[發(fā)明專利]一種基于氣體分壓動態(tài)平衡原理的深海氣體檢測裝置

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• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107884365A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛帥;杜夢然;張健;彭曉彤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 陳志海,李海建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及深海氣體檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于氣體分壓動態(tài)平衡原理的深海氣體檢測裝置。

背景技術(shù)

為了進一步了解海水中溶解甲烷對生態(tài)環(huán)境、深海海洋地質(zhì)沉積規(guī)律和海洋微生物的生存機制的影響，同時為天然氣水合物的監(jiān)測提供設(shè)備，迫切需求可以用于深海原位的甲烷氣體檢測設(shè)備。

而目前的相關(guān)產(chǎn)品主要包含基于膜脫氣和半導(dǎo)體敏感器件的甲烷氣檢測設(shè)備、基于紅外吸收檢測原理的甲烷檢測設(shè)備和基于光學(xué)傳感技術(shù)的甲烷氣體檢測設(shè)備。

基于膜脫氣和半導(dǎo)體敏感器件的甲烷氣檢測設(shè)備、基于紅外吸收檢測原理的甲烷檢測設(shè)備雖然可以檢測到甲烷氣體，但其靈敏度和精度較低。雖然目前的基于光學(xué)傳感技術(shù)的甲烷氣體檢測設(shè)備可以達到較低的甲烷氣體檢測線，但由于采用的氣體分離儲存技術(shù)，無法實現(xiàn)深海原位甲烷溶解氣的長期檢測。

鑒于以上情況，結(jié)合最新的研究成果，研發(fā)了一種基于氣體分壓動態(tài)平衡原理的深海氣體檢測裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于氣體分壓動態(tài)平衡原理的深海氣體檢測裝置，可以實現(xiàn)深海原位甲烷溶解氣的長期檢測，且具有較低的檢測下限。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于氣體分壓動態(tài)平衡原理的深海氣體檢測裝置，包括：水氣分離機構(gòu)和檢測機構(gòu)；

所述水氣分離機構(gòu)包括高分子透氣膜，所述高分子透氣膜的外側(cè)能夠與所述深海氣體檢測裝置的外界接觸，所述高分子透氣膜的內(nèi)側(cè)通過管路連接于所述檢測機構(gòu)。

優(yōu)選的，所述水氣分離機構(gòu)還包括設(shè)置在所述高分子透氣膜內(nèi)側(cè)的支撐件。

優(yōu)選的，所述支撐件具有透氣結(jié)構(gòu)，支撐所述高分子透氣膜的整個內(nèi)側(cè)面。

優(yōu)選的，所述支撐件為燒結(jié)塊。

優(yōu)選的，還包括保護殼體，所述檢測機構(gòu)安裝在所述保護殼體內(nèi)。

優(yōu)選的，所述保護殼體包括圓筒形的保護腔體和安裝在其端部的腔體端蓋；

所述水氣分離機構(gòu)還包括上端蓋和水氣分離基座，所述高分子透氣膜安裝在所述上端蓋的下端，所述上端蓋安裝于所述水氣分離基座，所述水氣分離基座安裝于所述腔體端蓋。

優(yōu)選的，所述檢測機構(gòu)包括激光檢測腔體，所述激光檢測腔體的出入口均連通于所述高分子透氣膜內(nèi)側(cè)的管路。

優(yōu)選的，所述檢測機構(gòu)還包括電子控制倉，所述電子控制倉能夠?qū)λ黾す鈾z測腔體內(nèi)的泵進行控制，和采集、計算與存儲所述激光檢測腔體的檢測數(shù)據(jù)。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的基于氣體分壓動態(tài)平衡原理的深海氣體檢測裝置，采用基于膜結(jié)構(gòu)的氣-液動平衡方法可對深海原位甲烷溶解氣進行長期檢測，且通過激光檢測具有較低的檢測下限，同時電子電路部分位于高強度腔體內(nèi)，可承受深海海底的高壓。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的基于氣體分壓動態(tài)平衡原理的深海氣體檢測裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

其中，1上端蓋，2為高分子透氣膜，3為燒結(jié)塊，4為水氣分離基座，5和6均為為螺釘，7為腔體端蓋，8為卡套連接件，9為保護腔體，10為電子控制倉，11為激光檢測腔體。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供的基于氣體分壓動態(tài)平衡原理的深海氣體檢測裝置，其核心改進點在于，包括：水氣分離機構(gòu)和檢測機構(gòu)；

其中，水氣分離機構(gòu)包括高分子透氣膜2，該高分子透氣膜2的外側(cè)能夠與深海氣體檢測裝置的外界環(huán)境保持接觸，高分子透氣膜2的內(nèi)側(cè)通過管路連接于檢測機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)可以參照圖1所示。

當(dāng)裝置放于水中后，當(dāng)海水進入后，由于高分子透氣膜2兩側(cè)的氣體分壓不同，在氣體分壓的驅(qū)動下，海水中高濃度的甲烷溶解氣透過高分子透氣膜2進入內(nèi)部的檢測氣路，使高分子透氣膜2內(nèi)外兩側(cè)氣液動態(tài)平衡。