野外多點土壤風蝕監測儀的製作方法
2023-05-25 01:38:01
專利名稱：野外多點土壤風蝕監測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型專利涉及一種野外用多點土壤風蝕監測儀。
背景技術：
我國沙漠及沙漠化土地佔國土面積的1/6左右。沙漠及沙漠化土地及其派生的環境問題，嚴重影響了國民經濟的發展。土壤風蝕是沙漠及沙漠化地區的重要問題，土壤風蝕強度(深度)的測定是對其進行研究的一個重要環節，但在野外環境中，由於土壤風蝕的時空差異性，導致對土壤風蝕研究具有複雜性。目前，對土壤風蝕主要是通過插釺法進行土壤風蝕監測或進行單點自動記錄，但在野外環境中，由於土壤理化性質、風速、地形等的空間差異性，因此，難以很好的描述真實的土壤風蝕問題。為此，在野外採用多點觀測不同點的土壤風蝕儀器，收集不同位置點的風蝕量，以便進行土壤風蝕強度、土壤抗風蝕能力的研究及計算。·
發明內容鑑於上述，本新型專利的目的在於提供一種野外用多點土壤風蝕監測儀。通過多點超聲測距儀進行監測監測不同位置點和連續時間段土壤風蝕量，不同時間的風蝕量通過連續記錄風蝕期間的風蝕量完成。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現一種野外多點土壤風蝕監測儀，是由主機、超聲測距儀、超聲測距儀支架、太陽能供電系統、超聲風速儀、梯度風速傳感器、溫溼度傳感器、雨量傳感器、信號線、固定線和支架組成。超聲測距儀、超聲風速儀、梯度風速傳感器、溫溼度傳感器和雨量傳感器通過信號線連接在主機上；太陽能供電系統由太陽能板、控制器和太陽能蓄電池組成，太陽能板產生的電能通過控制器給蓄電池供電，蓄電池通過導線與主機連接，並為主機提供電源；超聲測距儀通過超聲測距儀支架安裝在地面；超聲風速儀、梯度風速傳感器、溫溼度傳感器、雨量傳感器由固定線和支架固定在地面上。本實用新型專利的優點及有益效果是I、本實用新型依據野外多年的觀測經驗為基礎研製出土壤風蝕監測儀。採用多點同步觀測，改變傳統插釺法單點、短時間進行土壤風蝕監測，減小了研究土壤風蝕的誤差，真實反映地區的土壤風蝕特徵。2、本實用新型的主機採用單片機，能夠同時連接20個超聲測距儀。採用的超聲測距儀精度為1mm，超聲波探測頻率達500Hz，最快探測耗時1ms。超聲測距儀採用目前國內外最先進設備，從整體上提高測量範圍及精確度。3、本實用新型風況採集系統能夠同步觀測風速的湍流特徵，風速廓線變化，一個聞度的溫溼度和降雨星。4、本實用新型的數據採集頻率為IHz ;主機容量為8兆，可進行長時間的觀測，降低工作人員的勞動強度。[0011]5、本專利結構簡單，攜帶方便，便於野外長期監測實驗。
圖I為本實用新型示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，一種野外用土壤風蝕監測儀，是由主機I、超聲測距儀2、超聲測距儀支架3、太陽能供電系統4、超聲風速儀5、梯度風速傳感器6、溫溼度傳感器7、雨量傳感器8、信號線9、固定線10和支架11組成。超聲測距儀2、超聲風速儀5、梯度風速傳感器6、溫溼度傳感器7和雨量傳感器8通過信號線9連接在主機I上；太陽能供電系統4由太陽能板、控制器和太陽能蓄電池組成。太陽能板產生的電能通過控制器給蓄電池供電，蓄電池通過導線與主機I連接，並為主機I提供電源；將20個超聲測距儀2安裝在地面不同點的超聲測距儀支架3上，用來測量地面不同點土壤風蝕深度；超聲風速儀5、梯度風速傳感器6、 溫溼度傳感器7、雨量傳感器8由固定線10和支架11固定在地面上，主要用於同步記錄土壤風蝕期間的氣象要素變化。在測量時，先將支架3埋入地表，當風速較大時，開啟主機1，進行土壤風蝕深度和氣象要素的觀測。試驗完畢後，從主機I下載自動記錄的數據。用記錄的不同位置不同時間的土壤風蝕深度數據和氣象要素數據，通過以下相關公式的計算對比分析，可以得到土壤風蝕特徵的空間變異性，為研究一定風速條件下土壤風蝕特徵提供可靠的試驗數據。0 = /i(WFx EFxSCFx CCX9(I)WF = /( ,￡, ^,(2)Ut = fiT,RH,SD,iC,COG)( 3)式中WF—氣象因子；EF—土壤可蝕性因子；CSF—土壤結皮因子；K' —土壤粗糖度；COG—植被因子；u—風速(m/s) ；ut一臨界風速(m/s)；t一觀測時間(d) ;u*—摩阻風速(m/s) ;T—溫度(° ) ;RH—溼度(%)。
權利要求1.一種野外多點土壤風蝕監測儀，是由主機(I)、超聲測距儀(2)、超聲測距儀支架 (3)、太陽能供電系統(4)、超聲風速儀(5)、梯度風速傳感器(6)、溫溼度傳感器(7)、雨量傳感器(8)、信號線(9)、固定線(10)和支架(11)組成，其特徵是將超聲測距儀(2)、超聲風速儀(5)、梯度風速傳感器(6)、溫溼度傳感器(7)和雨量傳感器(8)通過信號線(9)連接在主機(I)上；太陽能供電系統(4)由太陽能板、控制器和太陽能蓄電池組成，太陽能板產生的電能通過控制器給蓄電池供電，蓄電池通過導線與主機(I)連接，並為主機提供電源；超聲測距儀(2)通過超聲測距儀支架(3)安裝在地面；超聲風速儀(5)、梯度風速傳感器(6)、溫溼度傳感器(7)、雨量傳感器(8)由固定線(10)和支架(11)固定在地面上。
專利摘要本實用新型涉及一種野外多點土壤風蝕監測儀。其結構特徵是超聲測距儀、超聲風速儀系統、梯度風速傳感器、溫溼度傳感器和雨量傳感器通過信號線連接在主機上；太陽能供電系統由太陽能板、控制器和太陽能蓄電池組成，太陽能板產生的電能通過控制器給蓄電池供電，蓄電池通過導線與主機連接，並為主機提供電源；超聲測距儀通過超聲測距儀支架安裝在地面；超聲風速儀、梯度風速傳感器、溫溼度傳感器、雨量傳感器由固定線和支架固定在地面上。本實用新型通過對土壤風蝕過程及其影響因素的同步監測，闡明土壤風蝕因子及土壤風蝕可蝕性之間的關係，為土壤風蝕侵蝕力的評價與確定提供依據。該儀器應用廣泛，除能夠同步多點觀測土壤風蝕外，還能夠進行沙丘形成過程、防沙工程防護能力等方面的監測。
文檔編號G01M9/06GK202693257SQ201220314809
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月2日 優先權日2012年7月2日
發明者張正偲, 董治寶, 李猛 申請人:中國科學院寒區旱區環境與工程研究所