一种测定沉水植物光合作用产氧量的装置
技术领域
本发明涉及植物产氧量测量设备技术领域，特别涉及一种测定沉水植物光合作用产氧量的装置。
背景技术
水体中的溶解氧量对水体的净化起着重要作用，溶解氧主要有三个来源，水体表面复氧、外力搅拌和水生植物光合作用产氧，而在水体的生态修复与净化系统中，溶解氧的主要来源是水生植物光合作用产氧，因而了解沉水植物光合作用的产氧量对治理、修复水体相当重要，沉水植物光合作用的产氧量一般通过释放氧气时试管内空气柱的体积计算，而植物光合作用是吸收二氧化碳释放氧气的过程，植物光合作用吸收二氧化碳会致使种植箱内空气压强降低，沉水植物光合作用释放的氧气需要先弥补种植箱内降低的压强，以至于试管内空气柱的体积小于实际的沉水植物光合作用的产氧量，造成沉水植物产氧量数据不准确。
发明内容
鉴以此，本发明提出一种测定沉水植物光合作用产氧量的装置，通过第一计量装置和第二计量装置相互配合，获取了沉水植物光合作用实际产氧量总值，降低沉水植物光合作用产氧量的误差，提高沉水植物光合作用产氧量的准确率。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种测定沉水植物光合作用产氧量的装置，包括种植箱、第一计量装置和第二计量装置，所述第一计量装置与所述种植箱管连接，所述第一计量装置用于计量所述种植箱内沉水植物的产氧体积，所述种植箱内设有第一压力检测装置和第一二氧化碳检测装置，所述第二计量装置用于计量不同时间段所述种植箱内二氧化碳减少的体积。
进一步的，所述第一计量装置包括气水分离器、量筒和稳压罐，所述种植箱与所述气水分离器的输入端管连接，所述气水分离器的输出端与所述量筒管连接，所述量筒的开口端设有带调压管的密封塞，所述稳压罐包括稳压桶和计量容器，所述稳压桶设于所述计量容器的内部，所述量筒与所述稳压桶管连接。
进一步的，所述种植箱的顶部盖有集气罩。
进一步的，所述种植箱的上部周边设有支架，所述集气罩通过支架盖于所述种植箱的开口端，所述支架包括支撑环，所述支撑环朝上的一面设有密封凸环，所述集气罩的底部周边设有与所述密封凸环配合的密封环槽。
进一步的，所述种植箱的一侧设有槽体，所述槽体的底部连通有排沙管。
进一步的，所述种植箱连通有补水管。
进一步的，所述第二计量装置包括第一调压罐、第二调压罐和反应容器，所述第一调压罐与所述反应容器管连接，所述反应容器与所述第二调压罐管连接，所述第一调压罐内设有第二二氧化碳检测装置，所述第一调压罐和所述第二调压罐内均设有第二压力检测装置。
进一步的，所述第一调压罐设有二氧化碳进气口、空气进气口和出气口，所述第一调压罐的内部设有带活塞杆的第一活塞，所述出气口与所述反应容器的输入端管连接。
进一步的，所述第二调压罐设有进气口，所述反应容器的输出端与所述进气口管连接，所述第二调节罐内设有带活塞杆的第二活塞。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种测定沉水植物光合作用产氧量的装置，可通过第一计量装置获取沉水植物的产氧量，第二计量装置可获取沉水植物进行光合作用后种植箱内二氧化碳减少的体积，从而获取沉水植物光合作用释放、且用于弥补种植箱内因二氧化碳减少而造成压强降低的氧气体积，通过第一计量装置和第二计量装置的配合得到沉水植物光合作用实际产氧量总值，降低沉水植物光合作用产氧量的误差，提高沉水植物光合作用产氧量的准确率；第一压力检测装置可获取种植箱内空气压强、第一二氧化碳检测装置可获取种植箱内二氧化碳浓度，为第二计量装置提供有效信息，便于第二计量装置计量沉水植物光合作用后二氧化碳减少的体积。
附图说明
图1为本发明一种测定沉水植物光合作用产氧量的装置的结构连接示意图；
图2为本发明第二计量装置的结构连接示意图；
图3为本发明种植箱的剖视结构示意图；
图4为图3中局部A的放大结构示意图；
