一种风沙流沙粒荷质比实时测量系统

摘要

一种风沙流沙粒荷质比实时测量系统，包括沙粒承载装置、沙粒称重装置和沙粒带电量测量装置；所述沙粒承载装置为法拉第筒，所述沙粒称重装置为电子天平，沙粒带电量测量装置为静电计；所述电子天平上设置有法拉第筒，所述静电计与法拉第筒导线连接。通过以上装置的配合，本发明可以实现对法拉第筒内沙粒质量和带电量的实时采集，可以实现对风沙流沙粒荷质比的实时高频测量。

说明书

技术领域

本发明涉及风沙流沙粒带电量探测技术，具体地，涉及一种风沙流沙粒荷质比实时测量系统。

背景技术

风沙电场是指在风沙环境中由于运动沙尘带有一定量的电荷而形成的一种量级高于晴天大气电场2-3个数量级的电场。其会对风沙流强度、通讯和雷达信号等造成影响。不仅如此，地球环境中粉尘的存在是预测其温度和季节变化的一个重要的因素，对于风场作用下沙尘传输过程的认识有助于许多其他领域的研究，例如，大气科学、遥感技术和地理科学等。且沙粒静电力是床面起沙和沙丘移动研究的基本组成部分，其除了具有重要的学术价值，而且对于沙漠化和海岸控制具有重要的意义。因此，风沙电研究吸引了大量的学者对风沙电场的产生机制及其对风沙运动影响进行实验和理论研究。

但是，由于实验仪器和手段等的限制，人们对于风沙电场和沙粒带电的认识还很有限，对沙粒带电量的测量则主要是根据一定时间内收集到的沙粒总带电量与质量的比值确定出这些沙粒的平均荷质比。

目前，用于风沙流带电量观测的仪器仅能实现对一定时间内沙粒的平均荷质比进行测量，且主要用于风洞环境的测量。尚缺乏对风沙流沙粒荷质比的实时动态测量，尤其是野外无人看管条件下的动态测量，无法深入揭示风沙带电规律。

可见，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在风沙流沙粒荷质比无法实时测量和在野外环境中测量等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种风沙流沙粒荷质比实时测量系统，以实现对野外条件下风沙流沙粒荷质比实时测量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种风沙流沙粒荷质比实时测量系统，包括沙粒承载装置、沙粒称重装置和沙粒带电量测量装置；

所述沙粒承载装置为法拉第筒，所述沙粒称重装置为电子天平，沙粒带电量测量装置为静电计；

所述电子天平上设置有法拉第筒，所述静电计与法拉第筒导线连接。

法拉第筒不仅能够将沙子收集起来，而且还能便于沙粒带电量的测量，沙粒的称重是采用电子天平实现的，沙粒的带电量则是采用静电计测量的，具体为将法拉第筒固定于电子天平上，同时将静电计与法拉第筒连接。

进一步地，通过数据传输线将静电计和电子天平与电脑连接，这样就可以实现对法拉第筒中沙粒的质量和沙粒的带电量进行实时测量，通过两个时刻采到的沙粒质量和带电量的差，就可以得到该时间段内沙粒质量和带电量的变化量，从而就可以计算出该时间段内进入法拉第筒沙粒的荷质比。

进一步地，在法拉第筒上方安装入沙管，这样能够实现风沙流中沙粒进入法拉第筒。

进一步地，为了实现在野外条件下对电子天平、静电计和电脑进行供电，采用电瓶进行供电，即，将电子天平、静电计和电脑与电瓶相连。

进一步地，为了不使沙粒对实验仪器的运行造成影响，将实验仪器封装起来，具体为，将法拉第筒、静电计、电脑和法拉第筒封装在箱内，只将入沙管露于箱外。

本发明是个风沙流沙粒荷质比测量系统，由于包括数字天平、静电计、法拉第筒和电脑等，可以实现对法拉第筒内沙粒质量和带电量的实时采集，可以对风沙流沙粒荷质比的实时高频测量，并对仪器的进行了封装，从而可以克服现有技术中无法实时测量野外沙粒荷质比的缺陷。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的封装示意图。

图中标记如下：1-静电计，2-数字天平，3-法拉第筒，4-入沙管，5-电脑，6-数据传输线，7-导线，8-箱体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

静电计1：用于测量法拉第筒中沙粒的电量；；

数字天平2：用于测量法拉第筒中沙粒的质量；

法拉第筒3；

入沙管4：用于采集风沙流中的沙粒，使其能够进入法拉第筒；

电脑5：用于实时记录静电计和数字天平测得的沙粒带电量和质量，进而可以得到沙粒荷质比的变化规律；

数据传输线6：用于连接静电计/数字天平与电脑；

导线7：用于连接静电计和法拉第筒；

箱体8。

最后应说明的是：以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。