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申请/专利权人：石家庄铁道大学;河北省交通规划设计院

摘要：本发明公开了一种雪颗粒运动状态临界风速测试系统及方法，系统包括动力部分、稳流整流部分、试验测试观测部分；动力部分包括变频调节器、24V蓄电池和离心式风机；稳流整流部分包括稳流整流通道、阻尼网、蜂窝器、格栅装置；试验测试观测部分包括观测通道、风速仪和凸透镜板；方法包括系统效测、选定测试场地、测试点雪的性质测试和环境信息记录、现场安置测试系统、进行测试和记录、雪颗粒运动状态临界风速判定、测试结构汇总记录；本发明结构简单可靠、轻巧便捷，测试方便准确、实用性强、观测效果好、数据读取记录方便，能适应和满足各种环境条件，能快速有效地进行原位测试，为风雪流灾害的形成机理、预测以及防止等方面的研究提供支撑。

主权项：1.一种雪颗粒运动状态临界风速测试系统，其特征在于：包括动力部分、稳流整流部分、试验测试观测部分；所述动力部分包括变频调节器、24V蓄电池和离心式风机，所述变频调节器、24V蓄电池和离心式风机电连接；所述稳流整流部分包括设置于稳流整流通道和设置于所述稳流整流通道内的阻尼网、蜂窝器、格栅装置，稳流整流通道的首端与所述离心式风机的出风口相通，格栅装置设置于蜂窝器的尾端，阻尼网设置于所述蜂窝器的两侧；所述试验测试观测部分包括观测通道、风速仪和凸透镜，观测通道的首端与所述稳流整流通道的尾端相通，所述风速仪伸入所述观测通道内测试风速，所述凸透镜嵌于所述观测通道的顶部，用于对雪颗粒运动状态进行观察；雪颗粒运动状态临界风速测试方法，包括以下步骤：步骤一，进行测试前的准备工作，包括动力部分参数的标定、动力部分可靠性以及测试设备准确性和可靠性的测试，同时对蓄电池进行能源的补充；步骤二，选定测试场地，即在需要进行雪颗粒运动状态临界风速测试的区域，选择具有代表性的地点作为测试场地，尽量选取地势平坦、开阔、雪源充足的地点；步骤三，对测试地点环境条件以及雪的性质进行测试和记录；步骤四，安置测试系统，在现场按照要求组装设备，包括将电瓶、变频调节器以及离心式风机串联，将试验测试观测部分与稳流整流部分套接，组装完成后将测试系统直接放置在选定的积雪表面，将风速仪安装在试验测试观测部分的顶板上；步骤五，进行测试和记录，启动测试系统，打开蓄电池开关，旋转变频调节旋钮控制输入功率，进而控制离心式风机的输出风速，使测试观测段风速逐渐缓慢增大，每个风速持续一段时间；风速仪实时显示和记录测试观测段风速；步骤六，用肉眼通过凸透镜进行对试验测试观测部分中的雪粒子状态进行观察，判断雪粒子是否发生运动，从而确定雪粒子的启动风速，即蠕移临界风速；步骤七，增加风速，从测试观测部分的透明板方向观察雪粒子的运动状态，确定出雪颗粒蠕移、跃移和悬移三种运动状态的临界风速；步骤八，测试结果汇总记录，将样本点雪的性质、测试环境信息和雪颗粒运动状态临界风速资料汇总记录；测得的雪粒子运动状态的临界风速，均为雪面以上10cm位置处风速；测试观测段风速以∆v为间隔逐渐缓慢增大，每个风速持续时间∆t；根据测试时具体情况，∆v取0.5~2ms，∆t取10~30s；测得的风速为∆t时间内的时均值；风速仪实时显示风速并记录大量的数据，并且能够与其他电子设备相连接对数据进行存储和分析；雪颗粒蠕移临界风速判断标准为：观察到大量雪粒子在雪面滚动，但是始终没有雪颗粒离开雪表面；雪颗粒跃移临界风速判断标准为：观察到部分雪粒子开始脱离雪面，在雪面上10cm高度范围内跳跃前进，同时存在蠕移雪粒子；雪颗粒悬移临界风速判断标准为：观测到一部分雪粒子运动高度超过10cm，同时存在蠕移和跃移雪粒子。

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