一种测量水槽内水体底边界层盐分微细剖面的装置的制作方法

本发明属于地学及环境科学测量设备技术领域，涉及一种实验室模拟测量装置，特别是一种测量水槽内水体底边界层盐分微细剖面的装置。

背景技术：
：

水体底边界层常存在于海洋、湖库和河流的沉积物-水界面处，是指水流结构明显受到底边界影响的水层。底边界层对海洋、湖库和河流的生态学、化学、地质学具有重要的作用，它是沉积物与上覆水之间进行热量、溶质及颗粒物交换的必经场所；边界层内的溶质浓度变化剧烈，测量水体底边界层的盐分微细剖面可揭示盐分在底边界层的扩散通量、迁移规律，对于水质的控制与管理具有重要意义。传统的测量方法是在水槽侧壁上设多个取样孔，取样孔用橡皮塞封住，用医用注射器穿透橡皮塞抽取边界层水样，最小测量间距只能达到0.5cm，这种方法的弊端是抽取水样的过程将影响边界层的稳定，而且测量结果误差相对较大；为了能够实现对水体边界层溶质微细剖面多点位的精确测量，需要发明一套稳定测量水体底边界层盐分微细剖面的装置，因此涉及一种测量水槽内水体底边界层盐分微细剖面的装置，该装置通过微调齿轮与锯齿的啮合作用，实现对电极上下微调，并能够在边界层垂直方向上每隔1mm设置一个监测点，测定精确度高，模拟误差小，实现了水体边界层盐分在微细剖面上的多点位稳定测定。

技术实现要素：
：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种用于测量水槽内水体底边界层盐分微细剖面的装置，利用该装置进行测量，能够在边界层垂直方向上每隔1mm设置一个监测点，测定精确度高，模拟误差小，实现了水体边界层盐分在微细剖面上的多点位稳定测定，还能够确定通过边界层的盐分通量和迁移规律，能够为水质的预测、控制和管理提供依据。

为了实现上述目的，本发明涉及的测量水槽内水体底边界层盐分微细剖面的装置的主体结构包括：水槽、固定支架、定位组件、电极微调组件、电极夹和电极；水槽中盛放待测水样，固定支架包括内侧立杆、外侧立杆、水平杆、斜梁、定位孔组和定位螺栓，水平杆中间处开有水平杆连通孔，水平杆的左右两端下表面靠近左右边沿处分别固定连接有外侧立杆，外侧立杆的内侧分别置有与水平杆下表面固定连接的内侧立杆，内侧立杆与外侧立杆的间距为15-20mm，固定支架左右两端的内侧立杆上分别固定连接有斜梁，斜梁的一端与内侧立杆中间偏上处固定连接，另一端与水平杆下表面处固定连接，用以提高固定支架的稳定性，两根外侧立杆的下半部分竖直均布有定位孔组，每根外侧立杆的定位孔组中安装有两组以上定位螺栓，在将固定支架固定于水槽上时，拧紧最上端的定位螺栓，使其尾部紧靠在内侧立杆的外表面上，然后将最上端的定位螺栓支撑在水槽左右侧表面上端，最上端定位螺栓下端的其他定位螺栓的尾端分别支撑在水槽的左右两侧的外表面上，实现固定支架与水槽之间的双重固定，防止固定支架在水槽上滑动；定位组件包括固定底座和刻度尺槽，刻度尺槽竖直固定置于水平杆的上表面中间处，刻度尺槽的内部开有从刻度尺槽上表面贯通到下表面的贯通孔，贯通孔与水平杆上的连通孔尺寸相同并连通，刻度尺槽的前侧板开有从上端面延伸到下端面的前侧板开口，刻度尺槽左右端面的下边沿处固定连接有固定底座，固定底座的下部固定连接于水平杆的上表面上；电极微调组件包括第一挡片、第二挡片、微调齿轮、刻度尺、微调旋钮和连接轴，第一挡片固定置于刻度尺槽的前侧板上端靠近右边沿处，第二挡片固定置于刻度尺槽的后侧板上端靠近右边沿处，第一挡片和第二挡片之间连接有微调齿轮，连接轴一端与微调齿轮固定连接，另一端穿过第二挡片与微调旋钮固定连接，微调旋钮能够控制微调齿轮转动，在转动微调旋钮时，动力由连接轴传递至微调齿轮来带动微调齿轮转动；刻度尺的下端穿过贯通孔，再穿过水平杆上的连通孔，延伸到水槽里，刻度尺的下端通过电极夹与电极固定连接，刻度尺的右侧壁上固定置有锯齿，锯齿与微调齿轮啮合，微调齿轮转动带动刻度尺上下运动，来控制刻度尺下端电极的高度，微调齿轮能够使电极在竖直方向上的位移精度达到1mm，刻度尺槽的左侧壁上置有固定螺栓，固定螺栓贯穿刻度尺槽的左侧壁并能够刻度尺的左侧壁接触来固定刻度尺，防止刻度尺上下滑动。

本发明在使用时，先在水槽上选定放置固定支架的理想高度后，再将定位螺栓穿过水槽上边沿上端的定位孔组，使定位螺栓支撑在水槽上边沿上端，再紧固水槽侧表面的定位螺栓，使定位螺栓与水槽的侧壁紧密接触，通过上述步骤，完成了固定支架对水槽的双重固定,防止固定支架在水槽上滑动，影响电极定位及测量的准确性；再将刻度尺垂直依次穿过刻度尺槽内的贯通孔和水平杆上的连通孔，深入到水槽内，转动微调旋钮带动微调齿轮转动，微调齿轮带动刻度尺上下运动来控制刻度尺下端电极的高度，待将电极调整到合适高度后，转动固定螺栓来固定刻度尺，防止刻度尺上下滑动，然后利用电极测量水体底边界层的电导率，由于水体底边界层极薄，过大的测量间距难以取得足够的数据样本，微调齿轮的调整间距为1mm，通过微调齿轮在边界层垂直方向上每隔1mm设置一个监测点，电极来测试每一监测点的电导率，来取得足够多的数据样本，然后通过每一监测点测得的电导率来计算每一监测点的盐分。

