一种检测不同二氧化碳浓度对水影响的装置和方法
阅读说明：本技术 一种检测不同二氧化碳浓度对水影响的装置和方法 (Device and method for detecting influence of different carbon dioxide concentrations on water ) 是由 王晓慧 张卫 齐光峰 赵金刚 修长军 李世博 袁新 孟照瑜 张楠 张琼 于 2020-05-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种检测不同二氧化碳浓度对水影响的装置和方法,属于环境监测实验设备领域。其技术方案为：包括底座和设置在底座上的储水箱；储水箱包括左侧板、右侧板、前侧板、后侧板、顶板和底板,左侧板与右侧板之间设置有隔板A和隔板B,隔板A和隔板B将储水箱分隔成三处等大的子储水箱；后侧板外侧设置有进水管,进水管上设置有若干单独连通子储水箱的分支进水管,左侧板外侧设置有排气管,排气管上设置有若干单独连通子储水箱的分支排气管；前侧板上设置有若干单独连通子储水箱的排水管。本发明的有益效果为：结构简单,设计合理,能够将相同环境下的水样,在各种浓度二氧化碳影响下、设定时间里发生的指标变化快速的测量出来。(The invention provides a device and a method for detecting influences of different carbon dioxide concentrations on water, and belongs to the field of environmental monitoring experimental equipment. The technical scheme is as follows: comprises a base and a water storage tank arranged on the base; the water storage tank comprises a left side plate, a right side plate, a front side plate, a rear side plate, a top plate and a bottom plate, wherein a partition plate A and a partition plate B are arranged between the left side plate and the right side plate, and the partition plate A and the partition plate B divide the water storage tank into three sub water storage tanks with equal sizes; a water inlet pipe is arranged on the outer side of the rear side plate, a plurality of branch water inlet pipes which are independently communicated with the sub water storage tanks are arranged on the water inlet pipe, an exhaust pipe is arranged on the outer side of the left side plate, and a plurality of branch exhaust pipes which are independently communicated with the sub water storage tanks are arranged on the exhaust pipe; the front side plate is provided with a plurality