CN210110157U - 模拟潮汐过程的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种模拟潮汐过程的实验装置，进水系统和排水系统用于实现实验水箱水位上涨、下降；实验水箱与蓄水箱保持一定的水位差，设置定时转换器的开关开启时间以控制电磁阀开关，实验水箱内的海水依靠水重力自流，进入蓄水箱，实现水位降低。本实用新型的实验装置，通过蠕动泵和流量计对流量控制，降低进出水流量，在相同的涨落潮历程模拟中减小了总水量，较以往的潮汐模拟装置降低了对实验空间要求，便于实验室实现；通过蠕动泵和定时转化器多组开启时间的设置，可以实现潮汐过程连续模拟，实用性强，值得推广。

Description

模拟潮汐过程的实验装置

技术领域

本实用新型属于海洋生态实验技术领域，具体涉及一种模拟潮汐过程的实验装置。

背景技术

潮汐现象是指海水在天体引潮力作用下所产生的周期性运动，是近海普遍且重要的一种水文现象。潮汐会引起水位周期性的变化，水位周期性变化会使潮间带生物周期性的淹没和干出，也会影响土壤盐度、土壤中养分、沉积物属性和pH等理化性质，潮汐现象使潮间带生物处在周期性变化的环境中，是潮间带生物主要环境胁迫之一。潮汐水位对潮间带生物影响的现场试验往往受现场条件和环境的限制，并且现有的模拟潮汐试验的装置占地面积大，建造成本高，不利于，不易开展，因此非常有必要设计一种体积小、占地面积少的模拟潮汐过程装置为潮间带生物生态响应的实验平台。

实用新型内容

本实用新型提出一种模拟潮汐过程的实验装置，小型实验装置，结合研究海域潮汐参数，利用定时转换器控制进水与排水的时间模拟潮汐涨潮、落潮过程，通过控制流量以减小实验水箱的尺寸，从而实现利用小水箱来模拟潮汐水位的动态变化。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种模拟潮汐过程的实验装置，包括第一工作平台、第二工作平台和第三工作平台；

所述第一工作平台上放置有实验水箱和蠕动泵；

所述实验水箱一侧下方设置有第一进水口，另一侧下方设置有第一出水口；

所述第一进水口通过第一进水胶管与蠕动泵连接，所述蠕动泵(2)通过第二进水胶管与蓄水箱连接；

所述第一出水口通过出水胶管与所述蓄水箱连接；所述蓄水箱放置在所述第三工作平台上；

所述出水胶管上设置有流量计和电磁阀；所述流量计与所述电磁阀均放置在所述第二工作平台上；所述电磁阀与所述定时转换器连接；

所述第二工作平台的高度高于所述第三工作平台的高度，低于所述第一工作平台的高度；所述第二工作平台到所述第三工作平台之间的距离大于所述蓄水箱的高度。

优选地，所述实验水箱上设置有透明窗；所述透明窗为双层中空结构，包括外窗和内窗，所述外窗与所述内窗之间设置有空腔；

远离所述空腔的所述外窗一侧设置有刻度线，所述空腔内上方设置有LED灯泡。

优选地，所述外窗上所述刻度线位置设置有凹槽，所述刻度线设置有在所述凹槽内，所述刻度线表面设置有夜光层，所述夜光层包括52wt％醇丙烯酸树脂、38wt％纳米稀土钒酸盐、7wt％三聚磷酸钠和3wt％有机膨润土。

优选地，所述流量计为浮子流量计。

优选地，所述蓄水箱顶部设置有第二进水口和第二出水口，所述第二进水口与所述出水胶管连接，所述第二出水口与所述第二进水胶管连接。

优选地，所述第一进水口设置有进水阀门，所述进水阀门与所述第一进水胶管连接；所述第一出水口设置有出水阀门，所述出水阀门与所述所述出水胶管连接。

优选地，所述实验水箱的长宽高分别为400mm、400mm、700mm。

本实用新型提供了一种模拟潮汐过程的实验装置，进水系统和排水系统用于实现实验水箱水位上涨、下降；实验水箱与蓄水箱保持一定的水位差，设置定时转换器的开关开启时间以控制电磁阀开关，实验水箱内的海水依靠水重力自流，进入蓄水箱，实现水位降低。本实用新型的实验装置，通过蠕动泵和流量计对流量控制，降低进出水流量，在相同的涨落潮历程模拟中减小了总水量，较以往的潮汐模拟装置降低了对实验空间要求，便于实验室实现；通过蠕动泵和定时转化器多组开启时间的设置，可以实现潮汐过程连续模拟，实用性强，值得推广。

