專利名稱：一種用于測(cè)量水深變化影響的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水深變化領(lǐng)域，更具體涉及一種用于測(cè)量水深變化影響的裝置，適用于測(cè)定水深變化而引起的水體、沉積物-水界面及沉積物中元素的遷移轉(zhuǎn)化和微生物對(duì)水深變化而產(chǎn)生一系列的影響。
背景技術(shù)：
水深是水體一個(gè)重要的表觀特征，在自然科學(xué)領(lǐng)域，它的概念很簡(jiǎn)單，也很直觀；目前在水利工程和航運(yùn)領(lǐng)域應(yīng)用較多。在水環(huán)境科學(xué)這個(gè)分支中，水深變化所產(chǎn)生的影響，是人們所應(yīng)考慮的重點(diǎn)，同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)。
水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化目前正引起越來(lái)越多的關(guān)注，在成庫(kù)過(guò)程中，隨著水深的增加，水庫(kù)底層的理化條件將發(fā)生改變，形成高壓、厭氧環(huán)境，而氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽等化學(xué)物質(zhì)的賦存形態(tài)、活動(dòng)性將發(fā)生變化，表現(xiàn)出與淺水條件下不同的特點(diǎn)。對(duì)此的研究將為水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化防治提供科學(xué)依據(jù)。
水體中沉積物-水界面的溶解氧(DO)含量隨著水深的增加而逐漸降低，DO的降低而又對(duì)該界面的微生態(tài)環(huán)境造成很大的影響，如生源要素磷(P)、氮(N)及重金屬(鐵、鋁、鉛等)元素的遷移轉(zhuǎn)化；微生物如細(xì)菌等的群落組成，及其對(duì)生源要素磷(P)、氮(N)及重金屬(鐵、鋁、鉛等)元素等吸收降解過(guò)程將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。例如三峽大壩2008年蓄水175米，在此之前，又分幾次蓄水，而每一次水位的上漲，將會(huì)對(duì)水體的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生多大的影響？筆者通過(guò)研究得出水深的增加有利于生源要素P的釋放。水深的增加，水體中的壓力也隨之增大；而熟知的是1個(gè)大氣壓(atm)相當(dāng)于10.34米的水柱所產(chǎn)生的壓力。通過(guò)對(duì)中國(guó)專利網(wǎng)進(jìn)行檢索，申請(qǐng)?zhí)朇N03242884.7為一種水深測(cè)量裝置，主要在浮標(biāo)本體一端設(shè)置具有摩擦力的軟性材質(zhì)套管，套管表面設(shè)有開(kāi)口，而線體一端穿設(shè)于套管開(kāi)口中，另一端則設(shè)置具有重量的鉛錘，當(dāng)進(jìn)行水深測(cè)量作業(yè)時(shí)，在鉛錘到達(dá)水底而將線體拉起，其浮標(biāo)重量會(huì)使套管彎折，且線體于套管內(nèi)形成彎折，配合套管的摩擦力，使線體不會(huì)在套管的通孔內(nèi)滑動(dòng)，讓完成測(cè)量的水深高度不再位移，以測(cè)量出準(zhǔn)確的水深距離；申請(qǐng)?zhí)朇N87209011，是用于水質(zhì)分析的瞬時(shí)采樣器，采用不透水的柔性材料制作采水器桶體，上蓋板與桶底板上有水壓?jiǎn)蜗蜷y裝置，并且具有可拆卸結(jié)構(gòu)；以上兩項(xiàng)專利，表明水深已經(jīng)日益為人們所關(guān)注，通過(guò)CN03242884.7可測(cè)量水深，利用CN87209011可采得深水水樣，利用機(jī)械控制采泥裝置也可采得沉積物；但這樣始終不能解決水深變化而引起的水體、沉積物-水界面及沉積物中元素的遷移轉(zhuǎn)化和微生物對(duì)水深變化反應(yīng)的定量化研究，而且通過(guò)上述方法誤差較大，不利于實(shí)驗(yàn)的操作，耗費(fèi)很大的人力、物力，研究的連續(xù)性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于測(cè)量水深變化影響的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠準(zhǔn)確測(cè)量水體、沉積物-水界面及沉積物中元素的遷移轉(zhuǎn)化和微生物受到水深變化的影響。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)措施隨著水深的增加，水庫(kù)底層的理化條件將發(fā)生改變，形成高壓、厭氧環(huán)境，在水體中的物質(zhì)均受到水體的壓力，受到壓力后，會(huì)發(fā)生哪些變化或產(chǎn)生哪些反應(yīng)，這就是本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)水深變化前即受到壓力前樣品含量或形態(tài)的測(cè)定，作為初始值；在測(cè)量受壓后的樣品的含量或形態(tài)，通過(guò)兩者間的差異，來(lái)表征其受到水深變化的影響，壓力是利用1個(gè)大氣壓(atm)相當(dāng)于10.34米的水柱所產(chǎn)生的壓力這個(gè)原理來(lái)產(chǎn)生。
