风蚀测量系统

系统功能

风蚀测量系统自动记录沉淀物侵蚀的起始时间和强度、风剖面沉淀物随时间变化的累计量，以及相关过程中的气象参数，分析风蚀物的成分。

该系统采用瑞士IAV公司的SF4沙通量传感器，用来测量动量通量、粒子通量，撞击高度，对应高度平均风速，搭配我司自主研发的自动集沙仪，来自动记录集沙起止时间、集沙速率、集沙累计量等。

工作原理

沙通量传感器

SF4沙通量传感器是对由原始的Flowcapt传感器衍生出来的版本，新型沙通量传感器是由一个超坚固结实，低功耗，*密封的声学仪器构成，没有任何移动部件。该设备是由风速仪和粒子通量仪集成的，可供测定固体颗粒通量强度和风速。仪器的感应部分是一根低粘、耐磨损的光滑圆柱型管，由两个不锈钢圆箍加横臂固定在立杆上支撑。

当被测固体颗粒撞击传感器感应面（如沙子，灰尘或其他固体颗粒），会引起传感器内部声压的变化。

当传感器暴露在风中（在典型阈值3m/s以上）强对流气流产生的摩擦和潜在的涡流气流产生的摩擦也能引起内部声压的变化。这两种现象产生的独立信号会因特定的声学、机械和电子设计而被*辨别出来。

*后，传感器在内部腔体通过内部电字震动声学系统和声学转换器输出三个参数：

仪器直接感应得到的原始正弦波声信号（带宽：20HZ-20KHZ）

仪器获得的动量和粒子通量（这在文献中也称为：沙通量，颗粒物通量，撞击通量，质量通量等）

仪器获得的气流摩擦高度，获得对应高度粒子撞击传感器的真正的平均风速。

该设备内置一个专用的模拟调节模块，一个数字I/O模块，一个模拟补偿模块，这些模块可方便的将传感器接入大部分外部控制单元（数据采集器）包含：

A. 数据采集器、工业模块接口或工控机（脉冲，模拟电压输出；串行输出等输出）

B. SDI-12通讯协议

C. RS-485/RS-232通讯协议，适用于windows，linux和Mac OS 等操作系统

D. ELIX Toolbox软件可从访问下载

E. 更多设备参数配置可访问

自动集沙仪

TR-AUTO全自动集沙仪是由北京华益瑞推出的一款新型沙尘长期测量传感器。它由进沙口、集沙单元和测量单元3个部分组成。沙尘等从顶部周边的进沙口进入集沙单元内并沉降在集沙桶里，下方的测量单元由于集沙桶内的沙尘重量不同而产生不同的电阻值，这种变化可以由数据采集器测量并长期记录，从而达到长期检测风沙的目的。

系统特点

l 免维护、特殊设计、加工，以抵御风，温度和环境

l 重量轻，耐腐蚀，防紫外线/臭氧稳定

l 耐冲击，振动，闪电，灰烬，99%相对湿度甚至暂时淹没

l 工作温度从-40～+80℃（-50～+100℃扩展）。

l 低功耗：连续2.1mA

l SDI-12信号*长可传输150米

应用领域

l 沙尘暴检测

l 沙尘输送监测

l 质量流量与指示风速测量

l 气象与科学应用

l 工业监控中的应用

技术指标

精度: 0.02%(FS)

量程: 1kg，3kg，5kg可选

响应时间：<1s

存储周期：1min-30min可选

工作温度：-10～40℃

工作电压:12VDC

传感器系数证书

自动集沙仪有两种安装方式：近地层多层安装和梯度塔安装

           （1）近地层                                                                              （2）梯度塔

自动集沙仪的安装十分灵活简单，客户可以根据研究的目的来确定不同的安装方式。

维护

维护主要为检查集沙桶是否已满，纱网的间隙是否堵塞。

参考文献

 1. 屈志强  刘连友  吕艳丽  。“沙生植物构型及其与抗风蚀能力关系研究综述" 《生态学杂志》 2011年02期

2.刘敏，周波，何有华，张晓虹，柴亚凡，候超。“运用风蚀仪进行风力侵蚀特征研究的实践"中国水土保持SWCC 2012年第9期

3. 杨维;刘云国;曾光明;周建飞;;定量遥感支持下的红壤丘陵区土壤侵蚀敏感性评价——以长沙市为例[J];环境科学与管理;2007年01期

4. 张巧显;柯兵;刘昕;刘国华;吴钢;;中国西部地区生态环境演变及可持续发展对策[J];安徽农业科学;2010年05期