of drain pipes which are independently communicated with the sub water storage tanks. The invention has the beneficial effects that: simple structure, reasonable in design can be with the water sample under the same environment, under the influence of various concentration carbon dioxide, the index change that takes place in the settlement time is quick to be measured out.)
技术领域
本发明涉及一种环境监测实验设备领域，尤其涉及一种检测不同二氧化碳浓度对水影响的装置和方法。
背景技术
在二氧化碳地质封存示范项目中，二氧化碳渗漏风险分析、渗漏监测技术和封堵技术等的研究就受到了越来越多的重视。目前来看，对二氧化碳封存地区的土壤、水指标变化情况进行检测，来推测是否发生了二氧化碳泄漏是可行的。但是，土壤、水的监测指标很多，各个指标随二氧化碳泄漏的变化规律及程度也不同怎么知道某地区是否发生了二氧化碳泄漏，或者是泄漏速率如何，都没有灵敏反应、便捷测量的环境要素指标，目前，测量不同二氧化碳浓度对水影响实验，通过多个独立的实验装置同时进行试验或进行多次实验，多个独立的实验装置造成在实验过程中并不能保证水样完全相同且多个独立的实验设备水样都会受到空气不同的影响从而导致实验得到的数据准确性降低，而多次进行实验不能保证每次水样所处的环境完全相同，。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，设计合理，能够将相同环境下的水样，在各种浓度二氧化碳影响下、设定时间里发生的指标变化快速的测量出来的检测不同二氧化碳浓度对水影响的装置和方法。
本发明是通过如下措施实现的：
一种检测不同二氧化碳浓度对水影响的装置，其特征在于，包括底座和设置在所述底座上的储水箱，所述储水箱用于放置试验用水样；
所述储水箱包括左侧板、右侧板、前侧板、后侧板、顶板和底板，所述前侧板采用透明材质制作，所述左侧板与所述右侧板之间水平设置有隔板A和隔板B，所述隔板A和所述隔板B将所述储水箱分隔成三处等大的子储水箱，三个所述子储水箱容积相等；
所述后侧板外侧通过若干U形卡扣竖直设置有进水管，所述进水管上设置有若干单独连通所述子储水箱的分支进水管,若干所述分支进水管相对一侧、所述进水管上设置有固定管；
所述左侧板外侧通过若干U形卡扣竖直设置有排气管，所述排气管上设置有若干单独连通所述子储水箱的分支排气管；
所述前侧板上设置有若干单独连通所述子储水箱的排水管；
三处所述子储水箱中均设置有螺旋进气管，所述螺旋进气管的进气端设置在所述右侧板上并设置在所述储水箱外部，所述螺旋进气管另一端固定设置在所述左侧板内侧，所述螺旋进气管的管壁开设有若干排气孔。
各个所述分支进水管和所述分支排气管均靠近相对的所述子储水箱顶部设置；
所述进水管、所述分支进水管、所述排气管、所述分支排气管和所述螺旋进气管均采用透明材质制作，方便观察水位；
本发明的具体特点还有：
所述固定管中设置有堵塞，所述进水管与所述固定管的管径相等且同心设置；
所述堵塞包括圆柱状塞头和螺杆，所述螺杆一端设置有所述塞头、另一端设置有旋转钮，所述固定管端部设置有圆形固定板，所述固定板上开设有螺纹孔，所述塞头外围设置有弹性橡胶，向所述储水箱注水时，拧动所述螺杆，将所述塞头脱离所述分支进水管进入所述固定管中，使所述分支进水管与所述进水管连通，方便水进入各个所述子储水箱中，向所述辅助进水斗中倒水，水沿所述进水管和所述分支进水管进入各个所述子储水箱中，当所述排气管中的所述浮球高于所述顶板时，所述储水箱中水满，此时所述进水管和所述排气管中的水的位置均高于所述顶板，起到了封闭作用，使外部空气无法进入所述储水箱中，注满水后，拧动所述螺杆，使所述塞头进入所述分支进水管，将所述分支进水管封堵，通入气体后，反应后的气体只能由所述排出管排出，优选的，所述排气管出气端连接有气体收集装置。
