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沙漠与沙漠化重点实验室

沙漠与沙漠化重点实验室

400-6699-117转1000

 实验室拥有风沙环境风洞和、土壤风蚀风洞、烟风洞、移动风洞等关键设备和风沙科学野外观测试验场,配有风沙土工力学实验室、沉积物粒度、测年、孢粉、常量元素、微量元素、电子探真等分析实验室、沙漠植物生理、沙漠植物生态、沙漠分子生物学实验室等。有粒子动态分析仪、粒子图象测速仪、热线风速仪、激光粒度仪、多通道压力扫描阀、数采仪、风速廓线仪、组合式风沙电测分析仪等以现代电子技术和激光技术为基础的仪器设备,基本实现计算机自动控制、数据采集、储存和处理。挤身于国际同类实验室的先进行列。

实验室的大型仪器主要有:

一、室内风洞简介

沙漠与沙漠化重点实验室是国内唯一可以进行风沙物理与风沙工程综合研究的实验室。室内风沙环境风洞的空气动力学特性可以满足微观和细观(如风沙颗粒运动和风沙流运动)风沙物理学实验,接近或优于国外同类风洞。该风洞为直流闭口吹气式风洞,实验段长16m多,截面积0.6m×1.0m,风速范围2~40m/s,实验段边界层厚度可达15cm,洞体对进出的气流无阻滞,且不受外界的干扰,风洞电动控制系统具有自动稳速压、无级调速和计算机统一监控性能,整个实验过程基本实现自动化操作。

  在测试手段方面,除了一些常规的测风、测沙的仪器外,近年来又补充了粒子动态分析仪、热线风速仪、激光粒度仪、多路压力扫描阀、数采仪、风速廓线仪、多路平口集沙仪、三分力气动天平、组合式风沙电测分析仪等以现代电子技术和激光技术为基础的仪器设备,基本实现计算机自动采集、存贮和处理,主要参数测量实现了多点同步、瞬态和长时连续的联合测定,可以获取满足统计学要求,揭示微观和细观风沙物理机制的数据。这些先进仪器的引进和研制,使我实验室在某些领域的研究达到了国际水平,在风沙边界层方面的研究显示出特色,逐渐为国际学术界认可,成为重要的创新点。

风洞层流测速系统是本部具有独立知识产权的测试系统,建成于1967年,并于2000年对其进行改建,可以测量在风沙环境风洞既开口吹气式环境中的风速。风洞层流测速系统洞体全长37.78m,实验段长度为12.23m,由动力段、整流段、实验段和扩散段四部分组成,可以测量0-40m/s的风速范围,在测试过程中,通过调速控制组件达到测试的同步性。当风洞层流测速系统运行时,可以:

(1)风速调节可以从0-40m/s之间连续可调;

(2)输出风速值成交流调速柜的频率正比;

(3)额定交流输入电源50Hz,3相,380V,100A;

(4)风洞层流测速系统可以实现远程手动和计算机控制;

(5)目前可以完成模型表面压力分布,流场测试实验。

室内风洞



室内风洞进风口



多路扫描阀测试系统MSS-48C

多路扫描阀测试系统MSS-48C是由美国扫描阀公司生产,本实验室于2000年购置,可以测试在过程控制、电厂、污染控制等环境中的气压和电信号。多路扫描阀测试系统MSS-48C可以同时驱动两个到十二个温度(电)或气压扫描模块,在测试过程中,通过步进电机使扫描模块达到测试的同步性。当多路扫描阀测试系统MSS-48C与被测样品连接时,可以:

(1)可以扫描四组48路模块从48到576个相同性质的压力信号,而且依次输出显示每个模块的各个信号值;

(2)以每秒10个信号的速率扫描每组信号;

(3)输出与输入的压力或电信号成正比的电流或电压值;

目前可以完成模型表面压力分布,流场测试实验。





多路压力扫描阀

根据Laser-Doppler 和phase-Doppler 原则并基于高时空分辨率,PDA在测量过程中同时获得单个粒子的粒径和速度矢量。本系统是利用激光相位多普勒干涉原理,以实时、非接触测量方式,同时给出穿越测量体的粒子的粒径和速度。主要用于喷雾场,气固、气液、液固两相流,流体机械内两相流、空穴流,风洞与水洞内流体流动,燃烧、火焰喷射、喷射流动、混合气形成、冷凝结晶、金属粉末、流化床、喷管等流场的流动速度、湍流度、球形粒子的粒径,浓度场的测量。风洞引进该仪器主要用于风沙动力学过程研究以及两相流体形成机理和防治研究。

(1)测量空间包括:1-D,2-D和3-D;

(2)在实验样品量充足的情况下,可多点连续测量;

(3)数据采集速度快。

主要性能:

(1)空间分辨率高,一般可小于10-4mm3;

(2)动态响应快,可进行实时测量;

(3)测量精度高,重复性好,速度的测量不确定度:Uv<1%,直径的测量不确定度:Ud<4%;

(4)测量范围大,可测量≤500m/s的速度,0.5-10000μm的粒子直径;

(5)频率响应范围宽,可测量分速度,在具有频移系统的情况下,可以方便的测量反向速度;

(6)对温度、密度和成份的变化适应能力强;

(7)可以利用激光多普勒测速仪的幅值鉴别技术,以跟随性好的小颗粒代表床内的气体速度,同时测量气固两相的速度。





激光粒子动态分析仪(PDA)