本发明与现有技术相比，通过微调齿轮与锯齿的啮合作用，实现对电极上下微调，实验条件可控性能好，能够在边界层垂直方向上每隔1mm设置一个监测点，测定精确度高，模拟误差小，实现了水体边界层盐分在微细剖面上的多点位稳定测定；设置在外侧立杆上的不同高度的定位孔能够满足对不同测量高度的要求，并且固定支架的高度调节方便，并且固定支架稳定性好；其主体结构简单，安装使用方便，应用环境友好，市场前景广阔。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的水平杆和固定底座的主体结构原理示意图。

图3为本发明涉及的刻度尺槽和固定螺栓的主体结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

本实施例涉及的用于测量水槽内水体底边界层盐分微细剖面的装置的主体结构包括：水槽1、固定支架2、定位组件3、电极微调组件4、电极夹5和电极6；水槽1中盛放待测水样，固定支架2包括内侧立杆7、外侧立杆8、水平杆9、斜梁10、定位孔组11和定位螺栓12，水平杆9中间处开有水平杆连通孔23，水平杆9的左右两端下表面靠近左右边沿处分别固定连接有外侧立杆8，外侧立杆8的内侧分别置有与水平杆9下表面固定连接的内侧立杆7，内侧立杆7与外侧立杆8的间距为15-20mm，固定支架2左右两端的内侧立杆7上分别固定连接有斜梁10，斜梁10的一端与内侧立杆7中间偏上处固定连接，另一端与水平杆9下表面处固定连接，用以提高固定支架2的稳定性，两根外侧立杆8的下半部分竖直均布有定位孔组11，每根外侧立杆8的定位孔组11中安装有两组以上定位螺栓12，在将固定支架2固定于水槽1上时，拧紧最上端的定位螺栓12，使其尾部紧靠在内侧立杆7的外表面上，然后将最上端的定位螺栓12支撑在水槽1左右侧表面上端，最上端定位螺栓12下端的其他定位螺栓12的尾端分别支撑在水槽1的左右两侧的外表面上，实现固定支架2与水槽1之间的双重固定；定位组件3包括固定底座13和刻度尺槽14，刻度尺槽14竖直固定置于水平杆9的上表面中间处，刻度尺槽14的内部开有从刻度尺槽14上表面贯通到下表面的贯通孔21，贯通孔21与水平杆9上的连通孔23尺寸相同并连通，刻度尺槽14的前侧板27开有从上端面延伸到下端面的前侧板开口22，刻度尺槽14左右端面的下边沿处固定连接有固定底座13，固定底座13的下部固定连接于水平杆9的上表面上；电极微调组件4包括第一挡片15、第二挡片16、微调齿轮17、刻度尺18、微调旋钮19和连接轴20，第一挡片15固定置于刻度尺槽14的前侧板27上端靠近右边沿处，第二挡片16固定置于刻度尺槽14的后侧板26上端靠近右边沿处，第一挡片15和第二挡片16之间连接有微调齿轮17，连接轴20一端与微调齿轮17固定连接，另一端穿过第二挡片16与微调旋钮19固定连接，微调旋钮19能够控制微调齿轮17转动，在转动微调旋钮19时，动力由连接轴20传递至微调齿轮17来带动微调齿轮17转动；刻度尺18的下端穿过贯通孔21，再穿过水平杆9上的连通孔23，延伸到水槽1里，刻度尺18的下端通过电极夹5与电极6固定连接，刻度尺18的右侧壁上固定置有锯齿24，锯齿23与微调齿轮17啮合，微调齿轮17转动带动刻度尺18上下运动，来控制刻度尺18下端电极6的高度，微调齿轮17能够使电极6在竖直方向上的位移精度达到1mm，刻度尺槽14的左侧壁上置有固定螺栓25，固定螺栓25贯穿刻度尺槽14的左侧壁并能够刻度尺18的左侧壁接触来固定刻度尺18，防止刻度尺18上下滑动。

本实施例在使用时，先在水槽1上选定放置固定支架2的理想高度后，再将定位螺栓12穿过水槽1上边沿上端的定位孔组11，使定位螺栓12支撑在水槽1上边沿上端，再紧固水槽1侧表面的定位螺栓12，使定位螺栓12与水槽1的侧壁紧密接触，通过上述步骤，完成了固定支架2对水槽1的双重固定；再将刻度尺18垂直依次穿过刻度尺槽14内的贯通孔21和水平杆9上的连通孔23，深入到水槽1内，转动微调旋钮19带动微调齿轮17转动，微调齿轮17带动刻度尺18上下运动来控制刻度尺18下端电极6的高度，待将电极6调整到合适高度后，转动固定螺栓25来固定刻度尺18，防止刻度尺18上下滑动，然后利用电极6测量水体底边界层的电导率，由于水体底边界层极薄，过大的测量间距难以取得足够的数据样本，微调齿轮17的调整间距为1mm，通过微调齿轮17在边界层垂直方向上每隔1mm设置一个监测点，电极6来测试每一监测点的电导率，来取得足够多的数据样本，然后通过每一监测点测得的电导率来计算每一监测点的盐分。