用于實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的裝置包括一個(gè)氮?dú)馄?、無(wú)銹鋼細(xì)管、放氣閥、壓力罐罐體和車床用三夾夾頭。
測(cè)定水深變化影響的裝置中，產(chǎn)壓氣體的選用，一般市場(chǎng)比較多的是氧氣、氫氣、氮?dú)?、氦氣等；考慮到安全因素，本實(shí)用新型不適宜采用氧氣和氫氣；可采用氮?dú)夂秃?，一般采用氮?dú)猓蚩諝庵械牡獨(dú)獾谋壤龑⒔?0％，不會(huì)對(duì)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)造成污染或帶來(lái)誤差；一般市售氮?dú)馄浚ㄟ^(guò)減壓表(減壓表市場(chǎng)上有售)可產(chǎn)生15個(gè)左右大氣壓，即能模擬水深160多米左右；否則，可根據(jù)需要特殊要求；氮?dú)馄窟B接減壓表，通過(guò)無(wú)銹鋼細(xì)管通氣連接到壓力罐罐蓋上的進(jìn)氣孔，通過(guò)篩選，利用能耐酸酸堿的無(wú)銹鋼材料(1Cr18Ni19Ti)制作成(將整塊無(wú)銹鋼缸體掏空以保證氣密性)壓力罐，而本裝置的壁厚和容積大小，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要而定，本實(shí)用新型能夠模擬的最大水深與壓力罐的壁厚有著很大的關(guān)系，可通過(guò)計(jì)算得到；壓力罐罐蓋上包括進(jìn)氣孔和放氣閥，壓力罐罐蓋與壓力罐罐體間有一個(gè)塑料夾墊，壓力罐罐蓋與壓力罐罐體是通過(guò)螺絲連接，利用扳手?jǐn)Q緊，壓力罐罐體是通過(guò)車床用三夾夾頭固定，車床用三夾夾頭固定在桌子上。
為實(shí)現(xiàn)測(cè)定水深變化影響的目的，具體步驟如下(1)準(zhǔn)備兩份相同的實(shí)驗(yàn)樣品(沉積物-上覆水或水樣)，對(duì)它們進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定要研究受水深變化影響的指標(biāo)，作為初始值，一份用于試驗(yàn)，另一份作為對(duì)照樣；(2)向已用車床用三夾夾頭固定好的壓力罐中加入約2/3體積的蒸餾水，將樣品裝入封口袋內(nèi)(如沉積物與上覆水共存時(shí)，可考慮封口袋的形狀，最好為圓筒狀；單獨(dú)水樣測(cè)定水中物質(zhì)時(shí)，封口袋形狀物要求；)，排凈封口袋內(nèi)所有空氣后，放入壓力罐內(nèi)；對(duì)照樣進(jìn)行同樣操作，放入相同容積，裝有體積約2/3蒸餾水的遮光容器內(nèi)，容器應(yīng)放在暗處；(3)加上塑料夾墊，蓋上壓力罐罐蓋，用螺絲加緊(上螺絲時(shí)，請(qǐng)對(duì)稱操作，以免因力道不均，破壞缸體的氣密性。)，檢查放氣閥是否關(guān)緊；(4)將減壓表的閥打開(kāi)或打到最大(即此時(shí)不能通氣。)，打開(kāi)氮?dú)夤薜拈y門放氣后，然后將減壓表的閥逐漸關(guān)小，向容器內(nèi)加氣，減壓表顯示的壓力為壓力罐罐體內(nèi)壓力，直到自己需要的壓力即所要模擬的水深為止；對(duì)照樣內(nèi)也許沖入少量氮?dú)?，以確保其厭氧環(huán)境；(5)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間(一般以一天、兩天或一周作為時(shí)間間隔)，實(shí)驗(yàn)的時(shí)間可根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)而定，一般通過(guò)不同的時(shí)間間隔取樣，測(cè)量在不同的時(shí)間水深的影響；(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束或中途取樣，先關(guān)掉氮?dú)馄块y，再通過(guò)放氣閥門放氣，放凈后，除去螺絲及壓力罐罐蓋；(7)取出樣品及對(duì)照樣，進(jìn)行步驟(1)操作，測(cè)的最終值，通過(guò)樣品與對(duì)照樣的比較，可得出其受水深變化的影響；本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.可用于準(zhǔn)確測(cè)定水深變化的影響；2.方便實(shí)驗(yàn)室操作，增強(qiáng)研究的連續(xù)性和靈活性；3.成本低，能在很大程度上縮減人力和物力的損耗；4.通過(guò)本實(shí)用新型的測(cè)定，可認(rèn)為是水深變化所帶來(lái)的影響；
