CN204789324U - 海水中甲烷浓度原位检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种海水中甲烷浓度原位检测装置，其特点是：利用甲烷气体吸收红外光的特点，应用气液分离技术，将海水水样中的甲烷成分分离后，用红外传感器对其含量进行检测。检测装置主要由气液分离室和光学检测室、红外线收发器、控制器组成，气液分离室上设置进出水口，光学检测室上设置出气口，气液分离室和光学检测室用气液分离膜相隔，红外线收发器分别安装在光学检测室顶部和底部的石英玻璃视窗口，整个装置密封在密封套中，仅有进水嘴、出水嘴和出气嘴伸出密封套。对非甲烷气体的响应度小，抗干扰能力强，且结构简单、成本低，适用于布放在于深海恶劣环境中，在长期无人职守的情况下，对海水中甲烷浓度指标进行原位检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水中甲烷含量检测装置，属于水体监测技术领域，具体说是一种海水中甲烷浓度原位检测装置。
背景技术
目前国内外对海水中甲烷浓度的测量主要有以下两种方式：一种是半导体式气体传感技术，利用半导体材料表面吸附或脱附气体分子会引起半导体电导率的变化来检测气体含量度，其特点是响应幅度大、探测范围广、制作工艺简单，但稳定性差、受气体纯度影响较大；另一种是光干涉式气体传感技术，就是利用迈克尔逊干涉仪，通过测量甲烷介质浓度变化对光幅的干涉来确定甲烷的含量，其特点是精度高、测量范围广、稳定性好，但测量装置结构复杂、成本高，需要在密封和恒温条件下进行检测，通常用于实验室中水体样本的测量。
综合以上分析，上述两种测量方式都不适用于低温高压、气体成分复杂的实际深海环境。
发明内容
本实用新型为解决现有技术存在的上述问题，提供一种海水中甲烷浓度原位检测装置，其结构简单、成本低，适合集成于一个小型密闭容器内，布放于深海恶劣环境中，在长期无人职守的情况下，对海水中甲烷浓度指标进行原位检测。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种海水中甲烷浓度原位检测装置，包括：气体传感器，其特征在于，还包括：侧壁连接的气液分离室和光学检测室，所述侧壁连接处用气液分离膜相隔，在气液分离室的另一侧壁上设置一进水嘴，在气液分离室的顶部设置一出水嘴，在光学检测室的顶部和底部的分别开有顶部视窗和底部视窗，顶部视窗和底部视窗均用石英玻璃密封；所述的气体传感器为红外线发射器和红外线接收器，所述红外线发射器安装在光学检测室外且其发射窗口对准顶部视窗，所述红外线接收器安装在光学检测室外且其接收窗口对准底部视窗，在光学检测室的另一侧壁上设置有出气嘴，所述红外线发射器和红外线接收器的电信号连接到一控制器；将气液分离室、光学检测室、气体传感器及控制器密封在一密封套中，所述进水嘴、出水嘴和出气嘴伸出所述密封套的侧壁。
对上述技术方案的改进：所述的控制器包括电源模块、红外光电信号转换模块、运算、存储模块。
对上述技术方案的进一步改进：所述的出气嘴包括上出气嘴和下出气嘴，且上下分布设置在所述光学检测室的侧壁上。
对上述技术方案的进一步改进：将所述密封套的外侧底部固定在一支架上，所述支架上还设置有将整个检测装置固定在测试现场的安装孔。
对上述技术方案的进一步改进：所述的控制器中还设置有无线信号收发射模块。
对上述技术方案的进一步改进：所述的红外线发射器和红外线接收器分别通过红外发射器固定件和红外接收器固定件固定在密封套上。
对上述技术方案的进一步改进：所述的气液分离室、光学检测室、进水嘴、出水嘴、上出气嘴、下出气嘴的材质为不锈钢，气液分离膜的材质为带不锈钢网的半透膜，密封套的材质为不锈钢或耐腐蚀的高分子材料。
本实用新型的优点和积极效果是：
本实用新型的海水中甲烷浓度原位检测装置对非甲烷气体的响应度小，系统信噪比高，在深海海流剧烈波动的情况下，抗干扰能力强，且结构简单、体积小、成本低，方便实现环境适应性更强的小型海洋监测系统集成。适合布放于深海恶劣环境中，在长期无人职守的情况下，对海水中甲烷浓度指标进行原位检测。
附图说明
图1是本实用新型一种海水中甲烷浓度原位检测装置的主视图；
图2是本实用新型一种海水中甲烷浓度原位检测装置的俯视图。
图中标号为：1-进水嘴、2-气液分离室、3-出水嘴、4-气液分离膜、5-光学检测室、6-顶部视窗、7-红外发射器固定件、8-红外线发射器、9-上出气嘴、10-下出气嘴、11-固定支架、12-红外接收器固定件、13-底部视窗、14-红外线接收器、15-密封套、16-安装孔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述：
参见图1、图2，本实用新型一种海水中甲烷浓度原位检测装置的实施例，包括：气体传感器、侧壁连接的气液分离室2和光学检测室5，所述气液分离室2和光学检测室5的侧壁连接处用气液分离膜4相隔，在气液分离室2的另一侧壁上设置一进水嘴1，在气液分离室2的顶部设置一出水嘴3，在光学检测室5的顶部和底部的分别开有顶部视窗6和底部视窗13，顶部视窗6和底部视窗13均用石英玻璃密封；所述的气体传感器为红外线发射器8和红外线接收器14，所述红外线发射器8安装在光学检测室5外且其发射窗口对准顶部视窗6，所述红外线接收器14安装在光学检测室5外且其接收窗口对准底部视窗13，在光学检测室5的另一侧壁上设置有出气嘴，所述红外线发射器8和红外线接收器14的电信号连接到一控制器；将气液分离室2、光学检测室5、气体传感器及控制器密封在一密封套15中，所述进水嘴1、出水嘴3和出气嘴伸出所述密封套15的侧壁。