热线风速仪



二、野外土壤风蚀风洞简介

野外土壤风蚀风洞为直流闭口吹气式,实验段长21m多,截面积1.2m×1.2m,风速范围2~30m/s,实验段边界层厚度可达50cm,可以进行土壤风蚀、风沙动力地貌和风沙防治工程的模型实验。





野外风洞建筑



野外风洞内部



野外风洞内部



野外风洞01小

三、释光实验

释光年代学是通过测量石英,钾长石等矿物中释光信号的方法来揭示事件发生时间的方法学。沙漠与沙漠化重点试验室已经建立了具有国际标准的释光实验室,购置了先进的释光测量仪器,RisÆ TL/OSL-DA-15释光测量仪器(如图)。可以进行热释光,光释光等释光年代学测量。RisÆ TL/OSL-DA-15全自动释光测量仪是丹麦 RisÆ 国家实验室的产品,它由测量室,控制盒,微系统和测量软件构成。测量室包括一个标准Beta 放射源,光电倍增管,光源系统,加热系统和样品架。释光实验要求在暗房中进行,所以本释光实验室由两间暗室组成。一间用于样品制备,配有水源,真空设备和通风柜;一间用于样品测量,并装有压缩空气设备。光释光技术通过测量风沉物中的主要矿物,可以直接揭示沉积物的形成年代。释光年代学方法完全可以很好的应用于第四纪沉积事件的高精度年代学测量。

 

risoe释光仪

四、EPM---810Q电子探针仪简介  

EPM--810Q电子探针由日本岛津公司生产的大型精密分析仪器。我所1984年购置。它的主要特点为微区、微量无损分析。涉及的样品较为广泛。如:地学、植物、金属、材料、医学等学科样品。在我所主要应用于沙样、土样以及植物样品的分析。本仪器的主要性能特点为:

(1)定量分析:对样品表面进行微区、微量分析。分析范围为5号元素-92号元素。

(2)定性分析:对样品表面进行全元素定性分析。元素面析、线分析。分析范围为5号元素-92号元素。

(3)形貌分析:对样品表面可进行形貌放大分析。放大倍数为100-40000倍。  

(4)分析输出结果分为:照片输出和数字图象输出。



电子探针

五、3070型单道全自动X射线荧光光谱仪

是我所1986年从日本理学电机株式会社购买的仪器,具有波长散型单道荧光的全部优点,应用计算机整机进行控制测量和数据处理,2003年对仪器设备进行了技术改造,目前是我所比较先进的分析仪器。

其主要特性:

(1)分析范围:24个常量元素和微量元素;

(2)使用内/外样品交换器可以实现连续分析;

(3)具有中文屏幕显示的软件系统,操作方便;

(4)CRT直观显示图形实现人机对话;

(5)具有较高的精度和灵敏度;

(6)从漂移校正到回归分析,可全部进行数据处理;

(7)可在CRT上显示标定曲线;

(8)可以进行计算过程参数和极限范围的校正;

(9)线形计算可以达到1000KCPS;

(10)具有自动脉冲漂移校正的功能;

(11))相对于发射光谱和原子吸收光谱分析速度较快。

用途:可分析各类土壤、岩石和沙漠等固体样品的元素测定。



光谱仪

六、激光粒度仪简介

激光粒度仪是利用颗粒散射光分析技术原理,推算颗粒粒度分布的新一代粒度分析仪,主要针对粉体颗粒进行粒度分析,最大特点是粒度分析动态范围宽,仪器精度高,可干、湿两法分析样品。

生产厂家: 英国马尔文仪器有限公司

供货厂商: 瑞士华嘉(香港)有限公司

购置时间: 1999年

仪器型号:Mastersizer S

测量范围:0.05 um -900um

高度智能化软件指导仪器操作,任何粒度分布都可以在60秒之内完成全部操作。

该仪器自运行以来为沙漠形成演变、沙漠化、环境评价、沙尘暴以及冻土岩心等研究提供了大量科学依据。


激光粒度仪



粒子动态分析仪

七、PGS-2型等离子体原子发射光谱仪简介

    PGS-2型等离子体原子发射光谱仪,2001年由中国地矿部在德国CARL.ZEISS公司制造的PGS-2型二米平面光栅摄谱仪的基础上升级改造而成,共耗资近50万元人民币。该仪器长期以来为沙漠形成演变、沙漠地球化学、环境评价、干旱区植物生理生化及干旱区水资源等研究提供了大量科学依据。其主要性能和用途:

(1)检出限:检出限范围µg/mL-ng/mL

(2)分辨率:汞谱线313.155nm和313.183nm可分辨

(3)准确度:一般情况下RSD在1%-10%之间

(4)扫描重复性:±0.01 nm

(5)分析速度:扫描50 nm以内10个波长峰值1min

(6)线性分析范围:大多数元素校准曲线的线性范围可达4-6个数量级

(7)干扰效应:ICP-AES法相对火焰原子吸收法、电弧火花发射光谱法,有效的减轻了谱线干扰、背景干扰、化学干扰、物理干扰及电离干扰

(8)元素测定:可顺序测定多种元素

(9)用途:由于该仪器准确度高、精密度好、测量范围宽。从而是定量测试岩石、矿物、土壤、沉积物、水及动植物组织中无机常量及微量元素理想方法之一



荧光光谱仪



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