[發明專利]海水營養鹽在線分析儀

在審

• 申請號: 202111474798.X
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114002173A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 杜軍蘭;程長闊;楊鵬程;王寧;李燕;皇甫咪咪;哈謙
• 申請（專利權）人: 國家海洋技術中心
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/75;G01N1/14;G01N1/34
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 崔立增

本發明公開了一種海水營養鹽在線分析儀，包括測量主機和水樣過濾器。水樣過濾器包括過濾系統的過濾罐和過濾芯、儲液系統的儲液罐和水樣運輸單元。測量主機由控制系統和測量系統組成，為立式三層結構，包括頂部電控系統，用于儀器供電和工作流程控制；底部化學試劑艙，用于存放化學反應試劑；中間層有獨立的五套精密進樣測量裝置，即亞硝酸鹽進樣測量裝置、硝酸鹽進樣測量裝置、氨氮進樣測量裝置、硅酸鹽進樣測量裝置、磷酸鹽進樣測量裝置，用于水樣五種營養鹽的濃度分析。海水營養鹽在線分析儀可自動抽濾海水樣品，具有非連續進樣測量功能，即開即用、測量時間短，滿足海洋快速監測需求，特別適用于海水營養鹽在線監測和走航監測。

技術領域

本發明涉及海水營養鹽測量儀器，特別是涉及一種現場海水營養鹽濃度的在線測量儀器。

背景技術

海水中營養鹽是海洋生物的主要生源要素，是海洋環境監測的重要參數。海水的富營養化是引發赤潮的主要因素之一，實時監測海水中的營養鹽濃度，可為水產養殖業、減災防災和早期預報赤潮提供實時的數據，為河口和近海海域現場污染監測和治理提供可靠依據。

目前，對海水營養鹽的現場監測還處于現場采樣和實驗室測定的階段，這種測量模式存在諸多弊端，如采樣品代表性差、樣品在采集和預處理過程中難免受到污染、保存和運輸過程中存在營養鹽的損失和變異等。

現有實驗室應用的海水營養鹽監測儀器一般采用連續流動注射法，該種儀器測量重現性較好，適用于大量水樣檢測。但是，此類儀器在使用時需要復雜地前處理和連續進樣，操作繁瑣，使其不適合在海洋現場應用。

發明內容

針對現有海水營養鹽測量儀器操作繁瑣、使用前需要復雜前處理、需要連續進樣等不適于在海洋現場在線應用的問題，本發明提供一種新的海水營養鹽在線分析儀器，通過水樣過濾器與測量主機協調工作，不需對樣品進行復雜前處理，縮短測量時間，以精密進樣測量裝置為測量結構，實現非連續進樣測量功能，儀器不需要預熱、即開即用，滿足海洋在線或走航監測需求。

本發明所述的海水營養鹽在線分析儀由測量主機和水樣過濾器組成，水樣過濾器與測量主機通過管路連接。水樣過濾器自動抽濾海水樣品，測量主機的精密進樣測量裝置自動進行海水樣品的營養鹽分析測量。

所述的水樣過濾器包括過濾系統、儲液系統，過濾系統包括過濾罐和過濾芯，儲液系統包括儲液罐和水樣運輸單元。過濾罐為圓柱型容器，底部有一個管路接口，接口通過管路與水樣運輸單元相連接，水樣運輸單元通過該接口將待過濾水樣泵入到過濾罐中。

過濾芯位于過濾罐的內部，為圓柱狀的管式中空結構，上下端蓋與體壁密封連接。體壁密布微孔，微孔孔徑為0.45-10μm。過濾芯上端有一個接口，通過管路與水樣運輸單元相連，水樣運輸單元的微型水泵抽吸該接口，在過濾芯內部形成負壓，過濾罐中的水受大氣壓力通過過濾芯體壁微孔進入到過濾芯內部，完成水樣過濾過程。過濾后的水樣運輸到儲液罐中儲存，作為待測海水樣品。

儲液罐為圓柱型容器，具有四個管路接口，上蓋兩個接口，下蓋兩個接口。上蓋一個接口與過濾芯接口相連接，過濾后的水樣通過此接口進入儲液罐，另外一個接口與大氣連通，為溢流端口。下蓋一個接口與測量主機的精密進樣測量裝置的水樣接口相連，待測水樣通過該接口進入精密進樣測量裝置進行測量，另外一個接口與外界相連，用于測量主機取樣后排出殘存的待測樣品。儲液罐上端固定有液位開關，通過通訊線與測量主機電控系統連接，可檢測儲液罐的水量。當儲液罐的水量達到用量要求時，電控系統可控制水樣運輸單元停止水樣過濾。

所述的測量主機為立式三層結構，包括電控系統、化學試劑艙和精密進樣測量裝置。測量主機的頂層設置電控系統，用于儀器供電和工作流程控制；底層為化學試劑艙，用于存放化學反應試劑；中間層為精密進樣測量裝置,精密進樣測量裝置有獨立的五套,即亞硝酸鹽進樣測量裝置、硝酸鹽進樣測量裝置、氨氮進樣測量裝置、硅酸鹽進樣測量裝置、磷酸鹽進樣測量裝置，用于對達到主機的水樣進行五種營養鹽濃度分析。