所述进水管顶端设置有横截面为梯形的辅助进水斗，所述进水管和所述排气管顶端均高于所述顶板上端面，所述排气管内设置有浮球，所述浮球球径大于所述子排气管管径。
所述螺旋进气管的进气端设置有L形辅助进气管，所述L形辅助进气管包括水平管和竖直管，所述水平管一端固定连接在所述螺旋进气管上，所述水平管另一端竖直设置有所述竖直管，所述竖直管中间位置设置有单向阀，设置所述单向阀，防止所述L形辅助进气管中水溢出的同时还可以进入气体。
所述排水管的出水端设置有旋转盖，所述旋转还内侧设置有内螺纹，所述述排水管的出水端外表面设置有外螺纹。
所述的检测不同二氧化碳浓度对水影响的方法为，包括以下步骤：
步骤1：目的地采集取得水样；
步骤2：取出所述装置（所述装置此时内部无水），先将所述排水管的所述旋转盖拧紧，然后拧动所述堵塞，使所述塞头脱离所述分支进水管（分支进水管与所述进水管连通），完成所述装置前期准备；
步骤3：将水样倒入储水箱中，直至若干所述子储水箱中盛满水（此时所述排气管中的所述浮球位置高于所述顶板），待若干所述子储水箱中水满后，将所述储水箱静置10-15分钟，注满水后将所述储水箱静置，保证了实验的精准性；
步骤4：取三个储存有不同浓度二氧化碳的气罐，使用软管将二氧化碳气罐与所述L形进气管连通，分别打开三个二氧化碳气罐，调整流量阀，以0-0.4L/min之间的设定流量向所述供气装置供二氧化碳气体，并保持三个二氧化碳气罐流量相同；
步骤5：向水样通气到设定时间后，关闭二氧化碳气罐，关闭流量阀；
步骤6：打开所述旋转盖，分别从子储水箱里采取一部分水样，分别测定pH值、DO浓度、重碳酸根和碳酸根浓度、COD浓度、硫酸根浓度、总矿化度、总硬度、氨氮浓度、氯离子浓度，以及钙、镁、钾、钠、铅、铁、锰、铬、铜、锌等金属元素的离子浓度。
使用完后，对装置进行清洗，并将所述装置中的残留水排空。
所述步骤3的设定流量分别为0.02L/min、0.04L/min、0.06L/min、0.08L/min、0.1L/min、0.0.2L/min、0.3L/min、0.4L/min。
本发明的有益效果为：结构简单，设计合理，能够将相同环境下的水样，在各种浓度二氧化碳影响下、设定时间里发生的指标变化快速的测量出来。
附图说明
图1 为本发明实施例的结构示意图。
图2 为本发明实施例主视图省略前侧板的结构示意图。
图3 为本发明实施例侧视图省略右侧板的结构示意图。
图4 为本发明实施例进水管的内部结构示意图。
其中，附图标记为：1、底座；2、储水箱；201、左侧板；202、右侧板；203、底板；204、顶板；205、隔板A；206、隔板B；207、前侧板；208、后侧板；209、隔板A；210、隔板B；3、排气管；301、分支排气管；4、进水管；401、固定管；402、分支进水管；403、圆形固定板；5、排水管；501、旋转盖；6、螺旋进气管；7、L形辅助进气管；8、单向阀；9、堵塞；901、圆柱状塞头；902、螺杆；903、旋转钮。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
参见图1-4，一种检测不同二氧化碳浓度对水影响的装置，其特征在于，包括底座（1）和设置在底座（1）上的储水箱（2），储水箱（2）用于放置试验用水样；
储水箱（2）包括左侧板（201）、右侧板（202）、前侧板（207）、后侧板（208）、顶板（204）和底板（203），前侧板（207）采用透明材质制作，左侧板（201）与右侧板（202）之间水平设置有隔板A（205）和隔板B（206），隔板A（205）和隔板B（206）将储水箱（2）分隔成三处等大的子储水箱（2），三个子储水箱（2）容积相等；
后侧板（208）外侧通过若干U形卡扣竖直设置有进水管（4），进水管（4）上设置有若干单独连通子储水箱（2）的分支进水管（402）,若干分支进水管（402）相对一侧、进水管（4）上设置有固定管（401）；