与现有技术相比，本实用新型一种模拟潮汐过程的实验装置有益效果是：

1、本实用新型提供的一种模拟潮汐过程的实验装置，用于模拟潮汐涨落变化的装置，不仅解决了原有大型水池和水槽占地大的问题，同时也解决了传统采用凸轮运转来控制潮位的变化操作繁杂、控制精度低的问题。另外建设成本相较于传统大型装置要低，可实施性与结构灵活性强，应用前景广泛，具有较大的推广应用价值。

2、本实用新型中实验水箱内放入受潮汐影响的生物(如赤碱蓬)，在装置中模拟淹水时间对其的影响，这样大大减少了实地调查的人力与物力。

3、本实用新型实验水箱，到达高水位时箱内充满水体，但涨潮时间较长进水较缓慢因此也不至于影响水箱结构的稳定性。在低水位时，由于实验水箱位于蓄水箱上方，因此全部水体随重力排出。

4、本实用新型的模拟潮汐的装置，改变了以往大型水池暴露在外，受波浪冲击容易损毁、维修成本居高不下的现状，使装置的使用寿命延长，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种模拟潮汐过程的实验装置的结构示意图。

图中：

1、实验水箱；2、蠕动泵；3、进水阀门；4、出水阀门；5、第一进水胶管；6、第二进水胶管；7、出水胶管；8、流量计；9、电磁阀；10、定时转换器；11、蓄水箱。

具体实施方式

结合图1，本实用新型提出的一种模拟潮汐过程的实验装置，包括第一工作平台、第二工作平台和第三工作平台；

第一工作平台上放置有实验水箱1和蠕动泵2；

实验水箱1一侧下方设置有第一进水口，另一侧下方设置有第一出水口；

第一进水口通过第一进水胶管5与蠕动泵2连接，蠕动泵2通过第二进水胶管6与蓄水箱11连接；

第一出水口通过出水胶管7与蓄水箱11连接；蓄水箱11放置在第三工作平台上；

出水胶管7上设置有流量计8和电磁阀9；流量计8与电磁阀9均放置在第二工作平台上；电磁阀9与定时转换器10连接；

第二工作平台的高度高于第三工作平台的高度，低于第一工作平台的高度；第二工作平台到第三工作平台之间的距离大于蓄水箱11的高度。

上述技术方案中，实验开始前设定蠕动泵2与定时转换器10开启、关闭时间；实验开始时，蠕动泵2按其设定的开启时间打开将蓄水箱11中的海水由第二进水胶管6、第一进水胶管5流入实验水箱1内，直至蠕动泵2设定的关闭时间，关闭蠕动泵2，与此同时定时转换器10按照其定制的开启时间的自动打开，定时转换器10处于通电状态，同时电磁阀9也通电打开，实验水箱1内的海水通过重力作用经由电磁阀9和流量计8流回蓄水箱11，直至定时转换器10按期定制的关闭时间关闭电磁阀9，与此同时蠕动泵2按其设定时间打开，至此不断重复以上所述过程，从而达到模拟潮汐过程的目的。本实用新型为小型实验装置，结合研究海域潮汐参数，利用定时装置控制进水与排水的时间模拟潮汐涨潮、落潮过程，通过控制流量以减小实验水箱1的尺寸，从而实现利用小水箱来模拟潮汐水位的动态变化。

在本实施方式中，为了随时观察实验水箱1中的水位变化，实验水箱1上设置有透明窗；透明窗为双层中空结构，包括外窗和内窗，外窗与内窗之间设置有空腔；远离空腔的所述外窗一侧设置有刻度线，空腔内上方设置有LED灯泡。上述LED灯泡的设置一方面便于观察实验水箱1内的水位，另一方面便于读取实验水箱1水位。

需要说明的是，为了便于在光线暗的地方，清晰读取实验水箱1内的水位，外窗上所述刻度线位置设置有凹槽，刻度线设置有在凹槽内，刻度线表面设置有夜光层，夜光层包括52wt％醇丙烯酸树脂、38wt％纳米稀土钒酸盐、7wt％三聚磷酸钠和3wt％有机膨润土。

需要说明的是，包括进水系统和排水系统，进水系统为第一进水口、第一进水胶管5、蠕动泵2、第二进水胶管6和蓄水箱11，排水系统为第二出水口、出水胶管7、流量计8、电磁阀9和蓄水箱11。其中实验水箱1，流量计8和电池阀，蓄水箱11设置在不同高度，保证一定的水位差，以确保排水系统可以依靠重力自流进入蓄水箱11内。

