[實用新型]一種海水氣體檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520723025.4
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN204973153U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 華志勵;臧鶴超;郝宗睿;呂成興;劉波
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00;G01N21/31
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于氣體檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種用于在深海環(huán)境下對待測水體中溶解的氣體進行原位檢測的裝置。

背景技術(shù)

在海洋環(huán)境中，特別是近海陸架海底，油氣滲漏是廣泛分布的自然現(xiàn)象。海底滲漏是淺部生物成因氣或深部熱解成因氣在浮力作用下沿沉積層中的孔隙、斷層面、泥火山等通道溢出海底的過程。海底油氣滲漏的存在預(yù)示著海底沉積層中可能蘊藏著豐富的油氣資源。因此，對海底油氣滲漏的探測有助于經(jīng)濟、快速、有效地圈化油氣遠(yuǎn)景區(qū)。

海底水體中溶解的甲烷及其他烴類物質(zhì)是深海油氣（水合物）資源的重要指示物，對水體中溶解氣體的準(zhǔn)確探測是判定油氣資源海底滲漏的重要依據(jù)。傳統(tǒng)的對水體中溶解氣體的探測是采用先取水樣然后在岸上或船上進行濃度檢測的方式，其缺點是：水樣在提取的過程中，溶解在水樣中的氣體會發(fā)生各種損失，繼而導(dǎo)致測量結(jié)果的不準(zhǔn)確。通過對比傳統(tǒng)測量技術(shù)和原位測量技術(shù)獲得的采樣水體中的氣體濃度發(fā)現(xiàn)，原位測量的測量精度是傳統(tǒng)方法無法比擬的，因此，急需開發(fā)原位探測技術(shù)。

在對水體中溶解氣體濃度的測量過程中，氣液分離是關(guān)系到測量結(jié)果準(zhǔn)確度的前提和關(guān)鍵，氣液分離程度越高，測量結(jié)果的精度越高。現(xiàn)有的用于氣體檢測的裝置，其氣液分離方法通常采用半透膜（透氣且不透水膜）來實現(xiàn)。該方法的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、開發(fā)成本低；缺點是氣液分離不完全、測量精度低，僅限于進行定性測量而不適用于定量測量，并且不適用于深水環(huán)境下的水體檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型為了解決現(xiàn)有氣體檢測裝置因氣液分離程度低而導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，提出了一種有助于提高測量精度的海水氣體檢測裝置，通過采用三級氣液分離技術(shù)，可以對溶解在待測海水中的氣體實現(xiàn)充分分離。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種海水氣體檢測裝置，包括水樣采集單元、氣液分離單元和氣體檢測單元；所述水樣采集單元用于引入待測水樣，并對待測水樣進行預(yù)處理；所述氣液分離單元用于對預(yù)處理后的待測水樣進行氣液三級分離，其設(shè)置有水體加熱器、節(jié)流器、離心式氣液分離器和抽氣裝置，所述水體加熱器用于加熱預(yù)處理后的待測水樣，進行氣液一級分離，分離出的氣體進入輸氣管道；所述節(jié)流器用于對氣液一級分離后的氣液混合體進行節(jié)流，降低氣體的溶解度，實現(xiàn)氣液二級分離；所述離心式氣液分離器利用離心力對節(jié)流后的氣液混合體進行氣液三級分離，分離出的氣體進入所述的輸氣管道，分離出的液體通過排水口排出；所述抽氣裝置安裝在所述的輸氣管道中，抽取輸氣管道中的氣體并排放至氣體檢測單元；所述氣體檢測單元接收所述抽氣裝置抽取的氣體，并對所述氣體進行檢測。

進一步的，在所述水樣采集單元中設(shè)置有進水器、減壓閥和過濾器；其中，所述進水器用于引入待測水樣；所述減壓閥連通所述的進水器，對通過進水器引入的待測水樣進行降壓；所述過濾器用于對降壓后的待測水樣進行過濾，過濾后的待測水樣進入所述的氣液分離單元。

為了擴大水樣采集區(qū)域，進一步提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，本實用新型將所述進水器設(shè)計成圓筒形結(jié)構(gòu)，筒壁上布滿進水孔，筒壁外覆蓋有過濾網(wǎng)，利用所述過濾網(wǎng)對海水樣品進行一級過濾。

又進一步的，在所述氣體檢測單元中設(shè)置有氣體檢測室和氣體檢測組件；其中，所述氣體檢測室接收并容置所述抽氣裝置抽取的氣體；所述氣體檢測組件對氣體檢測室中的氣體進行檢測。

為了防止由抽氣裝置抽取并排放至氣體檢測室的氣體中含有水蒸氣，本實用新型設(shè)計所述抽氣裝置通過排氣管連接所述的氣體檢測室，并在所述排氣管中設(shè)置透氣不透水的半透膜，以起到隔離水蒸氣的作用，進一步提高氣體檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。

當(dāng)需要對待測氣體的類型和濃度進行檢測時，可以在所述氣體檢測組件中設(shè)置發(fā)光部件和光接收部件，利用所述發(fā)光部件發(fā)射特定波長的光線照射氣體檢測室中的氣體，然后利用所述光接收部件接收穿過所述氣體射出的光線，所述光接收部件根據(jù)接收到的光線強度生成與之對應(yīng)的檢測信號輸出，以用于待測氣體類型的判斷以及氣體濃度的計算。

為了使所述氣體檢測裝置能夠連續(xù)進行多次檢測，本實用新型在所述海水氣體檢測裝置中還設(shè)置有廢氣回收單元，通過廢氣抽氣泵連通所述的氣體檢測室；所述廢氣抽氣泵在氣體檢測結(jié)束后，抽吸氣體檢測室中的氣體，并排放至所述的廢氣回收單元。

作為所述廢氣回收單元的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)設(shè)計，本實用新型在所述廢氣回收單元中設(shè)置有廢氣吸附室，在所述廢氣吸附室中填充有活性炭和沸石分子篩，利用所述活性炭和沸石分子篩對氣體檢測室中檢測結(jié)束后的廢氣進行吸附，繼而使氣體檢測室恢復(fù)到原來的真空狀態(tài)，等待執(zhí)行下一次氣體檢測任務(wù)。