[實用新型]一種注氣式人工上升流實驗平臺

有效

• 申請號: 201520814960.1
• 申請日: 2015-10-20
• 公開（公告）號: CN205157161U
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 黃豪彩;革文科;張世豪;李丹華;孫科
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本實用新型屬于人工上升流研究領域，具體涉及一種注氣式人工上升流實驗平 臺。

背景技術

近年來，陸地資源日趨緊張，生態環境惡化，因此人們紛紛將目光轉向了海洋。開 發海洋資源、發展海洋經濟是國民經濟的重要支柱,也是可持續發展戰略的要求。上升流分 為自然上升流和人工上升流。一方面能將深層海水豐富的營養物質帶入真光層后為浮游植 物提供足夠的營養，浮游植物可利用這些營養物質進行光合作用，為魚類、貝類提供更多的 食物，進而提高漁業產量。另一方面，可以降低上層海水的溫度，增加碳匯，抑制氣候變暖和 海洋自然災害，改善海洋生態環境，對環境起到良性的作用。人工上升流的實施方法主要有 兩類：一類是改造海底地形，施放人造海底山脈，在海流的作用下產生上升流；一類是在海 面布放提升裝置，將底層海水提至真光層。后者按能量來源分類主要包括泵吸式、波浪驅動 式、溫鹽差式和注氣式。注氣式人工上升流是將壓縮空氣打入海中垂直管中，氣泡與水的混 合液密度相對于海水的密度較輕，利用海水在氣泡浮升的動能帶動作用下上升的機理，將 深層富含高營養鹽的海水揚升至上層，以此提高海域生產力，改善海域環境條件，為海洋養 殖增產提供一套可行的方法。為了研究注氣式人工上升流的環境效應，需要進行大量的湖 中試驗和海中試驗，不僅試驗難度大而且費用大。

發明內容

針對注氣式人工上升流的環境效應研究，本實用新型的目的在于提供一種注氣式 人工上升流實驗平臺，避免了大量湖試和海試的費用，為理論計算、數值計算和實際生產提 供一個便利且低成本的實驗研究平臺。

本實用新型的注氣式人工上升流實驗平臺，包括水槽支架、固定于水槽支架上的 透明水槽、透明涌升管、涌升管支架、注氣泵、氣體流量計、注氣管道、注水管道、鹽水存放水 槽支架、鹽水存放水槽、磁力泵和高速攝像機，涌升管支架置于透明水槽內，透明涌升管通 過抱箍豎直固定在涌升管支架上，透明涌升管管壁設有開孔，注氣管道的一端從該開孔插 入透明涌升管內，另一端經固定于透明水槽外壁上的氣體流量計后與注氣泵相連，透明水 槽的底部設有開孔，通過閥門及注水管道連接磁力泵的出口，鹽水存放水槽的底部也設有 開孔，同樣通過閥門及注水管道連接磁力泵的進口，高速攝像機置于攝像機支架上，且位于 透明水槽任一側壁的正前方，鏡頭對準涌升管管口區域。

所述的水槽支架、透明水槽、透明涌升管及涌升管支架構成實驗臺主體水槽，用于 裝載密度分層的鹽水和布放涌升管；水槽支架對透明水槽起支撐保護作用，將透明水槽嵌 入其中，形成一個牢靠的整體；涌升管支架在透明水槽內可以移動調整，可以根據不同的實 驗條件對其進行更換，方便靈活；透明涌升管固定于涌升管支架上，通過一個抱箍鎖緊，該 抱箍為鐵皮的柔性抱箍，可以根據涌升管直徑進行適當縮放；透明涌升管側壁上有開孔，注 氣管道的一端從開孔直接通入涌升管內，方便往涌升管中注氣；

所述的注氣泵、氣體流量計和注氣管道構成注氣系統，用于往涌升管中注氣；如上 所述，注氣管道一端與透明涌升管相連；該端可以采用多種結構來進行實驗，比如封死注氣 管道的端部，在其近端部密集打孔，形成單點注氣的方式；或者一端封堵，再將其環繞涌升 管內壁一周，圓環壁上開設小孔，形成圓環式的注氣方式；等等，通過實驗獲得最佳的注氣 方式；注氣泵可以采用低噪音的離心注氣泵，因為對于注氣壓力的要求不高，并且低噪音更 適合實驗室使用；氣體流量計可以采用玻璃轉子流量計，安裝于主體水槽支架的邊壁上，方 便調節和控制。

所述的磁力泵、鹽水存放水槽支架和鹽水存放水槽構成鹽水加注系統，用于向透 明水槽內加注鹽水；鹽水存放水槽安放在實驗臺主體水槽的旁邊，底部通過磁力泵與透明 水槽相連通，將其內的鹽水加注到透明水槽中；

所述的高速攝像機構成平臺的實驗拍攝系統；高速攝像機置于透明水槽的正前 方，透明水槽其余三個面可以用遮光布遮起來，保證拍攝背景為銀白色或者白色，以方便后 續圖像處理；調節攝像機支架，使其位于主體水槽正前方的正中，使攝像機鏡頭對準涌升管 管口附近區域，鏡頭垂直于主體水槽的壁面。拍攝開始后，打開注氣泵開關，高速攝像機將 記錄底層高密度的帶紅色示蹤劑的鹽水被提升上來以及提升上來之后的運動情況。

本實用新型的有益效果在于：