CN117761254A - 用于深海mets甲烷传感器的校验装置及其校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于深海METS甲烷传感器的校验装置及其校验方法。通过蒸馏水注入组件将蒸馏水注入曝气组件，甲烷气与蒸馏水充分溶解后形成甲烷水溶液；蒸馏水注入组件将蒸馏水注入甲烷溶液样品配置组件内，再将曝气组件内的甲烷水溶液注入甲烷溶液样品配置组件内，蒸馏水和甲烷水按一定配比混合后形成已知浓度的甲烷溶液样品，通过多次配比可以依次形成浓度从低到高的甲烷溶液样品，再通过METS甲烷传感器对多个甲烷溶液样品依次进行校验，在试验采集控制端采集METS甲烷传感器的浓度数据后，分别与已知甲烷溶液样品浓度数据进行对比完成深海METS甲烷传感器的校验。本发明装置能够在校验过程中保证甲烷水溶液样品的浓度稳定，保证校验数据的准确性。

Description

用于深海METS甲烷传感器的校验装置及其校验方法

技术领域

本发明涉及仪器仪表测试与试验技术领域，尤其是一种用于深海METS甲烷传感器的校验装置及其校验方法。

背景技术

海底冷泉区是一个独特的生态系统，通常富含甲烷等天然气。甲烷是一种重要的能源资源，冷泉区域中的甲烷储量巨大，这些资源有潜力为能源供应提供一种新的来源。研究海底冷泉区的甲烷变化过程对于我们理解地球生态系统、地质过程、气候变化以及潜在的能源资源都具有重要的意义。海水甲烷原位探测技术是近年来发展的一种新的实时观测方法，具有体积小、操作简便、检测精度高的特点，可实现海底任意指定区域连续、长期、实时、原位的甲烷浓度监测。基于海水甲烷原位探测技术开发的甲烷传感器可以和其它化学、物理传感器一起实现水下环境多目标连续实时观测，为检测海水甲烷浓度异常、发现新的天然气水合物赋存区域提供新的观测手段。海底甲烷测量传感器目前具有代表性的是用于检测水中溶解性甲烷气体浓度的METS甲烷传感器，该传感器采用基于渗透膜的电化学测量原理进行设计，具有较高的灵敏度和可靠性，广泛用来对海底冷泉区甲烷的浓度监测。

但是，目前尚无办法对METS甲烷传感器进行标定；传统的校验方法是将海底冷泉区的样品从海底取出后，通过气相色谱法进行化验与METS甲烷传感器原位检测数据进行对比来完成校验，但甲烷溶液样品从深海的高压低温环境中取出到常温常压环境进行气相色谱化验，由于环境的改变，样品中的甲烷含量变化导致校验结果可信度变低。

因此，如何验证METS甲烷传感器数据的准确性成为海底冷泉区甲烷溶液检测中必须要要解决的难题。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种用于深海METS甲烷传感器的校验装置及其校验方法，从而对METS甲烷传感器数据的准确性进行验证，该装置可以配置已知浓度的甲烷溶液样品，甲烷溶液样品作为校准源可以保持检测过程中浓度的稳定性，消除环境对样品浓度的影响，校验结果可信度高，甲烷溶液样品作为校准源可以保持传感器检测过程中浓度的稳定性。

本发明所采用的技术方案如下：一种用于深海METS甲烷传感器的校验装置，包括曝气组件，在曝气组件的进水端连接蒸馏水注入组件，蒸馏水注入组件的另一侧还通过支路与甲烷溶液样品配置组件连接，所述曝气组件与甲烷溶液样品配置组件之间通过管路连通；所述甲烷溶液样品配置组件内部设置有用于检测甲烷浓度的METS甲烷传感器，所述METS甲烷传感器与试验采集控制端电性连接；蒸馏水注入组件将蒸馏水注入曝气组件后甲烷气与蒸馏水充分溶解形成甲烷水；蒸馏水注入组件将蒸馏水注入到甲烷溶液样品配置组件内，曝气组件内的甲烷水通过管路注入到甲烷溶液样品配置组件内，通过蒸馏水和甲烷水的配比形成已知浓度的甲烷溶液样品。

