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Sensit(风沙粒子计数器)的原理是利用沙粒撞击压电晶体产生的脉冲电流,仪器通过一定时间内脉冲电流产生次数来记录沙粒的撞击个数和能量,通过动能和输沙量之间的关系来计算一定时间内的输沙量。凭借自动化高、受环境影响小和连续性好等特点,使得Sensit在输沙率观测上具有一定的优势,国外对Sensit在风沙领域的应用已经有了一定的研究,但在国内的研究尚处于初步阶段。本文将Sensit这项新测试技术引入到风沙科学领域,尝试构建Sensit应用的技术标准,探讨其不足与改进措施。
通过风洞实验标定Sensit的标定系数值。采用15、17和20 m.s-1三个风速下Sensit和集沙仪观测数据进行对比,计算三个风速段的标定系数平均值,探讨标定系数值与风速和粒径之间的关系,为野外测试提供基础。
Sensit野外测试从以下两个方面进行:(1)应用风洞实验中的计算的平均标定系数值研究仪器对输沙量和输沙率的观测,分析仪器的观测方法,如野外中如何架设仪器进行观测并在一定高度得到可用的动能数据,然后如何将动能数据换算为为所需要的集沙量、输沙率和风沙流结构。(2)在不同高度和风速下比较仪器和集沙仪的观测效果,研究仪器相对于集沙仪在不同观测条件下观测效率的高低,探讨仪器替代集沙仪观测的实验条件。
仪器应用的改进研究主要依据风洞实验和野外测试的实验数据及其结果,分析标定系数值的应用与风速和粒径的关系、仪器独立替代集沙仪应用的实验条件、仪器相对集沙仪的优缺点以及应用的拓展。
最后,需要指出的是,风沙流观测方法的研究是一个复杂的过程,对输沙率的准确测定也是风沙观测中的一个难点。Sensit作为一种新型的输沙率观测仪器,在风沙观测领域的应用也是出于初步阶段。究竟如何实现对在各种实验环境下采用合适的标定系数对输沙率进行高精度、高效率的观测,以及如何结合PIV对粒子运动速度进行精确测量,尚需要进一步研究。