風蝕自動觀測采集系統/沙塵暴監測站

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隨著氣候的發展變化，沙塵暴對環境產生的負面影響已經嚴重危及到人類的生存環境。因此，對沙塵暴的監測、預警在氣象觀測活動中已經變得非常重要。
沙塵暴監測站主要是通過對風、沙、溫度這幾個形成沙塵暴的主要氣象要素進行監測，從而實現對沙塵暴的控制。對沙的測量主要依靠風蝕傳感器H11B，風蝕傳感器用來測量砂的動量通量，兩個輸出量是動能和撞擊的顆粒數。原理是電荷量和粒子的動能成正比。電荷、電壓和電容的關系是 q = CV.，V=q/C 。電容器中電壓的波動像不規則的樓梯一樣，單個粒子的動能對每一節樓梯上的電荷會產生影響。當加在電容器上的電壓超過內部的參考電壓時，電容器就會重復這個過程。一次快速的放電脈沖會轉換成粒子的能量值顯示出來，而這個能量值是單個的粒子能量的積累值。進行野外的標定時，傳感器的輸出脈沖數要參考一次風蝕時收集的被風蝕的沙石總數。由于粒子的速度、拽力系數和質量的不同，它的最小粒子的直徑很難確定。傳感器可以測量低速撞擊傳感器時直徑大約在50到70 微米的粒子，但不能測得10到50微米的粒子。
傳感器由兩個數據輸出量，一個是動能，另一個是撞擊的顆粒數。動能輸出經常用來測量直接跳躍的粒子所帶的能量，撞擊的顆粒數輸出反應的是個別的粒子數。在某一取樣周期內，所需的數據都被數采完全的換算成輸出的脈沖數。通常數據的取樣間隔是15秒到1小時。
一般一個沙塵監測站的配置可以分為兩種：簡單型和研究型。
 

一、 簡單配置需求
這種配置主要是用于可以經常移動的站點，也就是相當于一種便攜式沙塵暴監測站，同樣也可以用在沙塵暴的發源地。主要的配置情況如下：

二、研究級配置要求
研究級沙塵暴監測站的配置可以滿足基本風蝕監測站的要求，這種研究最少需要三個風速計。主要配置情況如下：
 

序號	名稱	單位	數量	制造商
1	風蝕傳感器	個	1	Sensit
2	風速傳感器	個	3-6	Met One
3	風向傳感器	個	1	Met One
4	溫度傳感器	個	1	Campbell
5	集沙器	套	1	國產
6	數據采集器	個	1	Campbell
7	支架	套	1	國產

　　在研究級站的安裝中，傳感器的安裝十分關鍵。主要有以下幾個方面：
1、風速計的高度
U*是風的剪切應力的術語，有時也叫摩擦速率。風速計的高度呈對數間隔安裝是為了測得的U*在圖上表示是條斜線。這個U*在通常的情況下所表示的意思是風的摩擦速率，它的單位是厘米/秒，取3個數據點中數據最小的那個來計算。如果測量中用4個風速計，就會有一個可能測得不準或者測得的數據只是用來做個參考。計算時仍是用其他三個數據。但我們還是經常選用4個風速計，因為這樣做可以保證測的數據在發生意外時不會全部丟失。
對于一個野外風蝕氣象站來說，風速是一個非常重要的測量值。風速計的安裝高度呈對數間隔。通常的高度是距離地表面2米。最底下的風速計可以和地面盡可能的接近，但要考慮到儀器的污染問題。這個高度是考慮到空氣動力學的因素，風速計的較適合的高度，是在沒有植被時，距地表面2米。例如，風速計的高度低于植被的高度或者一樣高，那么顯示的風速可能是0。如果不受植被影響，4個風速計的安裝高度由兩種途徑，一種是選20cm、50cm、100cm、200cm 。另外一種安裝高度是1m、2m、5m、10m到20m。這種高度的安裝。前者安裝方便，后一種可以獲得更精確的值，也可以排除地面上灌木及雜草的影響。
2、風蝕傳感器的高度
風蝕傳感器應該和砂石收集器離的比較近，安裝地面的地形應該很平坦或者植被不會引起風蝕傳感器和砂石收集器的移動。風蝕傳感器盡量的和所測的環境接觸。
3、砂石收集器
把砂石收集器和風蝕傳感器安裝在同一高度是很重要的。砂石收集器在野外也不許要做太大的標定，但必須和風蝕傳感器安裝在同一高度。如果用的砂石收集器較多，那他們的安裝呈對數形狀分布，但一個敞開的收集器的中心必須和風蝕傳感器處在同一高度。
4、溫度傳感器的安裝（可選）
如果需要空氣密度進行修正的話就會用到溫度傳感器。典型的兩個高度是10cm和200cm，他們安裝在同一條垂直直線上。
5、取樣周期
每個數采點的取樣周期最好是15秒或30秒。，通常取樣周期從15秒到2小時都可以，根據數采的存儲量來定。
顆粒精度：50微米；頻率范圍：1~2mhz；輸出：1.0 - 1.5 mV/V溫度補償范圍： -10 to 60 ℃溫度漂移：0.12%/ ℃• 阻抗：350hms電源：10VDC通道：4；數據儲存容量 :10000條