图中，1种植箱、2第一计量装置、21气水分离器、22量筒、23稳压罐、 231稳压桶、232计量容器、24调压管、25密封塞、3第二计量装置、31第一调压罐、311二氧化碳进气口、312空气进气口、313出气口、314第一活塞、 32第二调压罐、321第二活塞、33反应容器、4集气罩、5密封环槽、6支架、 7支撑环、8密封凸环、9槽体、10排沙管、11补水管。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例1
参见图1至图4，本发明提供的一种测定沉水植物光合作用产氧量的装置，包括种植箱1、第一计量装置2和第二计量装置3，所述第一计量装置2与所述种植箱1管连接，种植箱1标有刻度，方便于读取种植箱1内空气的体积，所述第一计量装置2用于计量所述种植箱1内沉水植物的产氧体积，所述种植箱1 内设有第一压力检测装置(未标出)和第一二氧化碳检测装置(未标出)，其中第一压力检测装置(未标出)包括第一压力传感器，第一压力传感器可选HSC 系列，第一二氧化碳检测装置(未标出)包括第一二氧化碳传感器，第一二氧化碳传感器可选型号TGS4161，第一压力传感器获取的空气压力信息、第一二氧化碳传感器获取的二氧化碳浓度信息可通过显示屏显示，所述第二计量装置3 用于计量不同时间段所述种植箱1内二氧化碳减少的体积。
工作原理：在使用本发明时，在种植箱1的底部铺设一定厚度的底泥，将待测量产氧量的沉水植物种于种植箱1内，向种植箱1内注水，确保水没过沉水植物，密封种植箱1，第一计量装置2通过连接管与种植箱1连通，调节第一计量装置2的空气压强，使得种植箱1内空气压强与第一计量装置2空气压强一致，第一压力检测装置(未标出)获取种植箱1内空气压强、第一二氧化碳检测装置(未标出)获取种植箱1内二氧化碳含量，同时种植箱1为标有空气体积刻度的种植箱1，方便于获取种植箱1内空气的体积，第二计量装置3内装有与种植箱1内空气体积、压强、二氧化碳浓度等参数相同的对比空气，在沉水植物未进行光合作用之前，第二计量装置3可根据种植箱1内空气参数调节第二计量装置3内对比空气的参数，使两者空气参数相同，且第二计量装置3 可将对比空气中二氧化碳除去，并将该净化二氧化碳后的对比空气压强调至与沉水植物未进行光合作用之前种植箱1内空气压强一致，记录在该压强下对比空气的体积，未光合作用之前种植箱1内的空气体积减去该对比空气体积，即为种植箱1内二氧化碳气体的总体积，沉水植物光合作用开始后，第二计量装置3可根据种植箱1内空气参数调节第二计量装置3内对比空气的参数，使两者空气参数相同，且第二计量装置3可将对比空气中二氧化碳除去，并将该净化二氧化碳后的对比空气压强调至与当下种植箱1内空气压强一致，记录在该压强下对比空气的体积，当下种植箱1内的空气体积减去该对比空气体积的值，即为沉水植物光合作用后种植箱1内还含有的二氧化碳的体积，光合作用之前种植箱1内二氧化碳的总体积减去光合作用后种植箱1内还留有的二氧化碳的体积等于沉水植物光合作用吸收的二氧化碳体积，在种植箱1内的空气中，二氧化碳和氧气的压强相同，已知减少二氧化碳的体积，根据空气压强公式可获取沉水植物光合作用释放、且用于弥补种植箱1内二氧化碳减少造成压强下降的氧气体积，沉水植物光合作用总产氧量等于第一计量装置2获取的产氧量体积与第二计量装置3通过减少的二氧化碳体积计算出的产氧量之和。
具体的，所述第一计量装置2包括气水分离器21、量筒22和稳压罐23，所述种植箱1与所述气水分离器21的输入端管连接，所述气水分离器21的输出端与所述量筒22管连接，所述量筒22的开口端设有带调压管24的密封塞25，所述稳压罐23包括稳压桶231和计量容器232，所述稳压桶231设于所述计量容器232的内部，所述量筒22与所述稳压桶231管连接。量筒22和稳压桶231 内均装有水，且稳压桶231注满水，在沉水植物进行光光合作用之前，打开密封塞25的调节管上自带的阀门，使种植箱1、量筒22和稳压桶231内装有水体的水位平齐，使种植箱1、量筒22和稳压桶231内水体受压强一致；沉水植物光合作用大于呼吸作用，沉水植物释放氧气使种植箱1内的压强不断增强，并通过连接管将种植箱1内空气导入气水分离器21，分离水蒸气，避免水蒸气造成误差，提高氧气体积的准确率，经气水分离后的空气进入量筒22，使量筒22 上部的压强变大，量筒22内的水经连接管流向稳压桶231，稳压桶231内的水由上部溢出至计量容器232内，由量筒22可计量产氧量的体积，计量容器232可实现对比，提高产氧量体积的准确率。
