湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱取样装置及取样方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱取样装置和取样方法，通过冰层钻孔使湖水漫到冰面，然后清理湖冰后，钻孔中只有未经落灰的湖水，此时，在钻孔中放入本装置的取样管，并在取样管上加上封盖，保证灰尘不会落入取样管中，等到取样管中的水结冰，再将取样管取出，获得其中的冰柱，就可以得到完全由湖水冻结而成的对照冰柱，由于该对照冰柱的湖水组成与冰面上钻取冰柱的湖水组成是一致的，因此，可以消除湖水中本身污染对冰层灰尘沉降附存的影响，从而使高精度检测湖泊冰层灰尘沉降附存量成为可能。本发明专利技术的取样装置设置有内外双层加热层，在不影响冰柱形态的情况下，方便将取样管和冰柱的取出。

The sampling device and method of the control icicle for the deposition of the ice dust in lakes

【技术实现步骤摘要】
湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱取样装置及取样方法
本专利技术属于环境检测的
，具体涉及湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱取样装置及取样方法。
技术介绍
湖泊入湖污染物检测是湖泊污染治理的重要基础，而湖泊灰尘沉降量是湖泊入湖污染物重要来源之一，传统检测湖泊灰尘沉降量是通过固定在湖边的干湿沉降仪来检测湖边灰尘沉降量，以湖边的灰尘沉降量类比湖面的灰尘沉降量，这在传统的湖泊灰尘沉降检测中是比较准确的，然而，对于北方结冰湖泊，例如呼伦湖，每年10月至次年4月为冰期，且风力很大，灰尘落在冰面上后，只有部分灰尘附存于冰面，并逐步渗入冰层中，另一部分灰尘则会被风吹走。这导致干湿沉降仪对实际进入湖中的灰尘检测不准，虽然可以通过在冰面上钻取冰柱的方式获得冰层中附存的灰尘量，然而，这并不能确定有多少灰尘是本身就溶解湖水中的，因此这种方法也不能准确的测得有多少灰尘是通过沉降附存在冰层中的，目前，尚未有合适的装置和方法解决该问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种可以取到能作为湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱的装置和方法，从而使准确检测湖泊冰层灰尘沉降量成为可能。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱取样装置，包括取样管、固定架以及封盖，取样管为具有上下贯通的管腔的管体，取样管的管壁由内导热层、内加热层、隔热层、外加热层以及外导热层组成，内导热层、内加热层、隔热层、外加热层以及外导热层由内至外依次叠紧固定，内加热层和外加热层的上端设置有电源接头，电源接头能与外接电源连接，内加热层或外加热层通电加热时，热量能透过内导热层或外导热层使取样管内壁或外壁加热，固定架的数量为若干个，设置在取样管四周，固定架的一端与取样管上部固定连接，另一端设置有固定穿孔，一固定锥竖直穿过固定穿孔，固定锥的锥身上设置有螺纹，螺纹上旋有一上调节环和下调节环，上调节环位于固定穿孔上方，下调节环位于固定穿孔下方，固定锥下端为尖端，能插入湖泊冰层中固定，上调节环和下调节环能通过旋在螺纹的不同位置，将固定架夹持在固定锥的不同高度上，使得固定架高度以及水平度可控，封盖能盖合在取样管上，将管腔的上端密封。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的内导热层、隔热层以及外导热层上端的长度长于内加热层和外加热层，使得内加热层和外加热层上端形成环形的空腔，电源接头位于该环形的空腔中，封盖在将密封管腔的上端密封的同时，还将内加热层和外加热层上端形成环形的空腔密封。上述的固定架的数量为四个，等弧度固定在取样管四周。上述的其中一个固定架上固定有GPS发射器。上述的其中一个固定架上固定有气泡水准仪。上述的内加热层和外加热层均为电阻加热丝层，内导热层和外导热层为导热金属片制作，隔热层为橡胶层。一种湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱的取样方法，包括以下步骤：步骤一、在湖边安装干湿沉降仪，实时获取湖边的灰尘沉降量，以湖边灰尘沉降量近似作为湖泊灰尘沉降量，步骤二、在湖泊冰层上选取取样点，在取样点钻通湖泊冰层，使湖水从钻孔点漫出，清理钻孔点中的碎冰，使钻孔点中无碎冰；步骤三、将取样管放入钻孔点中，湖水从管腔下端注入管腔中，取样管上端位于水面上，固定架的固定锥下端插入冰层中，通过调整固定架的上调节环和下调节环，使各固定架水平，从而使取样管竖直；将封盖盖合在管腔上，使灰尘不会落入管腔中；步骤四、等待数天，待钻孔点中的湖水完全结冰，将封盖取下，将外接电源与外加热层连接，外加热层加热，使取样管外表面的冰融化，将固定锥从冰层中拔出，将取样管从钻孔点取出；步骤五、当需要取出管腔内的冰柱时，将外接电源与内加热层连接，内加热层加热，使管腔内的冰柱稍微融化，冰柱与取样管之间的连接松动，倒置取样管，使冰柱从管腔内滑出，得到没有灰尘沉降附存的对照冰柱；步骤六、在湖泊冰层上的取样点附近取自然冰柱，通过对照自然冰柱与对照冰柱中的灰尘附存量，能得到湖泊冰层灰尘沉降附存量，通过对照湖泊冰层灰尘沉降附存量与湖泊灰尘沉降量对比，能得到湖泊冰层灰尘沉降附存比例。