土壤风蚀沙化监测集沙仪制造技术

本发明专利技术涉及土壤风蚀监测技术领域，公开了一种土壤沙化监测集沙仪，该集沙仪包括支架、风沙通道、集沙筒、电机、控制器和称重传感器；集沙筒的一端和电机同轴连接，另一端以可转动的方式安装在所述支架上，集沙筒的筒壁上开有集沙口；风沙通道的两端分别设有风沙进口和风沙出口，风沙通道的风沙出口端安装在支架上，其风沙出口抵在所述集沙筒的筒壁上；称重传感器安装在支架上位于集沙筒的下方；控制器分别与称重传感器和电机连接，控制器采集称重传感器的沙量数据并进行数据处理后向电机发送控制信号，以控制电机驱动集沙筒转动进行装沙或卸沙。本发明专利技术可保证集沙筒实时、连续地收集沙子，实现低能耗地自动卸沙和收集沙子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土壤风蚀监测
，特别是涉及ー种土壤风蚀沙化监测集沙仪。
技术介绍
在21世纪的世界十大环境问题中，土地荒漠化是最严重的问题，而造成土地荒漠化最主要的原因则是土壌风蚀。土壌风蚀是指一定速度的气流作用于松散的土壌，造成土壤表层颗粒的位移、搬运以及堆积等，从而导致土壤结构的破坏，土壤中物质的丢失等。土壤风蚀问题由来已久，在世界范围内广泛分布，据统计，毎年全球有9亿多人要受到土壤风蚀的危害，全球面积的四分之一要受到沙漠化的威胁，由此造成的经济损失高达420多亿美元。我国北方地区处于亚洲的中部，受温带大陆性气候影响严重，干旱少雨，雨水季节分布不均，多集中于夏季，是土壤风蚀的高发地带，受土壤风蚀影响的土地面积占我国国土面积的一半以上。土壌风蚀给我国国民经济造成了巨大损失。土壤风蚀的危害主要表现在两个方面一是使农牧区的土质严重退化，造成农牧区严重减产；ニ是使环境恶化，对人们正 常的生活造成严重，如造成多起严重的鉄路事故，造成航班的延误。要减小土壤风蚀的危害，首先就是要得到土壤风蚀的规律。土壤风蚀沙化数据的采集一直摆在研究此问题的突出位置。集沙仪是探究野外和室内风洞观测风沙流结构特征、土壤风蚀和沙化程度以及沙丘移动运动等风沙运动规律时所需的仪器，是用于测量风沙流结构和风沙流中输沙量的科学研究仪器。因此，集沙仪是研究土壌风蚀规律的重要エ具，对减小土壤风蚀的危害有着极其重要的意义。为了方便而且准确地得到有关土壤风蚀的数据，就需要一台切实可靠的集沙仪，而集沙仪的关键部位便是集沙机构。因此，设计ー种简单可靠的集沙机构对风蚀研究有极其重要的意义。现有的集沙仪主要有现有的集沙仪主要有旋风分离式、多ロ方ロ式、翻斗式等。目前的集沙仪主要存在以下不足I、旋风分离式，翻斗式等的集沙仪通常用于单点(层)測量，不易做成纵向剖面多层测量的结构，不适用測量输沙量和风沙流结构；2、数据测量主要依靠人力完成，且不能实现连续采集数据；3、不能在沙子达到一定质量时进行报警以及自动卸沙。因此，现有集沙仪无法适应当前的信息化需求。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何提供ー种低能耗、自动的连续采集土壌风蚀沙化数据的集沙仪。(ニ)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供ー种土壤沙化监测集沙仪，所述集沙仪包括支架、风沙通道、集沙筒、电机、控制器和称重传感器；所述集沙筒的一端和电机同轴连接，另一端以可转动的方式安装在所述支架上，所述集沙筒的筒壁上开有集沙ロ ；所述风沙通道的两端分别设有风沙进口和风沙出口，所述风沙通道的风沙出口端安装在支架上，其风沙出ロ抵在所述集沙筒的筒壁上；所述称重传感器安装在支架上位于集沙筒的下方；所述控制器分别与称重传感器和电机连接，所述控制器采集所述称重传感器的沙量数据并进行数据处理后向电机发送控制信号，以控制电机驱动集沙筒转动进行装沙或卸沙。其中，所述集沙筒的筒壁由纱网包裹的筒架构成。其中，所述纱网的细度为450 550目。其中，所述电机采用步进电机。其中，所述风沙通道设置为楔形，所述风沙出ロ的横截面积大于风沙进ロ的横截面积。其中，所述集沙筒与支架连接的一端设有反转控制机构，所述反转控制机构用于限制集沙筒转动的角度。 其中，所述反转控制机构包括卡榫和限位柱体，所述限位柱体固定在所述集沙筒的底板上，所述卡榫固定在所述支架上，所述卡榫为朝向风沙方向的开ロ L形，当集沙筒转动时可带动限位柱体在卡榫内转动；当集沙筒装沙时，所述限位柱体抵在卡榫的竖段；当集沙筒卸沙时，所述限位柱体抵在卡榫的横段。其中，所述集沙仪还包括导沙板，所述导沙板固定在所述支架上并位于所述称重传感器的下方，所述导沙板水平倾斜20飞0°。