[實(shí)用新型]應(yīng)用于湖泊沉積物－水界面過(guò)程研究的室內(nèi)模擬裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720043927.9
• 申請(qǐng)日: 2007-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201110849Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建軍;沈吉;瞿文川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00;G01N27/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 湯志武

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及用以研究界面化學(xué)和生物過(guò)程的實(shí)驗(yàn)室模擬設(shè)備，特別是一種應(yīng)用于湖泊沉積物-水界面過(guò)程研究的室內(nèi)模擬裝置，屬于地學(xué)及環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

淺水湖泊和河流沉積物-水界面的化學(xué)，物理以及生物過(guò)程是最為活躍的，而這些過(guò)程在實(shí)際過(guò)程中，由于受到風(fēng)浪，船只以及底棲動(dòng)物的影響，而難以捕捉。因此，淺水湖泊和河流的沉積物-水界面的研究在多數(shù)情況下是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的，不過(guò)很多均存在著實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)的不合理性，這些問(wèn)題在某種程度上帶來(lái)實(shí)驗(yàn)誤差，如靜態(tài)培養(yǎng)方式，由于沉積物的耗氧作用，會(huì)使得沉積物-水界面氧氣侵蝕深度變淺，甚至使得全部沉積物呈現(xiàn)厭氧狀態(tài)。野外實(shí)際狀況下，沉積物表層是有一定的好氧層的，好氧層的厚度在毫米級(jí)別之內(nèi)，曝氣或者攪動(dòng)上覆水水體，可以改變因靜止造成的厭氧狀態(tài)。再比如，室內(nèi)沉積物-水界面研究，由于研究體積較大，溫度控制較難進(jìn)行，有些實(shí)驗(yàn)可能會(huì)采用室內(nèi)空調(diào)控溫，但是，由于房間體積較大會(huì)造成控溫不穩(wěn)定且達(dá)到預(yù)期溫度所需時(shí)間較長(zhǎng)；也有人采用培養(yǎng)箱控溫，但是，該種控溫方式下，由于空氣干燥，很容易造成上覆水因?yàn)榭焖僬舭l(fā)而減少體積，且實(shí)驗(yàn)操作空間小，實(shí)際操作不方便.假如采用水浴控溫，那么會(huì)很大程度上縮短降溫時(shí)間，穩(wěn)定最終溫度，減少上覆水的蒸發(fā)。目前，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的界面研究在對(duì)實(shí)驗(yàn)條件，如光照、界面充氧、溫度等方面兼顧難以齊全，其主要原因還在于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不完善和未加以整合。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型發(fā)明的目的是克服上述缺陷，提供一種應(yīng)用于湖泊沉積物-水界面過(guò)程研究的室內(nèi)模擬裝置，能夠?qū)⒍喾N因素(溫度，光照，氧氣，上覆水性質(zhì)，擾動(dòng)等)綜合考慮，用于沉積物-水界面的研究。

本實(shí)用新型發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種應(yīng)用于湖泊沉積物-水界面過(guò)程研究的室內(nèi)模擬裝置，含設(shè)有頂蓋、底塞的沉積物柱狀樣采集管，采集管內(nèi)有采集的柱狀沉積物樣品，包括沉積物及其上覆水，其特征是還設(shè)有水動(dòng)力擾動(dòng)裝置、光照裝置、恒溫水浴裝置及自動(dòng)取樣裝置：

水動(dòng)力擾動(dòng)裝置設(shè)有位于恒溫水浴中心上方的調(diào)頻電機(jī)，其輸出軸下端聯(lián)接磁鐵，多個(gè)沉積物柱狀樣采集管環(huán)繞電機(jī)輸出軸設(shè)置于恒溫水浴內(nèi)，沉積物柱狀樣采集管頂蓋上設(shè)有固定向下伸入上覆水中的垂直桿，垂直桿下端活動(dòng)連接磁轉(zhuǎn)子，該磁轉(zhuǎn)子位于電機(jī)輸出軸下端磁鐵的磁場(chǎng)范圍內(nèi)；

光照裝置設(shè)有光源，光源下方設(shè)置一透明質(zhì)地的降溫槽，自來(lái)水管接入降溫槽的入口，降溫槽出口接下水道.降溫槽下方設(shè)有遮光層；

恒溫水浴裝置設(shè)置于遮光層下方，內(nèi)設(shè)保溫箱中的熱交換器外接恒溫槽；恒溫槽中的循環(huán)水被泵出，流經(jīng)熱交換器后又流回恒溫槽；保溫箱內(nèi)設(shè)有潛水泵；

自動(dòng)取樣裝置，包括一高于保溫箱水平的補(bǔ)水池，補(bǔ)水池出水口連通沉積物柱狀樣采集管頂蓋上的活動(dòng)密封螺紋進(jìn)水口，頂蓋上的活動(dòng)密封螺紋出水口連通注射器；還設(shè)有電極通過(guò)頂蓋的活動(dòng)密封孔伸入至上覆水中。

所說(shuō)光源為金鹵燈，通過(guò)遮光層后的光強(qiáng)為0-600μmol?m^-2?s^-1。

本實(shí)用新型發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果：1，可有效的控制沉積物以及上覆水水體的溫度，波動(dòng)范圍小(±1℃)，達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)溫度時(shí)間短；2，為上覆水及表層沉積物提供光照，光譜有利于光合作用(涵蓋400-700nm)，光強(qiáng)可以通過(guò)不同級(jí)別的遮光布進(jìn)行調(diào)節(jié)(0-600μmol?m^-2s^-1)，且通過(guò)降溫槽解決了燈源過(guò)熱對(duì)儀器造成的問(wèn)題提升；3，通過(guò)中心磁鐵形成的磁場(chǎng)帶動(dòng)采樣管中的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)動(dòng)速度可以調(diào)節(jié)(0～500rpm)，降低甚至杜絕沉積物過(guò)度厭氧造成的實(shí)驗(yàn)誤差；4，控制三通閥的開(kāi)關(guān)，由于重力作用，采樣管內(nèi)形成的內(nèi)壓會(huì)推進(jìn)上覆水進(jìn)入注射器內(nèi)，這種自動(dòng)采樣方式，能夠大大的降低實(shí)驗(yàn)人員的工作強(qiáng)度；5，結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，裝拆更換零部件方便，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠且廉價(jià)，可長(zhǎng)時(shí)間不間斷的運(yùn)轉(zhuǎn)，使用壽命長(zhǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1是模擬裝置總體示意圖；

圖2是模擬裝置中的沉積物柱狀樣采集管；

圖3是恒溫水浴俯視圖；

圖4是模擬裝置立體圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：