一种观测扬沙和风沙电的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风沙物理研究领域，具体是指一种观测扬沙和风沙电的装置。
【背景技术】
[0002]风沙电是沙尘暴过程中产生的一种物理现象。伴随着扬沙或沙尘暴出现的沙电现象，是沙尘微粒在风暴的剧烈运动中产生的一种尘粒之间以及尘粒与地面之间的静电电荷分离，早在20世纪40年代，人们在强风和沙尘暴中就已经探测到沙粒的带电现象以及由此产生的风沙电场(Gill，E.ff.B.1948.Frict1nal electrificat1n of sand.Nature,162:568-569)。风沙电场的存在使通信线路受到极大干扰，甚至对通讯设备和人身安全造成影响，此外对地形地貌也会产生深刻的影响。高压电线火花放电、输电网跳闸、电子设备受干扰等。沙尘暴过境产生电荷分离，形成空间电荷结构，并在导线上产生高电位。国内野外观测到线路上的电位可高达2700V，这种高压电位轻则影响通讯质量，重则致使信号中断和造成错误，有时还击穿线路设备，危害人身安全，造成重大事故。据估计，在每年沙尘暴灾害造成的损失中，由沙尘放电现象引发的损失也相当可观。我国干旱半干旱区面积辽阔，占国土面积的49%，在这些区域的交通线路，对于促进区域经济发展起着至关重要的作用。然而，这些交通线路所经区域大多为自然灾害频发区域，也是沙漠、戈壁主要分布区，尤以风沙天气对道路的侵蚀、掩埋及风沙电的破坏较为突出。其中，风沙电主要危害铁路通讯、高压输电和铁路沿线电设施等，影响铁路安全运营。为此，深入研究风沙运动机理，理解沙尘起电电磁力与其它常规力联合作用下的运动机理，对运动带电尘粒介质的电现象所带来的影响进行定量分析，探索风沙电现象发生的机制及其规律，弄清不同风沙天气对通信、输电及电设施的影响，寻找解决风沙电现象所造成破坏的防治措施，将对我国乃至世界上其它风沙地区也有借鉴和指导作用，也会直接服务于社会经济生产，具有重要的实践意义。但是目前对风沙电的机理尚不清楚，对风沙电场的一般规律基本没有开展深入的研究，同时受大风等气候条件的影响，对观测风沙电结构规律造成一些困难。因此研制一种布置方便、设计合理并且能有效降低外界环境干扰的风沙电结构及规律观测的装置显得尤为必要。此夕卜，沙电现象产生的静电力将作用于风和沙粒之间，对风沙及沙尘暴的运动产生影响。同时，静电力也是影响在临界风速下沙粒运动的作用力之一。因此，研究沙电现象将有助于人们更深入地理解沙粒起跳机制、风沙迀移、堆积等运动特性，进一步达到控制沙漠蔓延及沙尘暴发生的目的。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种观测扬沙和风沙电的装置，利用该装置，能够有效地对扬沙和沙尘暴电结构规律的指标进行观测。
[0004]本实用新型的目的通过以下技术方案措施来实现:
[0005]—种观测扬沙和风沙电的装置，是由基站塔、底座、固定钢丝、避雷针、角铁、风速风向仪、倒置式电场仪、集沙仪、温湿度探测器、数据传输线、输采箱、太阳能板、导线和全方位定点集沙仪组成。基站塔顶端置有避雷针，塔底与底座连接，并通过钢丝固定于地面，基站塔上固定角铁，并在角铁分别安装风速风向仪、倒置式电场仪、集沙仪和温湿度探测器，并分别通过数据传输线连接输采箱，输采箱通过导线与太阳能板连接，多方位固定集沙仪埋入地面。本实用新型的优点和产生的有益效果是:1、可根据观测的具体要求，灵活布置各层角铁之间的垂直距离，满足对不同高度观测指标的需求。2、本装置采用的基站塔和固定钢丝都比较细，对观风流场影响不大，最大限度地尊重了风沙运移的客观规律，另外通过基座进行固定，降低了大风等外界条件对观测的干扰和影响，简单易操作，科学合理。
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型结构不意图。
【具体实施方式】
[0007]本实用新型在实施中采用的专利号为02139473.3倒置式电场仪7和专利号为97229178.4全方位定点集沙仪14。
[0008]下面结合附图，对本实用新型的技术方案再作进一步的说明:如图1所示，一种观测扬沙和风沙电的装置，是由基站塔1、底座2、固定钢丝3、避雷针4、角铁5、风速风向仪6、倒置式电场仪7、集沙仪8、温湿度探测器9、数据传输线10、输采箱11、太阳能板12、导线13和全方位定点集沙仪14组成。基站塔I顶端置有避雷针4，塔底与底座2连接，并通过钢丝3固定于地面，基站塔I上固定角铁5，并在角铁5分别安装风速风向仪6、倒置式电场仪7、集沙仪8和温湿度探测器9，并分别通过数据传输线10连接输采箱11，输采箱11通过导线13与太阳能板12连接。全方位定点集沙仪14埋入地面。输采箱11是由外置太阳能板12进行能源供给。待沙尘天气到来时，风速风向仪6进行风速风向观测，倒置式电场仪7进行雷暴云电场的观测，集沙仪8进行梯度沙尘收集，温湿度探测器9为测定梯度时段的温湿度。待风速风向仪6、倒置式电场仪7，集沙仪8和温湿度探测器9观测完毕后，通过输采线10进行将观测到的数据传输给输采箱11内的数采仪。由数采仪提供不同梯度风速风向仪6、倒置式电场仪7、集沙仪8和温湿度探测器9测试数据，为研究风沙电结构及规律积累数据，提供科学依据。全方位定点集沙仪14单独观测，每次沙尘天气过后，分别从每个收集盒中倒出沙粒，称重，通过计算中得出单位面积的沙通量。
【主权项】
1.一种观测扬沙和风沙电的装置，是由基站塔(I)、底座(2)、固定钢丝(3)、避雷针(4)、角铁(5)、风速风向仪(6)、倒置式电场仪(7)、集沙仪(8)、温湿度探测器(9)、数据传输线(10)、输采箱(11)、太阳能板(12)、导线(13)和全方位定点集沙仪(14)组成，其特征是，基站塔(I)顶端置有避雷针(4)，塔底与底座(2)连接，并通过钢丝(3)固定于地面，基站塔(I)上固定角铁(5)，并在角铁(5)分别安装风速风向仪(6)、倒置式电场仪(7)、集沙仪(8)和温湿度探测器(9)，其分别通过数据传输线(10)接入输采箱(11)，输采箱(11)通过导线(13)与太阳能板(12)连接，全方位定点集沙仪(14)埋入地面。
【专利摘要】本实用新型涉及一种观测扬沙和风沙电的装置，其结构特征是基站塔顶端置有避雷针，塔底与底座连接，并通过钢丝固定于地面上。角铁固定于基站塔上，并在角铁末端分别安装风速风向仪、倒置式电场仪、分层集沙仪、温湿度探测器，并分别通过数据传输线连接输采箱，能源由太阳能板进行供应，全方位定占点集沙仪埋入地面。本实用新型可根据观测的具体要求，灵活布置各层角铁之间的垂直距离，满足对不同高度观测指标的需求。其次，采用的基站塔和固定钢丝都比较细，在排除大风等外界条件的干扰和影响的同时，实现了对风沙电结构的观测，对进一步探测风沙运移的客观规律积累数据资料。
【IPC分类】G01R29/12, G01M9/00
【公开号】CN205333288
【申请号】CN201521033090
【发明人】李芳
【申请人】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月11日