海水中甲烷濃度原位檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水中甲烷含量檢測裝置，屬于水體監(jiān)測技術領域，具體說是一種海水中甲烷濃度原位檢測裝置。
【背景技術】
[0002]目前國內(nèi)外對海水中甲烷濃度的測量主要有以下兩種方式:一種是半導體式氣體傳感技術，利用半導體材料表面吸附或脫附氣體分子會引起半導體電導率的變化來檢測氣體含量度，其特點是響應幅度大、探測范圍廣、制作工藝簡單，但穩(wěn)定性差、受氣體純度影響較大；另一種是光干涉式氣體傳感技術，就是利用邁克爾遜干涉儀，通過測量甲烷介質(zhì)濃度變化對光幅的干涉來確定甲烷的含量，其特點是精度高、測量范圍廣、穩(wěn)定性好，但測量裝置結構復雜、成本高，需要在密封和恒溫條件下進行檢測，通常用于實驗室中水體樣本的測量。
[0003]綜合以上分析，上述兩種測量方式都不適用于低溫高壓、氣體成分復雜的實際深海環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型為解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，提供一種海水中甲烷濃度原位檢測裝置，其結構簡單、成本低，適合集成于一個小型密閉容器內(nèi)，布放于深海惡劣環(huán)境中，在長期無人職守的情況下，對海水中甲烷濃度指標進行原位檢測。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]一種海水中甲烷濃度原位檢測裝置，包括:氣體傳感器，其特征在于，還包括:側壁連接的氣液分離室和光學檢測室，所述側壁連接處用氣液分離膜相隔，在氣液分離室的另一側壁上設置一進水嘴，在氣液分離室的頂部設置一出水嘴，在光學檢測室的頂部和底部的分別開有頂部視窗和底部視窗，頂部視窗和底部視窗均用石英玻璃密封；所述的氣體傳感器為紅外線發(fā)射器和紅外線接收器，所述紅外線發(fā)射器安裝在光學檢測室外且其發(fā)射窗口對準頂部視窗，所述紅外線接收器安裝在光學檢測室外且其接收窗口對準底部視窗，在光學檢測室的另一側壁上設置有出氣嘴，所述紅外線發(fā)射器和紅外線接收器的電信號連接到一控制器；將氣液分離室、光學檢測室、氣體傳感器及控制器密封在一密封套中，所述進水嘴、出水嘴和出氣嘴伸出所述密封套的側壁。
[0007]對上述技術方案的改進:所述的控制器包括電源模塊、紅外光電信號轉換模塊、運算、存儲模塊。
[0008]對上述技術方案的進一步改進:所述的出氣嘴包括上出氣嘴和下出氣嘴，且上下分布設置在所述光學檢測室的側壁上。
[0009]對上述技術方案的進一步改進:將所述密封套的外側底部固定在一支架上，所述支架上還設置有將整個檢測裝置固定在測試現(xiàn)場的安裝孔。
[0010]對上述技術方案的進一步改進:所述的控制器中還設置有無線信號收發(fā)射模塊。
[0011]對上述技術方案的進一步改進:所述的紅外線發(fā)射器和紅外線接收器分別通過紅外發(fā)射器固定件和紅外接收器固定件固定在密封套上。
[0012]對上述技術方案的進一步改進:所述的氣液分離室、光學檢測室、進水嘴、出水嘴、上出氣嘴、下出氣嘴的材質(zhì)為不銹鋼，氣液分離膜的材質(zhì)為帶不銹鋼網(wǎng)的半透膜，密封套的材質(zhì)為不銹鋼或耐腐蝕的高分子材料。
[0013]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:
[0014]本實用新型的海水中甲烷濃度原位檢測裝置對非甲烷氣體的響應度小，系統(tǒng)信噪比高，在深海海流劇烈波動的情況下，抗干擾能力強，且結構簡單、體積小、成本低，方便實現(xiàn)環(huán)境適應性更強的小型海洋監(jiān)測系統(tǒng)集成。適合布放于深海惡劣環(huán)境中，在長期無人職守的情況下，對海水中甲烷濃度指標進行原位檢測。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型一種海水中甲烷濃度原位檢測裝置的主視圖；
