一种用于沙漠幻海高度测量的专用装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于沙漠幻海高度测量的专用装置、其特征是水平角钢支架通过角钢连接螺丝与垂直角钢支架连接，镜片角度调节支架分别与垂直角钢支架和水平角钢支架连接，镜片角度调节支架与垂直角钢支架和水平角钢支架形成斜面；支架每隔2.5cm有一预制孔，垂直角钢支架上设有高度刻度标识；玻璃镜片搭载在旋转轴上，旋转轴分别架设在镜片角度调节支架两侧面旋转轴固定槽中，用旋转轴固定螺丝固定，旋转轴一端连有旋转轴把手；装置一侧设置探头支架，探头支架上装有HOBO温湿度监测探头。发明专利技术揭示沙漠幻海的形成机理。通过沙漠幻海的监测与全反射计算，纠正了教科书中对沙漠幻海形成解释的错误，研究圆满地解释了“水面”与倒影的形成。

A special device for height measurement of desert sea of illusion

【技术实现步骤摘要】
一种用于沙漠幻海高度测量的专用装置
本专利技术涉及一种用于沙漠幻海高度的测量装置，具体的说就是通过对目标B点反光镜面角度及遮光高度来测定沙漠幻海的高度的一种装置。
技术介绍
幻海是沙漠中的一种独特的光学现象，也称沙漠海市蜃楼。它是由于近地面的空气的折射率较大，使地面光线相对于观测点发生了全反射而无法透出，形成了幻海的“水面”，高出物体可在“水面”的反射下形成倒影。长期的温湿度监测表明，引起折射率增高的主要原因是20～40cm的大气温度形成了逆温层，而逆温层形成的主要原因是干旱区的潜水蒸发，幻海是潜水蒸发的重要光学特征表现。它的形成与大气湿度、大气粉尘、微地形地貌、风速、日照等密切相关。当人们穿行于大漠戈壁时，常常会为远处显现的“湖泊”所吸引，但当靠近它时会消失得无影无踪。2500年前佛祖释迦牟尼将其称之为幻海，在佛经中常以此比喻万事万物的虚幻不实。由于在古代它常使不明真相的干渴者逐水而亡，阿拉伯人称之为“魔鬼的海”。它的神秘自古以来吸引了无数人的好奇，人们对它的形成进了不懈的探索。中国人认为是“蜃（蛤）”吐水汽而成，因此称之为“海市蜃楼”。如今，幻海作为一种独特光学现象在世界各地的物理教材中广泛介绍。可是，对于“水面”及倒影的形成众说纷纭，目前一直没有合理的解释。目前大多解释是基于光学实验或理论推测，缺乏实际的监测与分析。
技术实现思路
最新研究表明，在沙漠地区存在土壤深层潜水蒸发，它导致地表界面空气湿度分布不均匀，引起了空气折射率的变化和幻海的形成。具体为：在地表光线向上传导过程中，折射率的递减形成了光线向地面的弯曲（见图3），图3中，反射的太阳光线在镜片的位置越低，光线在穿过“水面”的过程中向越下弯曲，因此，θ1>θ2>θ3>θ4，当θ2超过临界角时就发生了全反射，进而形成了幻海的“水面”，同时，在“水面”之上的物体因“水面”的反射形成了倒影，形成机理与真正的水面反射无异，当观测者目视高度向上移动时，可看到大于临界角（θ2）的光线，高度越高，亮度越亮。当镜面的遮光刚好使观测点A看不到镜片反射时，观测者即便下蹲也看不到任何光线，这是镜面成像原理，研究圆满地解释了“水面”与倒影的形成。基于上述，本专利技术旨在提供一种用于沙漠幻海高度监测的装置，用以对沙漠地区幻海高度进行精确测量，对降低光学测量误差、GPS精确定位、无线光电传输、精确瞄准等都具有重要的科学意义。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现：一种用于沙漠幻海高度测量的专用装置，是由玻璃镜片、旋转轴、旋转轴固定螺丝、旋转轴把手、旋转轴固定槽、水平角钢支架、高度刻度标识、角钢连接螺丝、HOBO温湿度监测探头、探头支架、垂直角钢支架、镜片角度调节支架和遮光布构成。水平角钢支架通过角钢连接螺丝与垂直角钢支架连接，镜片角度调节支架顶端与垂直角钢支架连接，底端与水平角钢支架连接，镜片角度调节支架与垂直角钢支架和水平角钢支架形成斜面；支架每隔2.5cm有一预制孔，垂直角钢支架上设有高度刻度标识；玻璃镜片搭载在旋转轴上，并嵌入镜面角度调节支架两侧面旋转轴固定槽中。镜片上覆盖遮光布，镜面角度调节支架长度与玻璃镜面长度相同；旋转轴分别架设在镜片角度调节支架（12）两侧面旋转轴固定槽中，用旋转轴固定螺丝固定，旋转轴一端连有旋转轴把手；装置一侧设置探头支架，探头支架上装有HOBO温湿度监测探头。本专利技术的优点和产生的有益效果：1、通过温湿度监测仪（HOBO）监测B点所在区域的空气温湿度垂直分布状况，分析对比空气湿度与幻海高度数据，明确幻海全反射与温湿度之间的相关性，揭示沙漠幻海的形成机理。2、对沙漠地区幻海高度进行精确测量，分析对比空气湿湿度与幻海高度数据，明确幻海全反射与温湿度之间的相关性，确定折射率的时空变化及全反射形成过程，揭示沙漠幻海的形成机理。通过沙漠幻海的监测与全反射计算，纠正了教科书中对沙漠幻海形成解释的错误，圆满地解释了“水面”与倒影的形成。