[發明專利]一種常壓下測定水中甲烷和二氧化碳的系統和方法

在審

• 申請號: 202010066734.5
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111141692A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 張力夫;曲康;呂萬軍;吳祥恩;魯麗;李天華
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 郝明琴

1.一種常壓下測定水中甲烷和二氧化碳的系統，其特征在于，包括水氣分離裝置(1)、CRDS分析裝置(2)、載氣裝置(3)和標定裝置(4)；所述水氣分離裝置(1)用于分離待測水樣中的氣體；所述水氣分離裝置(1)通過第一管路(10)與所述CRDS分析裝置(2)連通；所述標定裝置(4)通過第二管路(44)與所述CRDS分析裝置(2)連通；所述載氣裝置(3)通過第三管路(32)與所述水氣分離裝置(1)連通，所述載氣裝置(3)通過第四管路(33)與所述CRDS分析裝置(2)連通。

2.如權利要求1所述的一種常壓下測定水中甲烷和二氧化碳的系統，其特征在于，所述水氣分離裝置(1)包括水氣分離器(11)和氣體干燥器(12)；所述氣體干燥器(12)的進氣端通過管路與所述水氣分離器(11)的出氣端連通，其出氣端通過所述第一管路(10)與所述CRDS分析裝置(2)連通，所述第一管路(10)上設有打開或關閉其的第一閥門(5)。

3.如權利要求2所述的一種常壓下測定水中甲烷和二氧化碳的系統，其特征在于，所述水氣分離裝置(1)還包括水泵(13)，所述水泵(13)通過進水管路(14)與所述水氣分離器(11)的進水端連通，所述進水管路(14)上依次設有過濾器(15)、限流閥(16)、流量檢測器(17)、壓力傳感器(18)和溫度傳感器(19)，且所述限流閥(16)位于所述過濾器(15)與所述水氣分離器(11)之間的管路段上。

4.如權利要求3所述的一種常壓下測定水中甲烷和二氧化碳的系統，其特征在于，所述載氣裝置(3)包括載氣瓶(31)，所述載氣瓶(31)通過所述第三管路(32)與所述水氣分離器(11)的進氣端連通，所述載氣瓶(31)通過所述第四管路(33)與所述CRDS分析裝置(2)連通，所述第三管路(32)上設有打開或關閉其的第三閥門(8)，所述第四管路(33)上設有打開或關閉其的第四閥門(9)。

5.如權利要求4所述的一種常壓下測定水中甲烷和二氧化碳的系統，其特征在于，所述標定裝置(4)包括標氣瓶(41)、氮氣瓶(42)和配氣機構(43)，所述標氣瓶(41)和氮氣瓶(42)分別通過管路與所述配氣機構(43)連通，所述配氣機構(43)的出氣端通過所述第二管路(44)與所述CRDS分析裝置(2)連通，所述第二管路(44)上設有打開或關閉其的第二閥門(6)。

6.如權利要求5所述的一種常壓下測定水中甲烷和二氧化碳的系統，其特征在于，所述CRDS分析裝置(2)包括真空泵(21)和光腔衰蕩光譜檢測儀(22)；所述光腔衰蕩光譜檢測儀(22)的出氣端與所述真空泵(21)的進氣端連通，其進氣端分別與所述第一管路(10)、第二管路(44)和第四管路(33)連通。

7.如權利要求6所述的一種常壓下測定水中甲烷和二氧化碳的系統，其特征在于，所述第一閥門(5)、第二閥門(6)、第三閥門(8)和第四閥門(9)均為電磁閥。

8.如權利要求7所述的一種常壓下測定水中甲烷和二氧化碳的系統，其特征在于，還包括控制器(7)，所述控制器(7)分別與所述第一閥門(5)、第二閥門(6)、第三閥門(8)、第四閥門(9)、壓力傳感器(18)和溫度傳感器(19)電連接。

9.如權利要求8所述的一種常壓下測定水中甲烷和二氧化碳的系統，其特征在于，所述控制器(7)包括數據檢測模塊(71)、順序控制模塊(72)、時間控制模塊(73)和閥門控制模塊(74)；所述順序控制模塊(72)分別與所述時間控制模塊(73)和閥門控制模塊(74)電連接；所述數據檢測模塊(71)分別與所述壓力傳感器(18)和溫度傳感器(19)電連接；所述閥門控制模塊(74)分別與所述第一閥門(5)、第二閥門(6)、第三閥門(8)和第四閥門(9)電連接。

10.一種常壓下測定水中甲烷和二氧化碳的方法，其特征在于，應用如權利要求6或9所述的一種常壓下測定水中甲烷和二氧化碳的系統，包括如下步驟：

S1.進樣階段：開啟所述水泵(13)，使待測水樣通過所述進水管路(14)流入并充滿所述水氣分離器(11)；

S2.氣體檢測階段：開啟所述真空泵(21)，開啟所述第一閥門(5)和第三閥門(8)，關閉所述第二閥門(6)和第四閥門(9)，利用載氣將所述水氣分離器(11)分離出的氣體運輸至所述CRDS分析裝置(2)進行氣體檢測；

S3.清洗階段：氣體檢測過程結束后，開啟所述第四閥門(9)，關閉所述第一閥門(5)、第二閥門(6)和第三閥門(8)，利用載氣清洗所述CRDS分析裝置(2)；

S4.儀器校正階段：設定所述配氣機構(43)中的標氣達到目標標氣濃度，打開所述第二閥門(6)，關閉所述第一閥門(5)、第三閥門(8)和第四閥門(9)，使用目標標氣濃度的標氣對所述CRDS分析裝置(2)進行標定，標定結束后，重復步驟S3，利用載氣清洗所述CRDS分析裝置(2)。