本专利技术的湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱取样装置和取样方法，通过冰层钻孔使湖水漫到冰面，然后清理湖冰后，钻孔中只有未经落灰的湖水，此时，在钻孔中放入本装置的取样管，并在取样管上加上封盖，保证灰尘不会落入取样管中，等到取样管中的水结冰，再将取样管取出，获得其中的冰柱，就可以得到完全由湖水冻结而成的对照冰柱，由于该对照冰柱的湖水组成与冰面上钻取冰柱的湖水组成是一致的，因此，可以消除湖水中本身灰尘溶解量对冰层灰尘沉降附存的影响，从而使高精度检测湖泊冰层灰尘沉降附存量成为可能。本专利技术的取样装置设置有内外双层加热层，在将取样管从冰层中取出时，外加热层加热，能使取样管外部冰层融化，方便取样管取出，将取样管中的冰柱取出时，内加热层加热，能使取样管中的冰柱外侧稍微融化，在不影响冰柱形态的情况下，方便冰柱的取出。本专利技术在取样装置上还设置了GPS发射器。对于类似于呼伦贝尔湖这种风力大、冰期时间长的湖泊，冰层在风力以及自身应力的作用下，时常会发生断裂或整体漂移，固定在冰面上的取样装置随着冰层移动后，很难再找到。通过设置GPS发射器，能保证获取取样装置的位置信息，从而使取样装置不会丢失。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是湖面的的示意图；图4是在湖面冰层上钻孔的示意图；图5是在钻孔中放入对照冰柱取样装置的示意图。附图标记为：取样管1、管腔1a、内导热层11、内加热层12、隔热层13、外加热层14、外导热层15、电源接头16、固定架2、固定穿孔21、固定锥22、上调节环22a、下调节环22b、GPS发射器23、气泡水准仪24、封盖3。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细描述。本专利技术的湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱取样装置，包括取样管1、固定架2以及封盖3，取样管1为具有上下贯通的管腔1a的管体，取样管1的管壁由内导热层11、内加热层12、隔热层13、外加热层14以及外导热层15组成，内导热层11、内加热层12、隔热层13、外加热层14以及外导热层15由内至外依次叠紧固定，内加热层12和外加热层14的上端设置有电源接头16，电源接头16能与外接电源连接，内加热层12或外加热层14通电加热时，热量能透过内导热层11或外导热层15使取样管1内壁或外壁加热，固定架2的数量为若干个，设置在取样管1四周，固定架2的一端与取样管1上部固定连接，另一端设置有固定穿孔21，一固定锥22竖直穿过固定穿孔21，固定锥的锥身上设置有螺纹，螺纹上旋有一上调节环22a和下调节环22b，上调节环22a位于固定穿孔21上方，下调节环22b位于固定穿孔21下方，固定锥22下端为尖端，能插入湖泊冰层中固定，上调节环22a和下调节环22b能通过旋在螺纹的不同位置，将固定架2夹持在固定锥22的不同高度上，使得固定架2高度以及水平度可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱取样装置，其特征是：包括取样管(1)、固定架(2)以及封盖(3)，所述的取样管(1)为具有上下贯通的管腔(1a)的管体，所述的取样管(1)的管壁由内导热层(11)、内加热层(12)、隔热层(13)、外加热层(14)以及外导热层(15)组成，所述的内导热层(11)、内加热层(12)、隔热层(13)、外加热层(14)以及外导热层(15)由内至外依次叠紧固定，所述的内加热层(12)和外加热层(14)的上端设置有电源接头(16)，所述的电源接头(16)能与外接电源连接，所述的内加热层(12)或外加热层(14)通电加热时，热量能透过内导热层(11)或外导热层(15)使取样管(1)内壁或外壁加热，所述的固定架(2)的数量为若干个，设置在取样管(1)四周，所述的固定架(2)的一端与取样管(1)上部固定连接，另一端设置有固定穿孔(21)，一固定锥(22)竖直穿过固定穿孔(21)，固定锥的锥身上设置有螺纹，螺纹上旋有一上调节环(22a)和下调节环(22b)，所述的上调节环(22a)位于固定穿孔(21)上方，下调节环(22b)位于固定穿孔(21)下方，所述的固定锥(22)下端为尖端，能插入湖泊冰层中固定，所述的上调节环(22a)和下调节环(22b)能通过旋在螺纹的不同位置，将固定架(2)夹持在固定锥(22)的不同高度上，使得固定架(2)高度以及水平度可控，所述的封盖(3)能盖合在取样管(1)上，将管腔(1a)的上端密封。/n...