左侧板（201）外侧通过若干U形卡扣竖直设置有排气管（3），排气管（3）上设置有若干单独连通子储水箱（2）的分支排气管（301）；
前侧板（207）上设置有若干单独连通子储水箱（2）的排水管（5）；
三处子储水箱（2）中均设置有螺旋进气管（6），螺旋进气管（6）的进气端设置在右侧板（202）上并设置在储水箱（2）外部，螺旋进气管（6）另一端固定设置在左侧板（201）内侧，螺旋进气管（6）的管壁开设有若干排气孔。
各个分支进水管（402）和分支排气管（301）均靠近相对的子储水箱（2）顶部设置；
进水管（4）、分支进水管（402）、排气管（3）、分支排气管（301）和螺旋进气管（6）均采用透明材质制作，方便观察水位；
固定管（401）中设置有堵塞（9），进水管（4）与固定管（401）的管径相等且同心设置；
堵塞（9）包括圆柱状塞头（901）和螺杆（902），螺杆（902）一端设置有塞头、另一端设置有旋转钮（903），固定管（401）端部设置有圆形固定板（403），固定板上开设有螺纹孔，塞头外围设置有弹性橡胶，向储水箱（2）注水时，拧动螺杆（902），将塞头脱离分支进水管（402）进入固定管（401）中，使分支进水管（402）与进水管（4）连通，方便水进入各个子储水箱（2）中，向辅助进水斗中倒水，水沿进水管（4）和分支进水管（402）进入各个子储水箱（2）中，当排气管（3）中的浮球高于顶板（204）时，储水箱（2）中水满，此时进水管（4）和排气管（3）中的水的位置均高于顶板（204），起到了封闭作用，使外部空气无法进入储水箱（2）中，注满水后，拧动螺杆（902），使塞头进入分支进水管（402），将分支进水管（402）封堵，通入气体后，反应后的气体只能由排出管排出，优选的，排气管（3）出气端连接有气体收集装置。
进水管（4）顶端设置有横截面为梯形的辅助进水斗，进水管（4）和排气管（3）顶端均高于顶板（204）上端面，排气管（3）内设置有浮球，浮球球径大于子排气管（3）管径。
螺旋进气管（6）的进气端设置有L形辅助进气管（7），L形辅助进气管（7）包括水平管和竖直管，水平管一端固定连接在螺旋进气管（6）上，水平管另一端竖直设置有竖直管，竖直管中间位置设置有单向阀（8），设置单向阀（8），防止L形辅助进气管（7）中水溢出的同时还可以进入气体。
排水管（5）的出水端设置有旋转盖（501），旋转还内侧设置有内螺纹，述排水管（5）的出水端外表面设置有外螺纹。
检测不同二氧化碳浓度对水影响的方法为，包括以下步骤：
步骤1：目的地采集取得水样；
步骤2：取出装置（装置此时内部无水），先将排水管（5）的旋转盖（501）拧紧，然后拧动堵塞（9），使塞头脱离分支进水管（402）（分支进水管（402）与进水管（4）连通），完成装置前期准备；
步骤3：将水样倒入储水箱（2）中，直至若干子储水箱（2）中盛满水（此时排气管（3）中的浮球位置高于顶板（204）），待若干子储水箱（2）中水满后，将储水箱（2）静置10-15分钟，注满水后将储水箱（2）静置，保证了实验的精准性；
步骤4：取三个储存有不同浓度二氧化碳的气罐，使用软管将二氧化碳气罐与L形进气管连通，分别打开三个二氧化碳气罐，调整流量阀，以0-0.4L/min之间的设定流量向供气装置供二氧化碳气体，并保持三个二氧化碳气罐流量相同；
步骤5：向水样通气到设定时间后，关闭二氧化碳气罐，关闭流量阀；
步骤6：打开旋转盖（501），分别从子储水箱（2）里采取一部分水样，分别测定pH值、DO浓度、重碳酸根和碳酸根浓度、COD浓度、硫酸根浓度、总矿化度、总硬度、氨氮浓度、氯离子浓度，以及钙、镁、钾、钠、铅、铁、锰、铬、铜、锌等金属元素的离子浓度。
使用完后，对装置进行清洗，并将装置中的残留水排空。
步骤3的设定流量分别为0.02L/min、0.04L/min、0.06L/min、0.08L/min、0.1L/min、0.0.2L/min、0.3L/min、0.4L/min。