实施例2
参见图1至图4，本实施例与实施例1的区别在于所述种植箱1的顶部盖有集气罩4。方便于密封种植箱1，集气罩4标有刻度，便于读取种植箱1内空气的体积。
具体的，所述种植箱1的上部周边设有支架6，所述集气罩4通过支架6盖于所述种植箱1的开口端，所述支架6包括支撑环7，所述支撑环7朝上的一面设有密封凸环8，所述集气罩4的底部周边设有与所述密封凸环8配合的密封环槽5。支撑环7起到支撑集气罩4的作用，当集气罩4盖于种植箱1的开口端时，通过密封凸环8和密封环槽5的配合，起到密封作用，避免种植箱1内气体向外部泄漏，降低种植箱1内空气压强，影响产氧量的体积。
具体的，所述种植箱1的一侧设有槽体9，所述槽体9的底部连通有排沙管 10。可通过排沙管10实现种植箱1内底泥的排出。
具体的，所述种植箱1连通有补水管11。可实现向种植箱1内补水，保持种植箱1内水位不变。
实施例3
参见图2，本实施例与实施例1的区别在于所述第二计量装置3包括第一调压罐31、第二调压罐32和反应容器33，所述第一调压罐31与所述反应容器33 管连接，所述反应容器33与所述第二调压罐32管连接，所述第一调压罐31内设有第二二氧化碳检测装置(未标出)，所述第一调压罐31和所述第二调压罐 32内均设有第二压力检测装置(未标出)。第一调压罐31的容积与种植箱1内的空气体积一致，根据第一压力检测装置(未标出)和第一二氧化碳检测装置 (未标出)获取的种植箱1内空气压强和二氧化碳浓度数据，在第一调压罐31 容积不变的条件下，调节第一调压罐31内的空气压强以及空气中二氧化碳的浓度，使的第一调压罐31内的压强和二氧化碳的浓度等参数与种植箱1内的空气参数一致，并将第一调压罐31内的全部空气压入反应容器33内，其中反应容器33内装有澄清的石灰水，当第一调压罐31内的空气经过反应容器33时，空气中的二氧化碳与石灰水反应，实现除去空气中的二氧化碳，经除去二氧化碳的空气进入第二调压罐32内，调节第二调压罐32的容积，使第二调压罐32内除去二氧化碳后空气的压强与种植箱1内空气压强一致，获取在该同一压强下除去二氧化碳后空气的体积，种植箱1或第一调压罐31的空气体积减去第二调压罐32的空气体积之差为二氧化碳的体积，该二氧化碳体积在沉水植物光合作用之前为种植箱1内二氧化碳的总体积，该二氧化碳体积在沉水植物光合作用之后为种植箱1还留有的二氧化碳体积，其中第一调压罐31和第二调压罐32 均标有刻度，可获取罐内空气的体积，其中经反应容器33后的空气也可先经气水分离器21分离水蒸气后再导入第二调压罐32，其中第二压力检测装置(未标出)包括第二压力传感器，第二压力传感器可选HSC系列，第二二氧化碳检测装置(未标出)包括第二二氧化碳传感器，第二二氧化碳传感器可选型号TGS4161，第二压力传感器获取的空气压力信息、第二二氧化碳传感器获取的二氧化碳浓度信息可通过显示屏显示。
具体的，所述第一调压罐31设有二氧化碳进气口311、空气进气口312和出气口313，所述第一调压罐31的内部设有带活塞杆的第一活塞314，所述出气口313与所述反应容器33的输入端管连接。二氧化碳进气口311可向第一调压罐31内加入二氧化碳，空气进口可向第一调压罐31内加入经除去二氧化碳后的空气，调节第一调压罐31内空气压强和二氧化碳含量，可通过操作活塞杆使活塞将参数与种植箱1内空气参数一致的空气压入反应容器33。
具体的，所述第二调压罐32设有进气口(未标出)，所述反应容器33的输出端与所述进气口(未标出)管连接，所述第二调压罐32内设有带活塞杆的第二活塞321。除去二氧化碳的空气进入第二调压罐32后，通过操作活塞杆使活塞上下滑动，改变第二调压罐32的容积，使第二调压罐32内的空气压强与种植箱1内的而空气压强一致，记载第二调压罐32的体积后，可将第二调压罐 32内的空气压入第一调压罐31，重复使用除去二氧化碳后的空气。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