作为上述技术方案的进一步改进：

优选的，所述曝气组件内的甲烷水浓度大于100μmol/L。

优选的，所述蒸馏水注入组件的结构为：包括蒸馏水箱，所述蒸馏水箱的出水端通过管路与曝气组件中的曝气恒温水箱相连，所述蒸馏水箱与曝气恒温水箱之间的管路上沿进水方向依次设置第一防爆水泵、第一质量流量计和第一电磁阀；所述第一质量流量计和第一电磁阀之间还设置有四通节点，所述四通节点的第一接口与第一质量流量计的出口管路相接，四通节点的第二接口与第一电磁阀的进口管路相接。

优选的，所述曝气组件的结构为：包括曝气恒温水箱，所述曝气恒温水箱的一侧设置有甲烷进气管路，所述甲烷进气管路前端设置甲烷气瓶，所述甲烷气瓶的出气口设置第二电磁阀，在第二电磁阀的出气端设置第二质量流量计；所述第二质量流量计的出气端连接到曝气设备的第一进口内，所述曝气设备内设置有第二防爆水泵；所述曝气设备的第二进口管路上设置第三电磁阀，所述第三电磁阀的另一端口与四通节点的第三接口相通；蒸馏水依次经过第一防爆水泵、第一质量流量计、四通节点和第三电磁阀后进入曝气设备，甲烷气依次通过第二电磁阀和第二质量流量计后进入曝气设备，蒸馏水和甲烷气在曝气设备内初始曝气后通过第二防爆水泵输送到曝气恒温水箱内；所述曝气恒温水箱的顶部还设置有第一单向溢流阀，所述第一单向溢流阀另一端分为两条并联的支路，其中一条支路上设置第六电磁阀，另一条支路上依次设置第五电磁阀和第三质量流量计。

优选的，所述曝气恒温水箱与曝气设备之间还设置有回流管路，并在回流管路上设置第四电磁阀。

优选的，所述甲烷溶液样品配置组件的结构为：包括试验恒温水箱，所述试验恒温水箱的第一进水端通过管路与四通节点的第四接口相接，试验恒温水箱进水端四通节点的第四接口之间的管路上设置第九电磁阀，所述试验恒温水箱的第二进水端通过管路与曝气恒温水箱的出水口相接；所述试验恒温水箱的第二进水端与曝气恒温水箱出水口之间的管路上沿出水方向依次设置第三防爆水泵、第八电磁阀和第四质量流量计；所述试验恒温水箱的进气端与氮气机组之间通过进气管路相接，在进气管路上设置第七电磁阀；所述试验恒温水箱的内部布置有METS甲烷传感器，所述METS甲烷传感器的末端与试验采集控制端电性连接；所述试验恒温水箱的顶部设置有第二单向溢流阀；所述试验恒温水箱的底部设置溶液出水口，在溶液出水口上设置第十电磁阀。

优选的，所述METS甲烷传感器末端的数据传输线穿过试验恒温水箱侧壁上的穿线孔后与试验采集控制端相接。

一种用于深海METS甲烷传感器的校验装置的校验方法，包括以下步骤：

步骤一：蒸馏水注入组件将蒸馏水从蒸馏水箱中注入至曝气组件的曝气恒温水箱中，再通过甲烷气瓶将甲烷气加入曝气恒温水箱中与蒸馏水在曝气恒温水箱充分溶解后形成甲烷水；

步骤二：蒸馏水箱中的蒸馏水通过第九电磁阀后注入甲烷溶液样品配置组件的试验恒温水箱内，形成第一次浓度为0μmol/L的溶液样品，通过METS甲烷传感器对溶液样品进行校验，将试验采集控制端得到的测量数据和溶液样品0μmol/L进行校验对比并记录；