实施例二
参见图1-4，一种检测不同二氧化碳浓度对水影响的装置，其特征在于，包括底座（1）和设置在底座（1）上的储水箱（2），储水箱（2）用于放置试验用水样；
储水箱（2）包括左侧板（201）、右侧板（202）、前侧板（207）、后侧板（208）、顶板（204）和底板（203），前侧板（207）采用透明材质制作，左侧板（201）与右侧板（202）之间水平设置有隔板A（205）和隔板B（206），隔板A（205）和隔板B（206）将储水箱（2）分隔成三处等大的子储水箱（2），三个子储水箱（2）容积相等；
后侧板（208）外侧通过若干U形卡扣竖直设置有进水管（4），进水管（4）上设置有若干单独连通子储水箱（2）的分支进水管（402）,若干分支进水管（402）相对一侧、进水管（4）上设置有固定管（401）；
左侧板（201）外侧通过若干U形卡扣竖直设置有排气管（3），排气管（3）上设置有若干单独连通子储水箱（2）的分支排气管（301）；
前侧板（207）上设置有若干单独连通子储水箱（2）的排水管（5）；
三处子储水箱（2）中均设置有螺旋进气管（6），螺旋进气管（6）的进气端设置在右侧板（202）上并设置在储水箱（2）外部，螺旋进气管（6）另一端固定设置在左侧板（201）内侧，螺旋进气管（6）的管壁开设有若干排气孔。
各个分支进水管（402）和分支排气管（301）均靠近相对的子储水箱（2）顶部设置；
进水管（4）、分支进水管（402）、排气管（3）、分支排气管（301）和螺旋进气管（6）均采用透明材质制作，方便观察水位；
固定管（401）中设置有堵塞（9），进水管（4）与固定管（401）的管径相等且同心设置；
堵塞（9）包括圆柱状塞头（901）和螺杆（902），螺杆（902）一端设置有塞头、另一端设置有旋转钮（903），固定管（401）端部设置有圆形固定板（403），固定板上开设有螺纹孔，塞头外围设置有弹性橡胶，向储水箱（2）注水时，拧动螺杆（902），将塞头脱离分支进水管（402）进入固定管（401）中，使分支进水管（402）与进水管（4）连通，方便水进入各个子储水箱（2）中，向辅助进水斗中倒水，水沿进水管（4）和分支进水管（402）进入各个子储水箱（2）中，当排气管（3）中的浮球高于顶板（204）时，储水箱（2）中水满，此时进水管（4）和排气管（3）中的水的位置均高于顶板（204），起到了封闭作用，使外部空气无法进入储水箱（2）中，注满水后，拧动螺杆（902），使塞头进入分支进水管（402），将分支进水管（402）封堵，通入气体后，反应后的气体只能由排出管排出，优选的，排气管（3）出气端连接有气体收集装置。
进水管（4）顶端设置有横截面为梯形的辅助进水斗，进水管（4）和排气管（3）顶端均高于顶板（204）上端面，排气管（3）内设置有浮球，浮球球径大于子排气管（3）管径。
螺旋进气管（6）的进气端设置有L形辅助进气管（7），L形辅助进气管（7）包括水平管和竖直管，水平管一端固定连接在螺旋进气管（6）上，水平管另一端竖直设置有竖直管，竖直管中间位置设置有单向阀（8），设置单向阀（8），防止L形辅助进气管（7）中水溢出的同时还可以进入气体。
排水管（5）的出水端设置有旋转盖（501），旋转还内侧设置有内螺纹，述排水管（5）的出水端外表面设置有外螺纹。
实施例三
参见图1-4，一种检测不同二氧化碳浓度对水影响的装置，其特征在于，包括底座（1）和设置在底座（1）上的储水箱（2），储水箱（2）用于放置试验用水样；
储水箱（2）包括左侧板（201）、右侧板（202）、前侧板（207）、后侧板（208）、顶板（204）和底板（203），前侧板（207）采用透明材质制作，左侧板（201）与右侧板（202）之间水平设置有隔板A（205）和隔板B（206），隔板A（205）和隔板B（206）将储水箱（2）分隔成三处等大的子储水箱（2），三个子储水箱（2）容积相等；
后侧板（208）外侧通过若干U形卡扣竖直设置有进水管（4），进水管（4）上设置有若干单独连通子储水箱（2）的分支进水管（402）,若干分支进水管（402）相对一侧、进水管（4）上设置有固定管（401）；
