[實用新型]一種模擬大氣條件變化的實驗系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620937295.X
• 申請日: 2016-08-24
• 公開（公告）號: CN207300827U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王小治;王亞波;魏思雨;劉天宇;尹微琴;柏彥超;封克
• 申請（專利權(quán)）人: 揚州大學(xué)
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心32203
• 代理人: 鄒偉紅

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于大氣模擬研究領(lǐng)域，具體涉及一種模擬大氣條件變化的實驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)

工業(yè)革命以來，人類活動的加劇、化石燃料的大量使用、汽車尾氣急劇增加、含N化肥的廣泛應(yīng)用等，使得大氣環(huán)境發(fā)生了一系列變化。二氧化碳濃度的增加，使全球氣溫逐年升高，溫室效應(yīng)明顯，各種極端天氣愈發(fā)頻繁；氮氧化物的增加則使得空氣中的光化學(xué)污染日益加劇，近地層大氣中臭氧濃度增加。近地層大氣條件的變化，對多種農(nóng)作物產(chǎn)生了影響，而在目前的氣候變化趨勢下，在未來作物將會產(chǎn)生如何響應(yīng)，需要在穩(wěn)定的空間內(nèi)種植作物，甚至進(jìn)行長時間的年季實驗。現(xiàn)有的模擬方法主要有：

1、靜態(tài)室法。該方法包括封閉氣室和溫室，可以實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定變化，但與實際情況相差較大，不能較好地模擬真實田間情況，目前已經(jīng)很少使用，基本處于被淘汰狀態(tài)。

2、傳統(tǒng)開頂式氣室法。該方法利用傳統(tǒng)OTC-1型氣室，重點關(guān)注某條件的目標(biāo)變化，如臭氧或二氧化碳?xì)怏w濃度變化，強(qiáng)行加入空氣過濾器，導(dǎo)致氣室內(nèi)部與真實大氣狀況產(chǎn)生較大差異；該方法會導(dǎo)致氣室內(nèi)部溫度的升高，且在陽光充足的時間尤其明顯；對于穩(wěn)定氣體如二氧化碳，該方法的濃度控制系統(tǒng)可以保證，但對于臭氧等易衰減氣體，該方法的室外傳感器分析方式則會導(dǎo)致氣室內(nèi)真實值與檢測值存在差異，真實值常高于檢測值。

3、自由大氣法 (FACE)。該方法直接在大田模擬氣候變化，作物在農(nóng)田中生長，最貼近現(xiàn)實情況，但就實驗而言，該方法極易受多種因素影響，速度很小的風(fēng)就能引起實驗環(huán)境的波動，為實驗帶來極大不穩(wěn)定性；為了取得具有科學(xué)性、代表性的實驗樣品，需要設(shè)置較多重復(fù)或采集較多樣品，增大了實驗人員的勞動成本；實驗小區(qū)之間需要間隔較大，建造成本極大，極大的規(guī)模也帶來了極大的運營成本。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型針對目前的模擬方法，不能在貼近自然情形的情況下實現(xiàn)大氣條件變化的穩(wěn)定維持的難題，提供了一種接近自然，條件穩(wěn)定，價格低廉，靈活自由，維護(hù)簡易的模擬系統(tǒng)。

一種模擬大氣條件變化的實驗系統(tǒng)，包括供氣系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、目標(biāo)空間、監(jiān)測系統(tǒng)；位于供氣系統(tǒng)內(nèi)部的氣流動力源與運輸系統(tǒng)的一端相連，并將載氣氣體送入與運輸系統(tǒng)另一端連接的目標(biāo)空間，位于供氣系統(tǒng)內(nèi)部的污染氣體源提供污染氣體，通過分流裝置分流后經(jīng)軟管進(jìn)入運輸系統(tǒng)側(cè)部的小孔，使污染氣體與載氣一起進(jìn)入目標(biāo)空間；位于目標(biāo)空間內(nèi)部的監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測空間內(nèi)對應(yīng)信息，用于反饋調(diào)節(jié)。

所述的供氣系統(tǒng)還包括溫度調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)控制供氣系統(tǒng)及載氣的溫度。

所述的污染氣體源包括二氧化碳?xì)馄俊⒏呒冄鯕馄亢统粞醢l(fā)生器。

所述的氣流動力源為軸流風(fēng)機(jī)。

所述的軟管的個數(shù)為至少一個, 軟管的直徑為0.5-0.7cm。

所述的運輸系統(tǒng)主體為直徑20cmPVC硬管，外包1cm厚用于保溫的海綿板，所述的運輸系統(tǒng)2側(cè)部設(shè)置至少一個小孔。

所述的目標(biāo)空間主體為OTC-1型氣室，采用不銹鋼管做骨架、3mm厚玻璃做表面的透明半封閉空間。

所述的監(jiān)測系統(tǒng)包括二氧化碳分析儀、臭氧濃度監(jiān)測儀和溫度計。

所述的溫度調(diào)節(jié)器為空調(diào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是：

（1）所述實驗平臺在滿足實驗需求的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了低成本、高穩(wěn)定、易變化的目標(biāo)。

（2）所述實驗平臺達(dá)到一種污染不同梯度或多種污染復(fù)合的實驗?zāi)康摹?/p>

附圖說明

圖1是本實用新型所述實驗平臺整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型所述實驗平臺內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為采用本實用新型所述實驗平臺測定2015年3月21日臭氧濃度日變化圖。

圖4為采用本實用新型所述實驗平臺測定2015年3月10日至2015年5月30日臭氧濃度變化圖。

具體實施方式

如圖1和圖2，本實用新型所述的一種模擬大氣條件變化的實驗系統(tǒng)，包括供氣系統(tǒng)1、運輸系統(tǒng)2、目標(biāo)空間3、監(jiān)測系統(tǒng)4，位于供氣系統(tǒng)1內(nèi)部的氣流動力源7與運輸系統(tǒng)2的一端相連，并將載氣氣體送入與運輸系統(tǒng)2另一端連接的目標(biāo)空間3，位于供氣系統(tǒng)1內(nèi)部的污染氣體源5提供污染氣體，通過分流裝置8分流后經(jīng)軟管進(jìn)入運輸系統(tǒng)2側(cè)部的小孔，使污染氣體與載氣一起進(jìn)入目標(biāo)空間3；位于目標(biāo)空間3內(nèi)部的監(jiān)測系統(tǒng)4實時監(jiān)測空間內(nèi)對應(yīng)信息，用于反饋調(diào)節(jié)。分流后污染氣體由運輸系統(tǒng)2側(cè)部的小孔進(jìn)入運輸系統(tǒng)2，可根據(jù)需要設(shè)置一根或多根、一種或多種軟管，以達(dá)到一種污染不同梯度或多種污染復(fù)合的實驗?zāi)康摹?/p>