圖1為一種用于測(cè)量水深變化影響的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為放氣閥的結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述根據(jù)圖1可知，車床用三夾夾頭8固定在桌子9上，再利用車床用三夾夾頭8將壓力罐罐體7固定，以確保在用螺絲連接壓力罐罐蓋6與壓力罐罐體7連接時(shí)，能夠擰緊，放氣閥5是實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)用來(lái)放棄的(結(jié)構(gòu)如圖2)，進(jìn)氣孔4通過(guò)無(wú)銹鋼細(xì)管3，與減壓表2連接，減壓表2與氮?dú)馄?連接；按照?qǐng)D2可知，12為放氣孔，調(diào)節(jié)干11上有螺絲扣，通過(guò)扳手10調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)干11的高度實(shí)現(xiàn)放氣閥的放氣與關(guān)閉。
具體測(cè)量步驟如下(1)準(zhǔn)備兩份相同的樣品(沉積物-上覆水或水樣)，對(duì)它們進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定要研究受水深變化影響的指標(biāo)，作為初始值，一份用于試驗(yàn)，另一份作為對(duì)照樣；(2)向已用車床用三夾夾頭8固定好的壓力罐罐體7中加入約2/3體積的蒸餾水，將樣品裝入封口袋內(nèi)(如沉積物與上覆水共存時(shí)，可考慮封口袋的形狀，最好為圓筒狀；單獨(dú)水樣測(cè)定水中物質(zhì)時(shí)，封口袋形狀物要求；)，排凈封口袋內(nèi)所有空氣后，放入壓力罐內(nèi)；對(duì)照樣進(jìn)行同樣操作，放入相同容積，裝有體積約2/3蒸餾水的遮光容器內(nèi)，容器應(yīng)放在暗處；(3)加上塑料夾墊，蓋上壓力罐罐蓋6，用螺絲加緊(上螺絲時(shí)，請(qǐng)對(duì)稱操作，以免因力道不均，破壞缸體的氣密性。)，檢查放氣閥5是否關(guān)緊；(4)將減壓表2的閥打開(kāi)或打到最大(即此時(shí)不能通氣)，打開(kāi)氮?dú)夤薜拈y門放氣后，然后將減壓表2的閥逐漸關(guān)小，向容器內(nèi)加氣，減壓表2顯示的壓力為壓力罐罐體7內(nèi)壓力，直到自己需要的壓力即所要模擬的水深為止；對(duì)照樣內(nèi)也許沖入少量氮?dú)猓源_保其厭氧環(huán)境；(5)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間(一般以一天、兩天或一周作為時(shí)間間隔)，實(shí)驗(yàn)的時(shí)間可根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)而定，一般通過(guò)不同的時(shí)間間隔取樣，測(cè)量在不同的時(shí)間水深的影響；(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束或中途取樣，先關(guān)掉氮?dú)馄块y，再通過(guò)放氣閥5門放氣，放凈后，除去螺絲及壓力罐罐蓋6；(7)取出樣品及對(duì)照樣，進(jìn)行步驟(1)操作，測(cè)的最終值，通過(guò)樣品與對(duì)照樣的比較，可得出其受水深變化的影響。
權(quán)利要求1.一種用于測(cè)量水深變化影響的裝置，它包括氮?dú)馄?1)、無(wú)銹鋼細(xì)管(3)、放氣閥(5)，其特征在于氮?dú)馄?1)連接減壓表(2)，無(wú)銹鋼細(xì)管(3)連接壓力罐罐蓋(6)上的進(jìn)氣孔(4)，三夾夾頭(8)固定在桌子(9)上，再用三夾夾頭(8)將壓力罐罐體(7)固定，壓力罐罐蓋(6)與壓力罐罐體(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測(cè)量水深變化影響的裝置，其特征在于壓力罐罐蓋(6)與壓力罐罐體(7)間有一個(gè)塑料夾墊，壓力罐罐蓋(6)與壓力罐罐體(7)通過(guò)螺絲連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于測(cè)量水深變化影響的裝置，首先準(zhǔn)備兩份相同的樣品，測(cè)得初始值；其次是向壓力罐中加入蒸餾水，將樣品放入壓力罐內(nèi)；對(duì)照樣放入遮光容器內(nèi)；第三是加上塑料夾墊，蓋上罐蓋；第四是向容器內(nèi)加氣；第五是取樣，測(cè)量在不同的時(shí)間水深的影響；最后是取出樣品及對(duì)照樣，測(cè)得最終值。該裝置包括氮?dú)馄?、無(wú)銹鋼細(xì)管、放氣閥，氮?dú)馄窟B接減壓表，無(wú)銹鋼細(xì)管連接進(jìn)氣孔，三夾夾頭固定在桌子上，三夾夾頭將壓力罐罐體固定，壓力罐罐蓋與壓力罐罐體連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠準(zhǔn)確測(cè)量水體、沉積物－水界面及沉積物中元素的遷移轉(zhuǎn)化和微生物受到水深變化的影響。
文檔編號(hào)C12Q1/02GK2844917SQ20052009879
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者方濤, 付長(zhǎng)營(yíng), 徐小清 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所