其中，定时转换器10能够用来控制电磁阀9开启，进而控制实验水箱1的出水时间。

在本实施方式中，流量计8为浮子流量计。

在本实施方式中，蓄水箱11顶部设置有第二进水口和第二出水口，第二进水口与出水胶管7连接，第二出水口与第二进水胶管6连接。

在本实施方式中，第一进水口设置有进水阀门3，进水阀门3与第一进水胶管5连接；第一出水口设置有出水阀门4，出水阀门4与出水胶管7连接。

在本实施方式中，实验水箱的长宽高分别为400mm、400mm、700mm。

本实用新型装置的设计依据于辽宁省盘锦市红海滩风景区，红海滩风景区整体坐落于盘锦120万余亩的苇海湿地内。红海滩的红色是一种植物翅碱蓬色素颜色，大片的翅碱蓬汇聚使红海滩呈现红色。

然而从1997年开始盘锦有些地块的红海滩陆续出现了小面积退化现象，自2000年开始显著退化，辽宁双台河口国家级自然保护区曾在这里做过实验，发现南北翅碱蓬的落差相差10厘米，落差的结果就是海水在南北两侧停留的时间不同。综上所述，我们为了更加细致的研究海水的淹没时间对于翅碱蓬生长的影响，做了这套能够模拟潮汐过程的新型实验装置。在进行实验之前，对辽宁红海滩进行实地调研，观察红海滩翅碱蓬的生长环境以及生长状态，并记录几天之内的潮汐潮时，记录红海滩实地翅碱蓬的海水淹没时间。实验时，把预先准备好的翅碱蓬放入实验水箱1内，根据所记录实地考察数据，设定实验翅碱蓬的浸没时间，并不断观察翅碱蓬的生长情况，随时做好记录。

本实用新型装置与现有模拟潮汐过程实验装置相比，体积小巧，操作灵活，不用耗费大量的财力物力，精度更高实验数据更精准，出水只利用重力而不借助电力，节省了能源，且实验用海水可以循环使用，避免了浪费。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种模拟潮汐过程的实验装置，其特征在于，包括第一工作平台、第二工作平台和第三工作平台；

所述第一工作平台上放置有实验水箱(1)和蠕动泵(2)；

所述实验水箱(1)一侧下方设置有第一进水口，另一侧下方设置有第一出水口；

所述第一进水口通过第一进水胶管(5)与蠕动泵(2)连接，所述蠕动泵(2)通过第二进水胶管(6)与蓄水箱(11)连接；

所述第一出水口通过出水胶管(7)与所述蓄水箱(11)连接；所述蓄水箱(11)放置在所述第三工作平台上；

所述出水胶管(7)上设置有流量计(8)和电磁阀(9)；所述流量计(8)与所述电磁阀(9)均放置在所述第二工作平台上；所述电磁阀(9)与定时转换器(10)连接；

所述第二工作平台的高度高于所述第三工作平台的高度，低于所述第一工作平台的高度；所述第二工作平台到所述第三工作平台之间的距离大于所述蓄水箱(11)的高度。

2.根据权利要求1所述的模拟潮汐过程的实验装置，其特征在于，所述实验水箱(1)上设置有透明窗；所述透明窗为双层中空结构，包括外窗和内窗，所述外窗与所述内窗之间设置有空腔；

远离所述空腔的所述外窗一侧设置有刻度线，所述空腔内上方设置有LED灯泡。

3.根据权利要求2所述的模拟潮汐过程的实验装置，其特征在于，所述外窗上所述刻度线位置设置有凹槽，所述刻度线设置有在所述凹槽内，所述刻度线表面设置有夜光层，所述夜光层包括52wt％醇丙烯酸树脂、38wt％纳米稀土钒酸盐、7wt％三聚磷酸钠和3wt％有机膨润土。

4.根据权利要求1所述的模拟潮汐过程的实验装置，其特征在于，所述流量计(8)为浮子流量计。

5.根据权利要求1所述的模拟潮汐过程的实验装置，其特征在于，所述蓄水箱(11)顶部设置有第二进水口和第二出水口，所述第二进水口与所述出水胶管(7)连接，所述第二出水口与所述第二进水胶管(6)连接。

6.根据权利要求1所述的模拟潮汐过程的实验装置，其特征在于，所述第一进水口设置有进水阀门(3)，所述进水阀门(3)与所述第一进水胶管(5)连接；所述第一出水口设置有出水阀门(4)，所述出水阀门(4)与所述出水胶管(7)连接。

7.根据权利要求1所述的模拟潮汐过程的实验装置，其特征在于，所述实验水箱的长宽高分别为400mm、400mm、700mm。

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