步骤三：通过试验恒温水箱底部的第十电磁阀排出箱体内部的试验用的溶液样品；

步骤四：将蒸馏水箱中的蒸馏水加入试验恒温水箱内，将曝气恒温水箱中的甲烷水加入试验恒温水箱内，同时通过氮气机组向试验恒温水箱内吹扫惰性气体氮气，阻断溶液与空气的接触，减少甲烷气体从甲烷溶液中析出；

甲烷水与蒸馏水按一定比例混合，在试验恒温水箱内形成已知浓度的甲烷溶液样品；

步骤五：通过METS甲烷传感器对甲烷溶液样品的进行检测，在试验采集控制端记录METS甲烷传感器测得的浓度校验数据后与对应已知浓度的甲烷溶液样品的浓度数据进行对比；

步骤六：该次校验工作完成；重复步骤三～步骤五，排出已测试的溶液样品后，再次配置不同浓度的甲烷溶液样品，METS甲烷传感器检测浓度数据并发送至试验采集控制端内，与已知溶液的浓度数据对比，进行校验工作，直至所有浓度梯度校验完成。

优选的，所述步骤一中形成甲烷水的具体步骤为：

第一步：向蒸馏水箱中注入蒸馏水30L，需配置甲烷水的浓度大于100μmol/L，则需要在蒸馏水中溶解甲烷气不低于3mmol，转化为质量后得到需要溶解不低于48mg的甲烷气；

第二步：打开第一单向溢流阀和第六电磁阀排空曝气恒温水箱中的空气；

第三步：设置曝气恒温水箱的温度为5度，待蒸馏水温降到5度并稳定；

第四步：打开甲烷气瓶，第二质量流量计开始记录甲烷气体注入质量，甲烷气体经过第二质量流量计后在曝气设备内进行持续曝气；

第五步：未溶解的甲烷气体依次通过第一单向溢流阀和第五电磁阀排出，第三质量流量计记录排出的甲烷气体质量；

第六步：试验采集控制端计算第二质量流量计与第三质量流量计的差值，并与48mg进行比较；

第七步：当差值大于48mg后，即蒸馏水中已溶解甲烷气的含量大于48mg，此时甲烷水的浓度大于100μmol/L，甲烷水溶液配制完成。

优选的，所述甲烷气瓶的注气方式为：打开10s后停10分钟的循环间断式注气模式，有利于甲烷气的充分溶解。

本发明的有益效果如下：

本发明结构合理，操作方便，为了对METS甲烷传感器进行校验，验证甲烷传感器测试甲烷溶液的准确性，首先需要知道甲烷溶液的准确浓度，因此，通过曝气恒温水箱生成已知浓度的且状态稳定的甲烷水溶液，甲烷水溶液经过与蒸馏水进行合适的配比，在试验恒温水箱内得到不同浓度梯度的甲烷水溶液样品，METS甲烷传感器在试验恒温水箱中完成浓度检测，将METS甲烷传感器检测得到的数据与已知的浓度的甲烷溶液样品浓度进行对比，完成传感器的校验，整个过程方便快捷，甲烷溶液样品作为校准源可以保持传感器检测过程中浓度的稳定性，消除了因环境导致的样品浓度变化影响，提高了校验结果可信度。

本发明还具有以下优点：

(1)本发明在试验恒温水箱内通过氮气机组吹扫惰性气体氮气，阻断甲烷溶液样品与空气的接触，保证溶液浓度在测量过程中的稳定性；

(2)本发明在曝气恒温水箱配置高浓度的甲烷水之前，先通过第一单向溢流阀和第六电磁阀排空曝气恒温水箱中的空气，保证结果更加精确可靠；

(3)本发明在曝气恒温水箱配置高浓度的甲烷水时，将蒸馏水和甲烷气通入曝气设备进行初始曝气，然后再通过第二防爆水泵通入曝气恒温水箱，同时通过曝气设备还可以把曝气恒温水箱内部溶液经第四电磁阀再次循环，达到充分曝气的效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明蒸馏水注入组件的结构示意图。

