述集沙管1的直管段14中部分為金屬軟管16，金屬軟管16兩端分別通過固定螺帽17與集沙管1的直管段14連接固定。金屬軟管的設置，可有效防止裝置變形和破壞。

本實施例中，該裝置還包括有固定桿10，各集沙管1的進沙段12分別與該固定桿10連接。所述固定桿可用來限制裝置的轉(zhuǎn)動和移動。

本發(fā)明處于工作狀態(tài)時，真空泵8通過排氣管9排出保護箱2內(nèi)部分空氣，使保護箱2內(nèi)形成負壓，外界不同高度的沙粒被分別吸入相應的集沙管1，保護箱2中集沙管1內(nèi)的沙粒遇激光器5發(fā)射的激光后發(fā)生衍射和散射，光信息接受器6接收信息并經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器7傳給信號處理器4轉(zhuǎn)換成需要的質(zhì)量濃度信息。

激光器測量粒徑分布的原理如下：激光器發(fā)出的單色光，經(jīng)光路變換為平面波的平行光，射向光路中間的透光樣品池，分散在分散介質(zhì)中的大小不同顆粒遇光發(fā)生不同角度的衍射、散射，衍射、散射后產(chǎn)生的光投向布置在不同方向的光信息接收器(檢測器)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器將衍射、散射轉(zhuǎn)換的信息傳給微機進行處理，轉(zhuǎn)化成粒子的分布信息。

本發(fā)明采用無接觸式測量方式，不會對待測沙粒流造成干擾；散射光能捕捉各個粒徑的沙粒信息，測量精度高；能夠?qū)崿F(xiàn)短時間內(nèi)不同高度輸沙強度時間序列的測量，測量結(jié)果可用來分析風沙流的時空結(jié)構、瞬時輸沙強度隨高度變化規(guī)律等研究。

以上僅是本發(fā)明的具體應用范例，對本發(fā)明的保護范圍不構成任何限制。除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其它實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。