左侧板（201）外侧通过若干U形卡扣竖直设置有排气管（3），排气管（3）上设置有若干单独连通子储水箱（2）的分支排气管（301）；
前侧板（207）上设置有若干单独连通子储水箱（2）的排水管（5）；
三处子储水箱（2）中均设置有螺旋进气管（6），螺旋进气管（6）的进气端设置在右侧板（202）上并设置在储水箱（2）外部，螺旋进气管（6）另一端固定设置在左侧板（201）内侧，螺旋进气管（6）的管壁开设有若干排气孔。
各个分支进水管（402）和分支排气管（301）均靠近相对的子储水箱（2）顶部设置；
进水管（4）、分支进水管（402）、排气管（3）、分支排气管（301）和螺旋进气管（6）均采用透明材质制作，方便观察水位；
固定管（401）中设置有堵塞（9），进水管（4）与固定管（401）的管径相等且同心设置；
堵塞（9）包括圆柱状塞头（901）和螺杆（902），螺杆（902）一端设置有塞头、另一端设置有旋转钮（903），固定管（401）端部设置有圆形固定板（403），固定板上开设有螺纹孔，塞头外围设置有弹性橡胶，向储水箱（2）注水时，拧动螺杆（902），将塞头脱离分支进水管（402）进入固定管（401）中，使分支进水管（402）与进水管（4）连通，方便水进入各个子储水箱（2）中，向辅助进水斗中倒水，水沿进水管（4）和分支进水管（402）进入各个子储水箱（2）中，当排气管（3）中的浮球高于顶板（204）时，储水箱（2）中水满，此时进水管（4）和排气管（3）中的水的位置均高于顶板（204），起到了封闭作用，使外部空气无法进入储水箱（2）中，注满水后，拧动螺杆（902），使塞头进入分支进水管（402），将分支进水管（402）封堵，通入气体后，反应后的气体只能由排出管排出，优选的，排气管（3）出气端连接有气体收集装置。
进水管（4）顶端设置有横截面为梯形的辅助进水斗，进水管（4）和排气管（3）顶端均高于顶板（204）上端面，排气管（3）内设置有浮球，浮球球径大于子排气管（3）管径。
螺旋进气管（6）的进气端设置有L形辅助进气管（7），L形辅助进气管（7）包括水平管和竖直管，水平管一端固定连接在螺旋进气管（6）上，水平管另一端竖直设置有竖直管，竖直管中间位置设置有单向阀（8），设置单向阀（8），防止L形辅助进气管（7）中水溢出的同时还可以进入气体。
排水管（5）的出水端设置有旋转盖（501），旋转还内侧设置有内螺纹，述排水管（5）的出水端外表面设置有外螺纹。
检测不同二氧化碳浓度对水影响的方法为，包括以下步骤：
步骤1：目的地采集取得水样；
步骤2：取出装置（装置此时内部无水），先将排水管（5）的旋转盖（501）拧紧，然后拧动堵塞（9），使塞头脱离分支进水管（402）（分支进水管（402）与进水管（4）连通），完成装置前期准备；
步骤3：将水样倒入储水箱（2）中，直至若干子储水箱（2）中盛满水（此时排气管（3）中的浮球位置高于顶板（204）），待若干子储水箱（2）中水满后，将储水箱（2）静置10-15分钟，注满水后将储水箱（2）静置，保证了实验的精准性；
步骤4：取三个储存有不同浓度二氧化碳的气罐，使用软管将二氧化碳气罐与L形进气管连通，分别打开三个二氧化碳气罐，调整流量阀，以0-0.4L/min之间的设定流量向供气装置供二氧化碳气体，并保持三个二氧化碳气罐流量相同；
步骤5：向水样通气到设定时间后，关闭二氧化碳气罐，关闭流量阀；
步骤6：打开旋转盖（501），分别从子储水箱（2）里采取一部分水样，分别测定pH值、DO浓度、重碳酸根和碳酸根浓度、COD浓度、硫酸根浓度、总矿化度、总硬度、氨氮浓度、氯离子浓度，以及钙、镁、钾、钠、铅、铁、锰、铬、铜、锌等金属元素的离子浓度。
使用完后，对装置进行清洗，并将装置中的残留水排空。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
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