一种应用于水环境的多参数控制光反应仪

本发明属于光反应仪，具体涉及一种应用于水环境的多参数控制光反应仪。

背景技术：

1、污染物在环境中的光降解过程一直是目前的研究热点之一，人类活动排放的有机污染物会在环境中发生各种类型的降解过程，例如热降解，生物降解，物理扰动和光氧化降解，其中光被认为是污染物在环境中的主要降解方式，特别是对于密度小于水并且是疏水性的污染物，比如油，塑料等；

2、然而在原位实验过程难以控制稳定的条件，如果想要研究污染物或者有机物的光降解或者光催化过程或机理，确定其降解过程的影响因素，需要一个相对稳定的条件，因此光化学反应仪在近些年来被广泛用于研究污染物的降解过程，一方面光反应仪能够较好地模拟自然光下物质发生的光化学过程，另一方面可控的条件能更好地研究不同环境因素对有机污染物的光化学降解的影响；

3、对于物质光反应的研究的深入也推动了光化学反应仪的发展，2017年，美国默克公司发展了一类新型光反应器，避免了重复搭建反应装置及相关过程造成的误差，提升了光化学反应的可重复性，但是该反应仪一方面只能提供单一光源(450nm)，而且缺乏磁力搅拌装置和温度控制系统，另一方面一次只能开启一个反应，而且灯源只能从底部照射反应体系，使得反应装置光子利用效率降低，最近几年也有类似的光化学反应的设备被设计出来，但是andrade等人设计了一种低成本的光化学反应装置来模拟环境中塑料的降解过程，它考虑了地面(中纬度)的太阳辐射、光在海水中的穿透、波浪激荡和机械应力，该装置利用砂砾和气泵模拟了塑料在环境中受到的物理磨损，但是它不能实时监控和控制参数，无法控制室内温度，无法更换灯泡或者改变光照强度，仅适用于部分地区，不具有代表性，而且无法控制物理扰动输气速率稳定；

4、综上，现有的光化学反应仪不能实现温度控制，只能通过风扇降温或水冷的方式维持温度在室温，其实灯泡的功率太小，大多使用led灯，限制了对于塑料等长时间难降解的污染物的研究，光源多为点光源，且从底部照射，但是在实际环境中，水表面的污染物收到的大多是平行光的照射，试管摆放的位置不同可能会造成光照不均匀，导致对污染物进行实验时，温度、风浪扰动、光照强度等参数拟真度不足，还需要进一步的进行优化。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种应用于水环境的多参数控制光反应仪，能够形成一个更为拟真的测试环境对污染物进行实验。

2、本发明采取的技术方案具体如下：

3、一种应用于水环境的多参数控制光反应仪，包括箱体和开设在箱体内部的实验腔，所述实验腔的一侧呈开口设置，所述箱体上装配有可对实验腔开口进行封堵的上柜门，所述箱体上还装配有延伸至实验腔内部的旋转台、位于旋转台上侧的光源件和可调节实验腔内部温度的温度调节件，所述旋转台和光源件的轴心呈纵向重叠，所述旋转台的上侧可拆卸的装配有多个以光源件为圆心呈环形阵列的容器，所述箱体上装配有和旋转台相连的电机件，所述旋转台上还设置有对容器内部液体进行搅拌的水流搅拌件；

4、所述箱体上还安装有和光源件、电机件、温度调节件、水流搅拌件电性连接的控制器单元。

5、进一步地，所述旋转台上侧固定连接有环形支架板，所述环形支架板位于光源件的外侧，且所述环形支架板上开设有多个和容器相适配的定位孔，所述容器可插接在定位孔内部进行固定。

6、进一步地，所述光源件包括固定连接在实验腔内部且位于旋转台轴心上侧的灯管体，所述灯管体为竖向设置的长条状灯管，所述灯管体的外侧设置有罩在灯管体外侧的灯罩。

7、进一步地，所述灯管体为氙灯灯管和汞灯灯管中的任意一种，所述灯罩为石英玻璃罩。

8、进一步地，所述实验腔的内部且位于多个容器的外侧设置有反光壁。

9、进一步地，所述水流搅拌件包括固定连接在旋转台上侧的磁力搅拌器，所述磁力搅拌器上设置有多个和定位孔相对的搅拌端座。

10、进一步地，所述温度调节件包括安装在箱体上的鼓风风机以及对鼓风风机风源处进行加热、制冷的加热器和制冷蒸发器，所述鼓风风机连通有延伸至实验腔内部的风机输风管。

11、进一步地，所述箱体的内部开设有设备腔，所述设备腔的一侧呈开口设置，所述箱体上装配有可对设备腔开口进行封堵的下柜门；

12、所述加热器包括安装在设备腔内部的加热丝，所述冷蒸发器包括安装在设备腔内部的冷媒过滤体、冷媒件和压缩机单元，所述冷媒过滤体、加热丝、冷媒件、压缩机单元和实验腔依次连通。