图3为本发明曝气组件的结构示意图。

图4为本发明甲烷溶液样品配置组件的结构示意图。

图5为本发明甲烷水配置的具体流程示意图。

图6为本发明甲烷水配置完成后的整体校验方法流程示意图。

其中：1、蒸馏水注入组件；2、曝气组件；3、甲烷溶液样品配置组件；4、试验采集控制端；

101、蒸馏水箱；102、第一防爆水泵；103、第一质量流量计；104、第一电磁阀；105、四通节点；

201、曝气恒温水箱；202、甲烷气瓶；203、第二电磁阀；204、第二质量流量计；205、第二防爆水泵；206、曝气设备；207、第三电磁阀；208、第四电磁阀；209、第一单向溢流阀；210、第五电磁阀；211、第三质量流量计；212、第六电磁阀；

301、试验恒温水箱；302、氮气机组；303、第七电磁阀；304、第三防爆水泵；305、第八电磁阀；306、第四质量流量计；307、第二单向溢流阀；308、第九电磁阀；309、穿线孔；310、METS甲烷传感器；311、第十电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1～图6所示，本实施例的用于深海METS甲烷传感器的校验装置，包括曝气组件2，在曝气组件2的进水端连接蒸馏水注入组件1，蒸馏水注入组件1的另一侧还通过支路与甲烷溶液样品配置组件3连接，曝气组件2与甲烷溶液样品配置组件3之间通过管路连通；甲烷溶液样品配置组件3内部设置有用于检测甲烷浓度的METS甲烷传感器310，METS甲烷传感器310与试验采集控制端4电性连接；蒸馏水注入组件1将蒸馏水注入曝气组件2后甲烷气与蒸馏水充分溶解形成甲烷水；蒸馏水注入组件1的蒸馏水注入甲烷溶液样品配置组件3内，曝气组件2内的甲烷水通过管路注入甲烷溶液样品配置组件3内，通过蒸馏水和甲烷水的配比形成已知浓度的甲烷溶液样品。

在本实施例中，在曝气组件2内配置的甲烷水浓度要大于100μmol/L，这样可以满足后续在试验恒温水箱301中配置的甲烷溶液样品能够覆盖METS甲烷传感器310的整个量程。

在本实施例中，蒸馏水注入组件1的结构为：包括蒸馏水箱101，蒸馏水箱101的出水端通过管路与曝气组件2中的曝气恒温水箱201相连，蒸馏水箱101与曝气恒温水箱201之间的管路上沿进水方向依次设置第一防爆水泵102、第一质量流量计103和第一电磁阀104；第一质量流量计103和第一电磁阀104之间还设置有四通节点105，四通节点105的第一接口与第一质量流量计103的出口管路相接，四通节点105的第二接口与第一电磁阀104的进口管路相接。

在本实施例中，曝气组件2的结构为：包括曝气恒温水箱201，曝气恒温水箱201的一侧设置有甲烷进气管路，甲烷进气管路前端设置甲烷气瓶202，甲烷气瓶202的出气口设置第二电磁阀203，在第二电磁阀203的出气端设置第二质量流量计204；第二质量流量计204的出气端连接到曝气设备206的第一进口内，曝气设备206内设置有第二防爆水泵205；曝气设备206的第二进口管路上设置第三电磁阀207，第三电磁阀207的另一端口与四通节点105的第三接口相通；蒸馏水依次经过第一防爆水泵102、第一质量流量计103、四通节点105和第三电磁阀207后进入曝气设备206，甲烷气依次通过第二电磁阀203和第二质量流量计204后进入曝气设备206，蒸馏水和甲烷气在曝气设备206内初始曝气后通过第二防爆水泵205输送到曝气恒温水箱201内；曝气恒温水箱201的顶部还设置有第一单向溢流阀209，第一单向溢流阀209另一端分为两条并联的支路，其中一条支路上设置第六电磁阀212，另一条支路上依次设置第五电磁阀210和第三质量流量计211；曝气恒温水箱201与曝气设备206之间还设置有回流管路，并在回流管路上设置第四电磁阀208。

