[实用新型]湖泊沉积物上覆水溶解氧和pH自动控制系统

说明书

本实用新型涉及湖泊沉积物上覆水溶解氧和pH自动控制系统，包括PLC控制装置和至少一组培养单元；所述一组培养单元包括：培养柱、pH检测探头、溶氧检测探头、供气管路、供液管路和电磁阀；所述pH检测探头、溶氧检测探头通入培养柱的上覆水层中，将检测信号反馈至PLC控制装置，PLC控制装置根据测定值，控制电磁阀经供气管路或供液管路向上覆水层通入对应的气体或酸碱，实现溶解氧和pH的自动控制。本实用新型的湖泊沉积物上覆水溶解氧和pH自动控制系统可以准确控制上覆水的溶解氧和pH水平，波动幅度在0.5以内，并能通过温控装置，控制沉积物‑水系统的培养温度，对于研究沉积物的内源释放机制及其对藻类生长的影响具有重要意义。

技术领域

本实用新型属于环境监测技术领域，尤其涉及湖泊沉积物上覆水溶解氧和pH自动控制系统。

背景技术

湖泊富营养化是我国当前水环境面临的主要问题之一。由于氮、磷等营养盐的过量输入，会导致水体藻类迅速生长繁殖，使清澈碧绿的水质变得混浊不堪，颜色各异，甚至出现水华现象(Water bloom)，破坏水生态，影响饮用水源地供水安全。外源污染进入湖泊后很大一部分沉积到湖泊沉积物当中，这些积累的营养盐在合适的条件下会再次释放出来供给藻类生长，形成内源污染。研究湖泊的内源释放条件及其对藻类生长的影响是当前湖泊富营养化治理的重要内容。影响湖泊沉积物营养盐内源释放的主要因素是水体的温度、溶解氧和pH。富营养化化湖泊水体由于藻类的光合作用和呼吸作用，水体有机物的合成与降解等因素，水体的溶解氧和pH经常处于波动之中，因此很难定量研究湖泊沉积物内源释放的环境条件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种湖泊沉积物上覆水溶解氧和pH自动控制系统。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种湖泊沉积物上覆水溶解氧和pH自动控制系统，包括PLC控制装置和至少一组培养单元；所述一组培养单元包括：培养柱、pH检测探头、溶氧检测探头、供气管路、供液管路和电磁阀；

所述pH检测探头、溶氧检测探头通入培养柱的上覆水层中，将检测信号反馈至PLC控制装置，PLC控制装置根据测定值，控制电磁阀经供气管路或供液管路向上覆水层通入对应的气体或酸碱。

作为本实用新型的进一步改进，所述培养柱顶部通过封盖封闭；封盖上开设若干贯通孔，pH检测探头、溶氧检测探头、供气软管路和供液管路分别穿过所述贯通孔通入上覆水。

作为本实用新型的进一步改进，所述系统还包括搅拌器，所述搅拌器一端连接PLC控制装置，另一端通入上覆水中。采用搅拌器搅拌上覆水，使得培养柱中水体混合均匀。

作为本实用新型的进一步改进，所述供气管路、供液管路由软管和软管管头处连接的金属管组成，金属管穿过贯通孔通入上覆水。进一步的，所述金属管与封盖连接处密封；优选采用橡胶带密封。

作为本实用新型的进一步改进，所述供气管路通过气泵连接气瓶；气泵的控制端连接电磁泵；供气管路上设有气体流量计，所述气体流量计连接PLC控制装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述供液管路通过蠕动泵连接酸缸/碱缸；蠕动泵的控制端连接电磁泵。蠕动泵可以控制液体流速和流量。

作为本实用新型的进一步改进，所述系统还包括温控装置，用于控制培养柱温度；优选所述温控装置为水浴槽。进一步的，所述水浴槽通过金属盖封闭，所述金属盖上开设至少一个与培养柱外径适配的贯通孔，用于容纳培养柱。

作为本实用新型的进一步改进，还包括排气管，所述排气管穿过所述贯通孔与培养管内气体连通。

作为本实用新型的进一步改进，还包括排水装置；所述排水装置包括排水管、压力阀和储水装置，所述排水管连接培养柱，液体超过液位后，进入排水管冲开压力阀进入储水装置，以将上覆水的液位控制在一定范围内。