具体而言：上述的控制器包括电源模块、红外光电信号转换模块、运算、存储模块，另外，控制器还可设置无线信号收发射模块。
上述的出气嘴包括上出气嘴9和下出气嘴10，且上下分布设置在所述光学检测室5的侧壁上。
为了便于将检测装置固定在测试现场，将密封套15的外侧底部固定在一支架11上，在支架11上还设置有将整个检测装置固定在测试现场的安装孔16。
为便于安装、调节，红外线发射器8和红外线接收器14分别通过红外发射器固定件7和红外接收器固定件12固定在密封套15上。
鉴于海水腐蚀性较强，上述气液分离室2、光学检测室5、进水嘴1、出水嘴3、上出气嘴9、下出气嘴10的材质为不锈钢，气液分离膜4的材质为带不锈钢网的半透膜，密封套15的材质为不锈钢或耐腐蚀的高分子材料。
使用时，将检测装置通过固定支架11上的安装孔16固定在测试水域，且使检测装置的进水嘴1、出气嘴9和10保持水平状态，含有甲烷的海水由进水嘴1进入气液分离室2，经气液分离膜4分离后，甲烷气体透过气液分离膜4进入光学检测室5，海水水样残液由出水嘴3排出。
红外线发射器8发出红外光，透过顶部视窗6射入光学检测室5，被红外线接收器14接收，并转化为电信号，输送到控制器，当甲烷气体进入光学检测室5后，由于甲烷气体吸收红外光，使红外线接收器14接收到的红外光强度发生变化，控制器自动记录红外光强度的变化量并保存在存储模块中，红外光强度的变化量反映了海水中甲烷气体的含量变化。
因控制器中设置有无线收发模块，测试结果可以通过网络实时发送到监控系统。
上述说明表示：本实用新型是运用红外吸收原理，应用气液分离技术，将海水水样中的甲烷成分分离后，用红外线发射器和红外线接收器对其含量进行检测。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种海水中甲烷浓度原位检测装置，包括：气体传感器，其特征在于，还包括：侧壁连接的气液分离室和光学检测室，所述侧壁连接处用气液分离膜相隔，在气液分离室的另一侧壁上设置一进水嘴，在气液分离室的顶部设置一出水嘴，在光学检测室的顶部和底部的分别开有顶部视窗和底部视窗，顶部视窗和底部视窗均用石英玻璃密封；所述的气体传感器为红外线发射器和红外线接收器，所述红外线发射器安装在光学检测室外且其发射窗口对准顶部视窗，所述红外线接收器安装在光学检测室外且其接收窗口对准底部视窗，在光学检测室的另一侧壁上设置有出气嘴，所述红外线发射器和红外线接收器的电信号连接到一控制器；将气液分离室、光学检测室、气体传感器及控制器密封在一密封套中，所述进水嘴、出水嘴和出气嘴伸出所述密封套的侧壁。
2.按照权利要求1所述的海水中甲烷浓度原位检测装置，其特征在于，所述的控制器包括电源模块、红外光电信号转换模块、运算、存储模块。
3.按照权利要求1或2所述的海水中甲烷浓度原位检测装置，其特征在于，所述的出气嘴包括上出气嘴和下出气嘴，且上下分布设置在所述光学检测室的侧壁上。
4.按照权利要求1或2所述的海水中甲烷浓度原位检测装置，其特征在于，将所述密封套的外侧底部固定在一支架上，所述支架上还设置有将整个检测装置固定在测试现场的安装孔。
5.按照权利要求3所述的海水中甲烷浓度原位检测装置，其特征在于，将所述密封套的外侧底部固定在一支架上，所述支架上还设置有将整个检测装置固定在测试现场的安装孔。
6.按照权利要求2所述的海水中甲烷浓度原位检测装置，其特征在于，所述的控制器中还设置有无线信号收发射模块。
7.按照权利要求1或2所述的海水中甲烷浓度原位检测装置，其特征在于，所述的红外线发射器和红外线接收器分别通过红外发射器固定件和红外接收器固定件固定在密封套上。
8.按照权利要求3所述的海水中甲烷浓度原位检测装置，其特征在于，所述的红外线发射器和红外线接收器分别通过红外发射器固定件和红外接收器固定件固定在密封套上。
9.按照权利要求7所述的海水中甲烷浓度原位检测装置，其特征在于，所述的气液分离室、光学检测室、进水嘴、出水嘴、上出气嘴、下出气嘴的材质为不锈钢，气液分离膜的材质为带不锈钢网的半透膜，密封套的材质为不锈钢或耐腐蚀的高分子材料。
10.按照权利要求3所述的海水中甲烷浓度原位检测装置，其特征在于，所述的气液分离室、光学检测室、进水嘴、出水嘴、上出气嘴、下出气嘴的材质为不锈钢，气液分离膜的材质为带不锈钢网的半透膜，密封套的材质为不锈钢或耐腐蚀的高分子材料。
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| CN105300913A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-02-03 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 海底冷泉溶解气体原位测量装置 |
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| CN109030761A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-12-18 | 中国电建集团山东电力建设第工程有限公司 | 一种海水淡化检测装置及使用方法 |
| CN112362613A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-02-12 | 中国科学院南海海洋研究所 | 一种低功耗小体积长期值守深海痕量气体原位测量仪 |
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2015
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