在本实施例中，甲烷溶液样品配置组件3的结构为：包括试验恒温水箱301，试验恒温水箱301的第一进水端通过管路与四通节点105的第四接口相接，试验恒温水箱301进水端四通节点105的第四接口之间的管路上设置第九电磁阀308，试验恒温水箱301的第二进水端通过管路与曝气恒温水箱201的出水口相接；试验恒温水箱301的第二进水端与曝气恒温水箱201出水口之间的管路上沿出水方向依次设置第三防爆水泵304、第八电磁阀305和第四质量流量计306；试验恒温水箱301的进气端与氮气机组302之间通过进气管路相接，在进气管路上设置第七电磁阀303；试验恒温水箱301的内部布置有METS甲烷传感器310，METS甲烷传感器310的末端与试验采集控制端4电性连接；试验恒温水箱301的顶部设置有第二单向溢流阀307；试验恒温水箱301的底部设置溶液出水口，在溶液出水口上设置第十电磁阀311。METS甲烷传感器310末端的数据传输线穿过试验恒温水箱301侧壁上的穿线孔309后与试验采集控制端4相接。

如图5～图6所示，本实施例的用于深海METS甲烷传感器的校验装置的校验方法，包括以下步骤：

步骤一：将蒸馏水注入组件1的蒸馏水从蒸馏水箱101中注入曝气组件2的曝气恒温水箱201中，再通过甲烷气瓶202将甲烷气通过曝气设备206后加入曝气恒温水箱201中，甲烷气与蒸馏水在曝气恒温水箱201充分溶解并形成甲烷水；

具体地，形成甲烷水的步骤有：第一步，向蒸馏水箱101中注入蒸馏水30L，配置浓度大于100μmol/L的甲烷水，则需在30L的蒸馏水中溶解甲烷气不低于3mmol，转化为质量后得到需要溶解不低于48mg的甲烷气；第二步，打开第一单向溢流阀209和第六电磁阀212排空曝气恒温水箱201中的空气；第三步，设置曝气恒温水箱201的温度为5度，待蒸馏水温降到5度并稳定；第四步，打开甲烷气瓶202，甲烷气瓶202的注气方式为：打开10s后停10分钟的循环间断式注气模式，第二质量流量计204同步记录甲烷气体注入的质量，甲烷气体经过第二质量流量计204后在曝气设备206内进行持续曝气；第五步，未溶解的甲烷气体依次通过第一单向溢流阀209和第五电磁阀210排出，第三质量流量计211记录排出的甲烷气体质量；第六步：试验采集控制端4计算第二质量流量计204与第三质量流量计211的差值，并与48mg进行比较；第七步：当差值大于48mg后，此时甲烷水的浓度大于100μmol/L，甲烷水溶液配制完成；

步骤二：蒸馏水箱101中的蒸馏水通过第九电磁阀308后注入甲烷溶液样品配置组件3的试验恒温水箱301内，形成第一次浓度为0μmol/L的溶液样品，通过METS甲烷传感器310对溶液样品进行校验，将试验采集控制端4得到的校验数据和溶液样品本身的数据0μmol/L进行对比并记录；

步骤三：通过试验恒温水箱301底部的第十电磁阀311排出箱体内部的试验用的溶液样品；

步骤四：将蒸馏水箱101中的蒸馏水加入试验恒温水箱301内，将曝气恒温水箱201中的甲烷水加入试验恒温水箱301内，同时通过氮气机组302向试验恒温水箱301内吹扫惰性气体氮气，阻断溶液与空气的接触，甲烷水与蒸馏水按一定比例混合，在试验恒温水箱301内形成已知浓度的甲烷溶液样品；

