[發(fā)明專利]地下水可溶鹽環(huán)境分析儀

有效

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• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112798657B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設計）人: 羅宏杰;趙靜;黃曉
• 申請（專利權）人: 上海大學;中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: G01N27/08
• 分類號: G01N27/08;G01F23/04
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄒蘊

本發(fā)明提供一種地下水可溶鹽環(huán)境分析儀，包括：環(huán)境模擬系統，其包括容納多孔文物樣品和可溶鹽溶液的箱體、調節(jié)箱體內的多種環(huán)境條件的環(huán)境調節(jié)單元、測量箱體內的可溶鹽溶液的狀態(tài)參數的溶液檢測單元以及顯示多種環(huán)境條件和可溶鹽溶液的狀態(tài)參數的參數顯示單元；以及地下水位模擬系統，其包括總刻度標尺、設置于總刻度標尺且容納可溶鹽溶液的溶液供給箱、輸送可溶鹽溶液的溶液運輸管以及測定溶液供給箱中的液面高度的液面高度標尺；箱體的底部通過溶液運輸管與溶液供給箱的底部連通；溶液檢測單元包括用于測定不同高度下可溶鹽溶液的電導率的電導率測量模塊。

技術領域

本發(fā)明涉及文化遺產保護技術領域，具體涉及一種用于研究地下水可溶鹽溶液在多孔文物中的環(huán)境以及濃度分析等的地下水可溶鹽環(huán)境分析儀。

背景技術

中國具有5000年連綿不斷的歷史，為人類文明的產生、發(fā)展與進步做出了巨大的貢獻，產生了眾多分布在祖國大地上的人類優(yōu)秀文化遺產。

由于文化遺產是不可再生的珍貴資源，隨著經濟全球化趨勢和現代化進程的加快，我國的文化生態(tài)正在發(fā)生巨大變化，文化遺產及其生存環(huán)境受到嚴重威脅，不少與地下水相連通的古建筑、古遺址、歷史文化名城等整體風貌遭到破壞。以云岡石窟為例，眾多依石窟外壁石崖而建的砂巖質石雕像，在上世紀70年代還栩栩如生、保存完好，但到了本世紀初則已經變得面目全非；而被譽為墻壁上博物館的世界文化遺產莫高窟，一些珍貴的壁畫在短短百年時間內，在地下水“鹽害”的影響下已經變得漫漶不清。

目前關于地下水可溶鹽對文物的損壞研究，主要集中在文物的類型、文物含有可溶鹽的種類、水鹽來源、可溶鹽的結晶規(guī)律、熱力學動力學變化機制、以及鹽的結晶壓、相關分子動力學模型的推算等方面。有報道鹽分和鹽分所引起的吸濕和毛細管凝結作用、以及環(huán)境濕度變化和鹽吸濕溶解的雙重作用會引起多孔材料的毀損、鹽在孔內結晶以及所產生的結晶壓使孔體表面受壓破壞等。這些研究大大提升了人們對鹽和文物之間相關性的了解，但針對不同環(huán)境條件下，鹽隨地下水在多孔狀孔道內部的運移和濃度分布等過程，很難通過現有的技術裝備進行分析。

發(fā)明內容

發(fā)明要解決的問題：

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能構筑多種環(huán)境條件，模擬并檢測可溶鹽溶液在多孔文物中的變化及濃度分布狀況等的地下水可溶鹽環(huán)境分析儀。

解決問題的技術手段：

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種地下水可溶鹽環(huán)境分析儀，包括：環(huán)境模擬系統，其包括容納多孔文物樣品和可溶鹽溶液的箱體、調節(jié)所述箱體內的多種環(huán)境條件的環(huán)境調節(jié)單元、測量所述箱體內的可溶鹽溶液的狀態(tài)參數的溶液檢測單元以及顯示所述多種環(huán)境條件和所述可溶鹽溶液的狀態(tài)參數的參數顯示單元；以及地下水位模擬系統，其包括總刻度標尺、設置于所述總刻度標尺且容納所述可溶鹽溶液的溶液供給箱、輸送所述可溶鹽溶液的溶液運輸管以及測定所述溶液供給箱中的液面高度的液面高度標尺；所述箱體的底部通過所述溶液運輸管與所述溶液供給箱的底部連通；所述溶液檢測單元包括用于測定不同高度下所述可溶鹽溶液的電導率的電導率測量模塊。

根據本發(fā)明，能通過簡單的結構實現多種環(huán)境條件和多種地下水位高度，能直觀地檢測可溶鹽隨地下水在多孔文物樣本中運移過程，對文物是否受到地下水“鹽害”作出預警。

也可以是，本發(fā)明中，所述電導率測量模塊是沿所述箱體內的可溶鹽溶液的高度方向設置的針板式電極，包括彼此相向地設置于所述箱體的側壁的陽極和陰極。借助于此，能夠將可溶鹽溶液分為多個溶液層區(qū)域，并測量每個溶液層區(qū)域的電導率，由此檢測不同高度下可溶鹽溶液的電導率。

也可以是，本發(fā)明中，還包括預先建立的包括所述可溶鹽溶液的電導率與溶液濃度的關系的數據庫；將所述電導率測量模塊檢測到的電導率導入所述數據庫，獲得與所述電導率對應的溶液濃度。通過將檢測到的不同高度下可溶鹽溶液的電導率與數據庫中的數據進行比對，能夠獲得不同高度下可溶鹽溶液的溶液濃度。