3、通过沙漠幻海的监测与全反射计算，纠正了教科书中对沙漠幻海形成解释的错误，有助于极干旱区GPS的精确定位和GPS气象研究的有重要现实意义；对干旱区光电信号的近地面传输，对闪烁的排除、信号传输质量的提高、精确的瞄准及飞机的安全起降等有重要的利用价值。另外，幻海是干旱沙漠区重要的旅游观光资源，其形成机理对人工开发这一资源，科学普及幻海形成机理具有重要作用。同时对科学认识这一神奇光学现象有重要意义。附图说明图1为本专利技术实施例1结构示意图。图2为本专利技术实施例2结构示意图。图3为镜面反射及幻海形成示意图。具体实施方式下面结合附图1～图2，对本专利技术的技术方案再作进一步的说明：实施例1如图1所示，一种用于沙漠幻海高度的专用测量装置，是由是由玻璃镜片1；旋转轴2；旋转轴固定螺丝3；旋转轴把手4；旋转轴固定槽5；水平角钢支架6；高度刻度标识7；角钢连接螺丝8；HOBO温湿度监测探头9、探头支架10、垂直角钢支架11和镜片角度调节支架12构成。支架采用33cm角钢制作。水平角钢支架6长度为60cm，垂直角钢支架11高度一般为60cm以上，镜片角度调节支架12长度为60cm，这样有利于支架的稳定。水平角钢支架6通过6mm角钢连接螺丝8与垂直角钢支架11连接，镜片角度调节支架12顶端与垂直角钢支架11连接，底端与水平角钢支架6连接，镜片角度调节支架12与垂直角钢支架11和水平角钢支架6形成斜面；支架每隔2.5cm有一预制孔，镜片角度调节支架12两侧面沿预制孔方向开一宽1cm的旋转轴固定槽5，垂直角钢支架11上设有高度刻度标识7；旋转轴采用8mm带丝螺杆制作，水平角钢支架6和垂直角钢支架11宽度与玻璃镜片1长度一致，均为40cm。玻璃镜片1搭载在旋转轴2上，旋转轴2通过预制孔分别架设在镜片角度调节支架12宽1cm的旋转轴固定槽5中，旋转轴外侧固定螺丝选用孔径8mm蝴蝶形螺丝，内侧选用孔径8mm六角形螺丝，可通过松紧固定螺丝实现旋转轴的高度调节。安装时先将左侧蝴蝶形螺丝从右侧扭入，再将旋转轴2插入镜片角度调节支架左侧固定槽，然后将旋转轴内侧的两个六角形螺丝从右侧扭入，最后将旋转轴2插入右侧固定槽，扭入右侧蝴蝶形螺丝，扭紧左右两侧螺丝将旋转轴固定。旋转轴2与玻璃镜片1用哥俩好粘胶进行粘结固定。旋转轴把手4采用木质圆柱状把手，长10cm，直径3cm，在木把手上垂直钻一直径1cm的孔，将旋转轴2插入孔中，最后用哥俩好粘胶进行粘结。装置一侧置有探头支架10，支架上布有HOBO室外温湿度探头9，利用HOBO室外温湿度探头9对B点的空气温湿度垂直分布进行监测，监测高度为5、10、20、25、30、40、50、100、150cm，测量间隔时间为10min/次，也可根据实际需要进行调整。根据镜片反射高度（h）和空气温湿度监测结果计算实验时间段的光线折射率，确定全反射的时空变化过程测量时，将支架置于幻海中心区域，首先需要调整装置角度，旋松轴固定螺丝，将旋转轴2调整至最高位置，固定旋转轴2，缓慢摇动旋转轴把手4，使B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于沙漠幻海高度测量的专用装置，是由玻璃镜片（1）、旋转轴（2）、旋转轴固定螺丝（3）、旋转轴把手（4）、旋转轴固定槽（5）、水平角钢支架（6）、高度刻度标识（7）、角钢连接螺丝（8）、HOBO温湿度监测探头（9）、探头支架（10）、垂直角钢支架（11）、镜片角度调节支架（12）和遮光布（13）构成，其特征是水平角钢支架（6）通过角钢连接螺丝（8）与垂直角钢支架（11）连接，镜片角度调节支架（12）顶端与垂直角钢支架（11）连接，底端与水平角钢支架（6）连接，镜片角度调节支架（12）与垂直角钢支架（11）和水平角钢支架（6）形成斜面；支架每隔2.5cm有一预制孔，垂直角钢支架（11）上设有高度刻度标识（7）；玻璃镜片（1）搭载在旋转轴（2）上，旋转轴（2）分别架设在镜片角度调节支架（12）两侧面旋转轴固定槽（5）中，用旋转轴固定螺丝（3）固定，旋转轴（2）一端连有旋转轴把手（4）；装置一侧设置探头支架（10），探头支架（10）上装有HOBO温湿度监测探头（9）。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于沙漠幻海高度测量的专用装置，是由玻璃镜片（1）、旋转轴（2）、旋转轴固定螺丝（3）、旋转轴把手（4）、旋转轴固定槽（5）、水平角钢支架（6）、高度刻度标识（7）、角钢连接螺丝（8）、HOBO温湿度监测探头（9）、探头支架（10）、垂直角钢支架（11）、镜片角度调节支架（12）和遮光布（13）构成，其特征是水平角钢支架（6）通过角钢连接螺丝（8）与垂直角钢支架（11）连接，镜片角度调节支架（12）顶端与垂直角钢支架（11）连接，底端与水平角钢支架（6）连接，镜片角度调节支架（12）与垂直角钢支架（11）和水平角钢支架（6）形成斜面；支架每隔2....

【专利技术属性】
技术研发人员：李红寿，詹鸿涛，孙胜利，
申请(专利权)人：敦煌研究院，
类型：发明
国别省市：甘肃;62