[0016]圖2是本實用新型一種海水中甲烷濃度原位檢測裝置的俯視圖。
[0017]圖中標號為:1-進水嘴、2-氣液分離室、3-出水嘴、4-氣液分離膜、5-光學檢測室、6-頂部視窗、7-紅外發(fā)射器固定件、8-紅外線發(fā)射器、9-上出氣嘴、10-下出氣嘴、11-固定支架、12-紅外接收器固定件、13-底部視窗、14-紅外線接收器、15-密封套、16-安裝孔。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述:
[0019]參見圖1、圖2，本實用新型一種海水中甲烷濃度原位檢測裝置的實施例，包括:氣體傳感器、側壁連接的氣液分離室2和光學檢測室5，所述氣液分離室2和光學檢測室5的側壁連接處用氣液分離膜4相隔，在氣液分離室2的另一側壁上設置一進水嘴1，在氣液分離室2的頂部設置一出水嘴3，在光學檢測室5的頂部和底部的分別開有頂部視窗6和底部視窗13，頂部視窗6和底部視窗13均用石英玻璃密封；所述的氣體傳感器為紅外線發(fā)射器8和紅外線接收器14，所述紅外線發(fā)射器8安裝在光學檢測室5外且其發(fā)射窗口對準頂部視窗6，所述紅外線接收器14安裝在光學檢測室5外且其接收窗口對準底部視窗13，在光學檢測室5的另一側壁上設置有出氣嘴，所述紅外線發(fā)射器8和紅外線接收器14的電信號連接到一控制器；將氣液分離室2、光學檢測室5、氣體傳感器及控制器密封在一密封套15中，所述進水嘴1、出水嘴3和出氣嘴伸出所述密封套15的側壁。
[0020]具體而言:上述的控制器包括電源模塊、紅外光電信號轉換模塊、運算、存儲模塊，另外，控制器還可設置無線信號收發(fā)射模塊。
[0021]上述的出氣嘴包括上出氣嘴9和下出氣嘴10，且上下分布設置在所述光學檢測室5的側壁上。
[0022]為了便于將檢測裝置固定在測試現(xiàn)場，將密封套15的外側底部固定在一支架11上，在支架11上還設置有將整個檢測裝置固定在測試現(xiàn)場的安裝孔16。
[0023]為便于安裝、調(diào)節(jié)，紅外線發(fā)射器8和紅外線接收器14分別通過紅外發(fā)射器固定件7和紅外接收器固定件12固定在密封套15上。
[0024]鑒于海水腐蝕性較強，上述氣液分離室2、光學檢測室5、進水嘴1、出水嘴3、上出氣嘴9、下出氣嘴10的材質(zhì)為不銹鋼，氣液分離膜4的材質(zhì)為帶不銹鋼網(wǎng)的半透膜，密封套15的材質(zhì)為不銹鋼或耐腐蝕的高分子材料。
[0025]使用時，將檢測裝置通過固定支架11上的安裝孔16固定在測試水域，且使檢測裝置的進水嘴1、出氣嘴9和10保持水平狀態(tài)，含有甲烷的海水由進水嘴I進入氣液分離室2，經(jīng)氣液分離膜4分離后，甲烷氣體透過氣液分離膜4進入光學檢測室5，海水水樣殘液由出水嘴3排出。
[0026]紅外線發(fā)射器8發(fā)出紅外光，透過頂部視窗6射入光學檢測室5，被紅外線接收器14接收，并轉化為電信號，輸送到控制器，當甲烷氣體進入光學檢測室5后，由于甲烷氣體吸收紅外光，使紅外線接收器14接收到的紅外光強度發(fā)生變化，控制器自動記錄紅外光強度的變化量并保存在存儲模塊中，紅外光強度的變化量反映了海水中甲烷氣體的含量變化。
[0027]因控制器中設置有無線收發(fā)模塊，測試結果可以通過網(wǎng)絡實時發(fā)送到監(jiān)控系統(tǒng)。
[0028]上述說明表示:本實用新型是運用紅外吸收原理，應用氣液分離技術，將海水水樣中的甲烷成分分離后，用紅外線發(fā)射器和紅外線接收器對其含量進行檢測。