步骤五：通过METS甲烷传感器310对甲烷溶液样品的进行校验，在试验采集控制端4记录METS甲烷传感器310测得的浓度校验数据后与对应已知浓度的甲烷溶液样品的浓度数据进行对比；

步骤六：单次校验工作完成；重复步骤三～步骤五，通过排出已经经过测试的溶液样品后，再次配置不同浓度的甲烷溶液样品，并通过METS甲烷传感器310收集浓度数据到试验采集控制端4内，并与已知浓度数据对比，进行校验工作，直至所有浓度梯度校验完成。

甲烷溶液样品配制表

本实施例中，示例性的，步骤四中甲烷水与蒸馏的混合比例根据甲烷溶液样品配制表，选取甲烷溶液样品浓度的梯度从低到高分别选取：0umol/L、25umol/L、50umol/L、75umol/L和100umol/L；

根据图6所示，试验次数对应i+1，曝气组件2完成作业时第二质量流量计204的数值减去第三质量流量计211的数值为X(mg)，则曝气水箱201中的甲烷水的浓度为25X/12(umol/L)；

当试验次数为1时，i＝0，甲烷溶液样品浓度为0umol/L，需要注入甲烷水0(L)，注入蒸馏水10(L)；

当试验次数为2时，i＝1，甲烷溶液样品浓度为25umol/L，需要注入甲烷水120/X(L)，注入蒸馏水10-120/X(L)；

当试验次数为3时，i＝2，甲烷溶液样品浓度为50umol/L，需要注入甲烷水240/X(L)，注入蒸馏水10-240/X(L)；

当试验次数为4时，i＝3，甲烷溶液样品浓度为75umol/L，需要注入甲烷水360/X(L)，注入蒸馏水10-360/X(L)；

当试验次数为5时，i＝4，甲烷溶液样品浓度为100umol/L，需要注入甲烷水480/X(L)，注入蒸馏水10-480/X(L)。

本发明结构合理，操作方便，给出了对METS甲烷传感器310进行校验的装置及校验方法，用于验证METS甲烷传感器310测试甲烷溶液的准确性，本发明首先在曝气恒温水箱201生成已知浓度且状态稳定的高浓度甲烷水溶液，甲烷水溶液浓度大于100μmol/L，使后续与蒸馏水配比后形成的甲烷溶液能够覆盖METS甲烷传感器310的量程；

甲烷水与蒸馏水进行合适的配比，可以在试验恒温水箱301内得到不同浓度的甲烷水溶液样品，各甲烷水溶液样品的浓度均已知；

然后METS甲烷传感器310在试验恒温水箱301中完成浓度检测，将METS甲烷传感器310检测得到的数据与配置好的已知浓度的甲烷溶液样品浓度数据进行对比，就完成了对METS甲烷传感器310的校验结果准确性的判断，整个过程方便快捷，且数据来源可靠，利用曝气恒温水箱201和试验恒温水箱301排除了环境改变和温度改变对溶液状态的影响，测试精准。

本发明的校验装置及其校验方法，对其它基于渗透膜原理的海底气体传感器的校验同样适用。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种用于深海METS甲烷传感器的校验装置，其特征在于：包括曝气组件(2)，在曝气组件(2)的进水端连接蒸馏水注入组件(1)，蒸馏水注入组件(1)的另一侧还通过支路与甲烷溶液样品配置组件(3)连接，所述曝气组件(2)与甲烷溶液样品配置组件(3)之间通过管路连通；

所述甲烷溶液样品配置组件(3)内部设置有用于检测甲烷浓度的METS甲烷传感器(310)，所述METS甲烷传感器(310)与试验采集控制端(4)电性连接；

蒸馏水注入组件(1)将蒸馏水注入曝气组件(2)后甲烷气与蒸馏水充分溶解形成甲烷水；

蒸馏水注入组件(1)将蒸馏水注入到甲烷溶液样品配置组件(3)内，曝气组件(2)内的甲烷水通过管路注入到甲烷溶液样品配置组件(3)内，通过蒸馏水和甲烷水的配比形成已知浓度的甲烷溶液样品。