13、本发明取得的技术效果为：

14、本发明的一种应用于水环境的多参数控制光反应仪通过旋转台、光源件的配合对太阳能光照进行模拟，通过温度调节件调节实验腔内部温度，通过水流搅拌件模拟风浪，能够较为拟真的在实验过程中模拟太阳光照的均匀光照和风浪破碎，能够形成一个更为拟真的测试环境对污染物进行实验。

技术特征：

1.一种应用于水环境的多参数控制光反应仪，包括箱体(1)和开设在箱体(1)内部的实验腔(2)，所述实验腔(2)的一侧呈开口设置，所述箱体(1)上装配有可对实验腔(2)开口进行封堵的上柜门(4)，其特征在于：所述箱体(1)上还装配有延伸至实验腔(2)内部的旋转台(8)、位于旋转台(8)上侧的光源件(14)和可调节实验腔(2)内部温度的温度调节件，所述旋转台(8)和光源件(14)的轴心呈纵向重叠，所述旋转台(8)的上侧可拆卸的装配有多个以光源件(14)为圆心呈环形阵列的容器(13)，所述箱体(1)上装配有和旋转台(8)相连的电机件(16)，所述旋转台(8)上还设置有对容器(13)内部液体进行搅拌的水流搅拌件；

2.根据权利要求1所述的一种应用于水环境的多参数控制光反应仪，其特征在于：所述旋转台(8)上侧固定连接有环形支架板(11)，所述环形支架板(11)位于光源件(14)的外侧，且所述环形支架板(11)上开设有多个和容器(13)相适配的定位孔(12)，所述容器(13)可插接在定位孔(12)内部进行固定。

3.根据权利要求1所述的一种应用于水环境的多参数控制光反应仪，其特征在于：所述光源件(14)包括固定连接在实验腔(2)内部且位于旋转台(8)轴心上侧的灯管体(21)，所述灯管体(21)为竖向设置的长条状灯管，所述灯管体(21)的外侧设置有罩在灯管体(21)外侧的灯罩(22)。

4.根据权利要求3所述的一种应用于水环境的多参数控制光反应仪，其特征在于：所述灯管体(21)为氙灯灯管和汞灯灯管中的任意一种，所述灯罩(22)为石英玻璃罩。

5.根据权利要求3-4中任一项所述的一种应用于水环境的多参数控制光反应仪，其特征在于：所述实验腔(2)的内部且位于多个容器(13)的外侧设置有反光壁。

6.根据权利要求2所述的一种应用于水环境的多参数控制光反应仪，其特征在于：所述水流搅拌件包括固定连接在旋转台(8)上侧的磁力搅拌器(9)，所述磁力搅拌器(9)上设置有多个和定位孔(12)相对的搅拌端座(10)。

7.根据权利要求1所述的一种应用于水环境的多参数控制光反应仪，其特征在于：所述温度调节件包括安装在箱体(1)上的鼓风风机以及对鼓风风机风源处进行加热、制冷的加热器和制冷蒸发器，所述鼓风风机连通有延伸至实验腔(2)内部的风机输风管(15)。

8.根据权利要求7所述的一种应用于水环境的多参数控制光反应仪，其特征在于：所述箱体(1)的内部开设有设备腔(3)，所述设备腔(3)的一侧呈开口设置，所述箱体(1)上装配有可对设备腔(3)开口进行封堵的下柜门(5)；

技术总结
本发明属于光反应仪技术领域，具体涉及一种应用于水环境的多参数控制光反应仪，包括箱体和开设在箱体内部的实验腔，实验腔的一侧呈开口设置，箱体上装配有可对实验腔开口进行封堵的上柜门，箱体上还装配有延伸至实验腔内部的旋转台、位于旋转台上侧的光源件和可调节实验腔内部温度的温度调节件，旋转台和光源件的轴心呈纵向重叠，旋转台的上侧可拆卸的装配有多个以光源件为圆心呈环形阵列的容器，箱体上装配有和旋转台相连的电机件，旋转台上还设置有对容器内部液体进行搅拌的水流搅拌件，箱体上还安装有和光源件、电机件、温度调节件、水流搅拌件电性连接的控制器单元。本发明能够形成一个更为拟真的测试环境对污染物进行实验。

技术研发人员：李朴,张泽坤,杨颖,卢振华,陈夏煜
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22