其中，所述控制器包括信号调理模块、数据采集模块和控制模块；所述信号调理模块用于接收称重传感器的信号并对信号进行调理，并将调理后的数据信号发送到数据采集模块；所述数据采集模块用于保存信号调理模块发送的称重传感器的数据信号，并将该数据信号发送给控制模块；所述控制模块根据数据采集模块发送的数据信号对电机进行控制。其中，所述控制器还包括数据传输模块和上位机，所述数据采集模块将其保存的数据信号通过数据传输模块传输到上位机，上位机处理成控制信号后又通过数据传输模块将控制信号分别传输给控制模块和数据采集模块。(三)有益效果上述技术方案提供的ー种土壤沙化监测集沙仪，其结构简单，成本较低，制造エ艺简单，当称重传感器測量到沙子达到预设的重量时，控制器控制电机使得集沙筒迅速及时地转动到设定的角度，使得集沙筒的集沙ロ方向朝下，将收集到的沙子全部由集沙ロ倒出，并及时复位，使得集沙口重新朝向风沙通道的风沙出口，保证集沙筒实时、连续地收集沙子，实现低能耗地自动卸沙和收集沙子；进ー步地，集沙筒的筒壁由纱网包裹的筒架构成，纱网可以允许风顺利地通过，而将小颗粒的沙子拦下，从而降低了风对沙量的影响，提高了测量的准确性；更进ー步地，该集沙仪可以全自动测量风沙纵向剖面分层能，实现对输沙量的连续自动采集。附图说明图I是本专利技术集沙仪的侧视图；图2是本专利技术集沙仪的后视图；图3是本专利技术的控制原理图4是本专利技术反转控制机构的结构示意图；图5是本专利技术多个集沙仪纵向分布图。其中，I、集沙筒；2、风沙通道；3、电机；4、联轴器；5、电机架；6、集沙筒轴承；7、称重传感器；8、支架；9、支撑横梁；10、导沙板；11、反转控制机构；111、卡榫；112、限位柱体；12、控制器；13、数据米集模块；14、数据传输模块；15、上位机；16、控制模块；17、信号调理模块；18、机架；19、推力轴承组；20、底座；21、蓄电池；22、集沙仪。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进ー步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。 如图I和图2，本专利技术ー种土壤沙化监测集沙仪，集沙仪包括支架8、风沙通道2、集沙筒I、电机3、控制器12和称重传感器7 ;集沙筒I的一端和电机3同轴连接，另一端以可转动的方式安装在支架8上；集沙筒I的筒壁上开有集沙ロ ；风沙通道2的两端分别设有风沙进口和风沙出口，风沙通道2的风沙出口端安装在支架8上，其风沙出口抵在集沙筒I的筒壁上；称重传感器7安装在支架8上位于集沙筒I的下方；控制器12分别与称重传感器7和电机3连接，控制器12采集称重传感器7的沙量数据并进行数据处理后向电机3发送控制信号，以控制电机3驱动集沙筒I转动进行装沙或卸沙。支架8上还设有支撑横梁9，用于支撑称重传感器7。电机3通过电机架5安装在支架8上。其中，集沙筒I的筒壁由纱网包裹的筒架构成。该纱网的细度为45(T550目，优选为500目。纱网的作用在于使得集沙筒I在盛沙的同时起到良好的透气性。电机3与集沙筒I的转轴通过联轴器4和集沙筒轴承6连接，该联轴器4是与电机3及集沙筒I的转轴相配套的联轴器，其扭矩在要求范围之内，为集沙筒I传递电机3提供的扭矩；由于控制集沙筒I转动与停止的电机3输出的运动和集沙筒I的运动都是转动，两者之间只需要一个联轴器4即可连接，省去了转化运动形式的结构，从而使得集沙筒I的运动更加可靠，降低了故障率，提高了集沙筒I的集沙工作稳定性。电机3采用步进电机，其功耗较低，扭矩符合要求，使集沙筒I的转停以及转动的角度更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤沙化监测集沙仪，其特征在于，所述集沙仪包括支架、风沙通道、集沙筒、电机、控制器和称重传感器；所述集沙筒的一端和电机同轴连接，另一端以可转动的方式安装在所述支架上，所述集沙筒的筒壁上开有集沙口；所述风沙通道的两端分别设有风沙进口和风沙出口，所述风沙通道的风沙出口端安装在支架上，其风沙出口抵在所述集沙筒的筒壁上；所述称重传感器安装在支架上位于集沙筒的下方；所述控制器分别与称重传感器和电机连接，所述控制器采集所述称重传感器的沙量数据并进行数据处理后向电机发送控制信号，以控制电机驱动集沙筒转动进行装沙或卸沙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林剑辉，李宁，郭波，孙超，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：