2.如权利要求1所述的用于深海METS甲烷传感器的校验装置，其特征在于：所述曝气组件(2)内的甲烷水浓度大于100μmol/L。

3.如权利要求1所述的用于深海METS甲烷传感器的校验装置，其特征在于：所述蒸馏水注入组件(1)的结构为：包括蒸馏水箱(101)，所述蒸馏水箱(101)的出水端通过管路与曝气组件(2)中的曝气恒温水箱(201)相连，所述蒸馏水箱(101)与曝气恒温水箱(201)之间的管路上沿进水方向依次设置第一防爆水泵(102)、第一质量流量计(103)和第一电磁阀(104)；

所述第一质量流量计(103)和第一电磁阀(104)之间还设置有四通节点(105)，所述四通节点(105)的第一接口与第一质量流量计(103)的出口管路相接，四通节点(105)的第二接口与第一电磁阀(104)的进口管路相接。

4.如权利要求1所述的用于深海METS甲烷传感器的校验装置，其特征在于：所述曝气组件(2)的结构为：包括曝气恒温水箱(201)，所述曝气恒温水箱(201)的一侧设置有甲烷进气管路，所述甲烷进气管路前端设置甲烷气瓶(202)，所述甲烷气瓶(202)的出气口设置第二电磁阀(203)，在第二电磁阀(203)的出气端设置第二质量流量计(204)；

所述第二质量流量计(204)的出气端连接到曝气设备(206)的第一进口内，所述曝气设备(206)内设置有第二防爆水泵(205)；

所述曝气设备(206)的第二进口管路上设置第三电磁阀(207)，所述第三电磁阀(207)的另一端口与四通节点(105)的第三接口相通；

蒸馏水依次经过第一防爆水泵(102)、第一质量流量计(103)、四通节点(105)和第三电磁阀(207)后进入曝气设备(206)，甲烷气依次通过第二电磁阀(203)和第二质量流量计(204)后进入曝气设备(206)，蒸馏水和甲烷气在曝气设备(206)内初始曝气后通过第二防爆水泵(205)输送到曝气恒温水箱(201)内；

所述曝气恒温水箱(201)的顶部还设置有第一单向溢流阀(209)，所述第一单向溢流阀(209)另一端分为两条并联的支路，其中一条支路上设置第六电磁阀(212)，另一条支路上依次设置第五电磁阀(210)和第三质量流量计(211)。

5.如权利要求4所述的用于深海METS甲烷传感器的校验装置，其特征在于：所述曝气恒温水箱(201)与曝气设备(206)之间还设置有回流管路，并在回流管路上设置第四电磁阀(208)。

6.如权利要求1所述的用于深海METS甲烷传感器的校验装置，其特征在于：所述甲烷溶液样品配置组件(3)的结构为：包括试验恒温水箱(301)，所述试验恒温水箱(301)的第一进水端通过管路与四通节点(105)的第四接口相接，试验恒温水箱(301)进水端四通节点(105)的第四接口之间的管路上设置第九电磁阀(308)，所述试验恒温水箱(301)的第二进水端通过管路与曝气恒温水箱(201)的出水口相接；

所述试验恒温水箱(301)的第二进水端与曝气恒温水箱(201)出水口之间的管路上沿出水方向依次设置第三防爆水泵(304)、第八电磁阀(305)和第四质量流量计(306)；