[0029]當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員，在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)，所作出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種海水中甲烷濃度原位檢測裝置，包括:氣體傳感器，其特征在于，還包括:側壁連接的氣液分離室和光學檢測室，所述側壁連接處用氣液分離膜相隔，在氣液分離室的另一側壁上設置一進水嘴，在氣液分離室的頂部設置一出水嘴，在光學檢測室的頂部和底部的分別開有頂部視窗和底部視窗，頂部視窗和底部視窗均用石英玻璃密封；所述的氣體傳感器為紅外線發(fā)射器和紅外線接收器，所述紅外線發(fā)射器安裝在光學檢測室外且其發(fā)射窗口對準頂部視窗，所述紅外線接收器安裝在光學檢測室外且其接收窗口對準底部視窗，在光學檢測室的另一側壁上設置有出氣嘴，所述紅外線發(fā)射器和紅外線接收器的電信號連接到一控制器；將氣液分離室、光學檢測室、氣體傳感器及控制器密封在一密封套中，所述進水嘴、出水嘴和出氣嘴伸出所述密封套的側壁。2.按照權利要求1所述的海水中甲烷濃度原位檢測裝置，其特征在于，所述的控制器包括電源模塊、紅外光電信號轉換模塊、運算、存儲模塊。3.按照權利要求1或2所述的海水中甲烷濃度原位檢測裝置，其特征在于，所述的出氣嘴包括上出氣嘴和下出氣嘴，且上下分布設置在所述光學檢測室的側壁上。4.按照權利要求1或2所述的海水中甲烷濃度原位檢測裝置，其特征在于，將所述密封套的外側底部固定在一支架上，所述支架上還設置有將整個檢測裝置固定在測試現(xiàn)場的安裝孔。5.按照權利要求3所述的海水中甲烷濃度原位檢測裝置，其特征在于，將所述密封套的外側底部固定在一支架上，所述支架上還設置有將整個檢測裝置固定在測試現(xiàn)場的安裝孔。6.按照權利要求2所述的海水中甲烷濃度原位檢測裝置，其特征在于，所述的控制器中還設置有無線信號收發(fā)射模塊。7.按照權利要求1或2所述的海水中甲烷濃度原位檢測裝置，其特征在于，所述的紅外線發(fā)射器和紅外線接收器分別通過紅外發(fā)射器固定件和紅外接收器固定件固定在密封套上。8.按照權利要求3所述的海水中甲烷濃度原位檢測裝置，其特征在于，所述的紅外線發(fā)射器和紅外線接收器分別通過紅外發(fā)射器固定件和紅外接收器固定件固定在密封套上。9.按照權利要求7所述的海水中甲烷濃度原位檢測裝置，其特征在于，所述的氣液分離室、光學檢測室、進水嘴、出水嘴、上出氣嘴、下出氣嘴的材質(zhì)為不銹鋼，氣液分離膜的材質(zhì)為帶不銹鋼網(wǎng)的半透膜，密封套的材質(zhì)為不銹鋼或耐腐蝕的高分子材料。10.按照權利要求3所述的海水中甲烷濃度原位檢測裝置，其特征在于，所述的氣液分離室、光學檢測室、進水嘴、出水嘴、上出氣嘴、下出氣嘴的材質(zhì)為不銹鋼，氣液分離膜的材質(zhì)為帶不銹鋼網(wǎng)的半透膜，密封套的材質(zhì)為不銹鋼或耐腐蝕的高分子材料。
【專利摘要】本實用新型提供了一種海水中甲烷濃度原位檢測裝置，其特點是：利用甲烷氣體吸收紅外光的特點，應用氣液分離技術，將海水水樣中的甲烷成分分離后，用紅外傳感器對其含量進行檢測。檢測裝置主要由氣液分離室和光學檢測室、紅外線收發(fā)器、控制器組成，氣液分離室上設置進出水口，光學檢測室上設置出氣口，氣液分離室和光學檢測室用氣液分離膜相隔，紅外線收發(fā)器分別安裝在光學檢測室頂部和底部的石英玻璃視窗口，整個裝置密封在密封套中，僅有進水嘴、出水嘴和出氣嘴伸出密封套。對非甲烷氣體的響應度小，抗干擾能力強，且結構簡單、成本低，適用于布放在于深海惡劣環(huán)境中，在長期無人職守的情況下，對海水中甲烷濃度指標進行原位檢測。
【IPC分類】G01N21/3504
【公開號】CN204789324
【申請?zhí)枴緾N201520479076
【發(fā)明人】臧鶴超, 呂成興, 張燕, 華志勵, 姚璞玉, 徐娟, 周忠海, 李磊
【申請人】山東省科學院海洋儀器儀表研究所
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月6日