【技术特征摘要】
1.湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱取样装置，其特征是：包括取样管(1)、固定架(2)以及封盖(3)，所述的取样管(1)为具有上下贯通的管腔(1a)的管体，所述的取样管(1)的管壁由内导热层(11)、内加热层(12)、隔热层(13)、外加热层(14)以及外导热层(15)组成，所述的内导热层(11)、内加热层(12)、隔热层(13)、外加热层(14)以及外导热层(15)由内至外依次叠紧固定，所述的内加热层(12)和外加热层(14)的上端设置有电源接头(16)，所述的电源接头(16)能与外接电源连接，所述的内加热层(12)或外加热层(14)通电加热时，热量能透过内导热层(11)或外导热层(15)使取样管(1)内壁或外壁加热，所述的固定架(2)的数量为若干个，设置在取样管(1)四周，所述的固定架(2)的一端与取样管(1)上部固定连接，另一端设置有固定穿孔(21)，一固定锥(22)竖直穿过固定穿孔(21)，固定锥的锥身上设置有螺纹，螺纹上旋有一上调节环(22a)和下调节环(22b)，所述的上调节环(22a)位于固定穿孔(21)上方，下调节环(22b)位于固定穿孔(21)下方，所述的固定锥(22)下端为尖端，能插入湖泊冰层中固定，所述的上调节环(22a)和下调节环(22b)能通过旋在螺纹的不同位置，将固定架(2)夹持在固定锥(22)的不同高度上，使得固定架(2)高度以及水平度可控，所述的封盖(3)能盖合在取样管(1)上，将管腔(1a)的上端密封。


2.根据权利要求1所述的湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱取样装置，其特征是：所述的内导热层(11)、隔热层(13)以及外导热层(15)上端的长度长于内加热层(12)和外加热层(14)，使得内加热层(12)和外加热层(14)上端形成环形的空腔，所述的电源接头(16)位于该环形的空腔中，所述的封盖(3)在将密封管腔(1a)的上端密封的同时，还将内加热层(12)和外加热层(14)上端形成环形的空腔密封。


3.根据权利要求2所述的湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱取样装置，其特征是：所述的固定架(2)的数量为四个，等弧度固定在取样管(1)四周。


4.根据权利要求3所述的湖泊冰层灰尘沉降附存对照冰柱取样装置，其特征是：其中一个固定架(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖文，王文林，窦华山，邹长新，庞博，曹秉帅，刘波，张爱国，严岩，余岑涔，王增龙，杜薇，杜亮亮，李文静，姚俊学，张雪丹，徐德琳，顾羊羊，张弛，张文慧，周兴军，曲学斌，叶鑫，沈忱，
申请(专利权)人：呼伦贝尔市北方寒冷干旱地区内陆湖泊研究院，生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：内蒙;15