所述试验恒温水箱(301)的进气端与氮气机组(302)之间通过进气管路相接，在进气管路上设置第七电磁阀(303)；

所述试验恒温水箱(301)的内部布置有METS甲烷传感器(310)，所述METS甲烷传感器(310)的末端与试验采集控制端(4)电性连接；

所述试验恒温水箱(301)的顶部设置有第二单向溢流阀(307)；

所述试验恒温水箱(301)的底部设置溶液出水口，在溶液出水口上设置第十电磁阀(311)。

7.如权利要求6所述的用于深海METS甲烷传感器的校验装置，其特征在于：所述METS甲烷传感器(310)末端的数据传输线穿过试验恒温水箱(301)侧壁上的穿线孔(309)后与试验采集控制端(4)相接。

8.一种用于深海METS甲烷传感器的校验装置的校验方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将蒸馏水注入组件(1)的蒸馏水从蒸馏水箱(101)中注入曝气组件(2)的曝气恒温水箱(201)中，再通过甲烷气瓶(202)将甲烷气加入曝气恒温水箱(201)中与蒸馏水在曝气恒温水箱(201)充分溶解并形成甲烷水；

步骤二：蒸馏水箱(101)中的蒸馏水通过第九电磁阀(308)后注入甲烷溶液样品配置组件(3)的试验恒温水箱(301)内，形成第一次浓度为0μmol/L的溶液样品，通过METS甲烷传感器(310)对溶液样品进行校验，将试验采集控制端(4)得到的测量数据和溶液样品0μmol/L进行校验对比并记录；

步骤三：通过试验恒温水箱(301)底部的第十电磁阀(311)排出箱体内部的试验用的溶液样品；

步骤四：将蒸馏水箱(101)中的蒸馏水加入试验恒温水箱(301)内，将曝气恒温水箱(201)中的甲烷水加入试验恒温水箱(301)内，同时通过氮气机组(302)向试验恒温水箱(301)内吹扫惰性气体氮气，阻断溶液与空气的接触；

甲烷水与蒸馏水混合，在试验恒温水箱(301)内形成已知浓度的甲烷溶液样品；

步骤五：通过METS甲烷传感器(310)对甲烷溶液样品的进行测试，在试验采集控制端(4)记录METS甲烷传感器(310)测得的浓度数据后与对应已知浓度的甲烷溶液样品的浓度数据进行校验对比；

步骤六：该次校验工作完成；重复步骤三～步骤五，通过排出已经经过测试的溶液样品后，再次配置不同浓度的甲烷溶液样品，并通过METS甲烷传感器(310)收集浓度数据并记录在试验采集控制端(4)内，并与已知浓度数据对比，进行校验工作，直至所有浓度梯度校验完成。

9.如权利要求8所述的用于深海METS甲烷传感器的校验装置的校验方法，其特征在于：所述步骤一中形成甲烷水的具体步骤为：

第一步：向蒸馏水箱(101)中注入蒸馏水30L，配置浓度大于100μmol/L的甲烷水需在30L的蒸馏水中溶解甲烷气不低于3mmol，转化为质量后得到需要溶解不低于48mg的甲烷气；

第二步：打开第一单向溢流阀(209)和第六电磁阀(212)排空曝气恒温水箱(201)中的空气；

第三步：设置曝气恒温水箱(201)的温度为5度，待蒸馏水温降到5度并稳定；

第四步：打开甲烷气瓶(202)，第二质量流量计(204)开始记录甲烷气体注入质量，甲烷气体经过第二质量流量计(204)后在曝气设备(206)内进行持续曝气；

第五步：未溶解的甲烷气体依次通过第一单向溢流阀(209)和第五电磁阀(210)排出，第三质量流量计(211)记录排出的甲烷气体质量；

第六步：试验采集控制端(4)计算第二质量流量计(204)与第三质量流量计(211)的差值，并与48mg进行比较；

第七步：当差值大于48mg后，即蒸馏水中已溶解甲烷气的含量大于48mg，此时甲烷水的浓度大于100μmol/L，甲烷水溶液配制完成。

10.如权利要求8所述的用于深海METS甲烷传感器的校验装置的校验方法，其特征在于：所述甲烷气瓶(202)的注气方式为：打开10s后停10分钟的循环间断式注气模式。