CN207020123U - 一种海水中多种可溶性气体现场监测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，包括海水引入装置、水气分离膜和真空室，所述海水引入装置与水气分离膜相连，所述水气分离膜通过管路与真空室相连，所述管路上设有气密阀；所述真空室内设有离子化室、质量分析器和检测器，所述真空室外连接涡轮分子泵和机械泵，本实用新型所公开的监测仪利用质谱原理实现海水中多种可溶气体的定性定量检测，具有检测速度快、稳定性强、无二次污染等优点，该仪器可被广泛应用在海洋浮标、台站、监测船、潜标等不同监测平台，为研究海洋中可溶性气体的生物地球化学过程和机理提供技术支撑，在海洋资源探测、海洋生态监测和评价方面具有重要的意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及海洋化学分析领域，特别涉及一种海水中多种可溶性气体现场监测仪。
背景技术
海水中的可溶性气体是评价大洋环流、海洋资源、海洋生物重要参数，在海洋调查、资源勘探、海水养殖业等领域中具有重要意义。在海洋科学常规监测过程中，通常将样品采集后带回实验室进行分析测试，但是样品采集和运输过程中会受压力或温度等条件的影响可能会引起样品组成变化，很难保证测量的准确性和有效性。因此研制实时监测海洋溶解气体装备是海洋化学研究的热点之一。
目前，对海水中可溶性气体实时监测通常是针对性某一种气体的传感器。如监测二氧化碳的传感器有电化学法、混合敏感膜法、光纤化学法及光谱法等。监测溶解氧的有电化学法、光纤化学法等。监测甲烷的有新型膜材料法、生物传感器法、光谱法等。每一种方法只能针对特定气体进行监测，同时在实际应用过程中也具有一定的局限性。如电化学法稳定性欠佳；光纤化学法需要足够长的反应平衡时间，不适合在海洋环境中长期自动连续工作；光谱法受周围环境温度影响大。可见，研制监测海水多种可溶性气体的通用传感器一直是海洋监测技术领域热点之一。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，以达到检测速度快，实现同时定性定量检测、不受外界温度干扰、无二次污染的目的。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，包括海水引入装置、水气分离膜和真空室，所述海水引入装置与水气分离膜相连，所述水气分离膜通过管路与真空室相连，所述管路上设有气密阀；所述真空室内设有离子化室、质量分析器和检测器，所述真空室外连接涡轮分子泵和机械泵。
上述方案中，所述海水引入装置包括与水气分离膜连接的海水引入管和海水排出管，所述海水排出管上设置蠕动泵，所述海水引入管上设有海水过滤器。
上述方案中，所述水气分离膜为有机半透膜，具体为PDMS膜、聚四氟乙烯膜、纤维素膜或聚乙烯膜中的一种，半透膜具有阻止液体海水进入质谱系统，同时海水中气体小分子可以透过，实现水气分离。
上述方案中，所述离子化室的离子化方式为电子轰击离子源方式，气体被离子化为带有不同质荷比的离子。
上述方案中，所述质量分析器为四级杆、磁或离子阱，能够实现不同质荷比的筛分。
上述方案中，所述检测器为电子倍增管或者法拉第筒，能够实现待测离子的高灵敏检测。
上述方案中，所述真空室内还设有监测气体压力的真空规，所述真空规通过控制装置与涡轮分子泵、机械泵以及气密阀相连。
更进一步的技术方案中，所述真空室的压强小于10-4Pa。
更进一步的技术方案中，所述海水过滤器的孔径为40μm。
通过上述技术方案，本实用新型提供的海水中多种可溶性气体现场监测仪利用质谱原理实现海水中二氧化碳、溶解氧、甲烷等多种可溶气体的定性定量检测，提高了时空分析的精度，降低了人力物力消耗，具有检测速度快，实现同时定性定量检测、不受外界温度干扰、无二次污染等特点。该仪器可被广泛应用在海洋浮标、台站、监测船、潜标等不同监测平台，为研究海洋中可溶性气体的生物地球化学过程和机理提供技术支撑，在海洋资源探测、海洋生态监测和评价方面具有重要的意义。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本实用新型实施例所公开的一种海水中多种可溶性气体现场监测仪结构示意图。
图中：1、海水引入装置；2、蠕动泵；3、海水排出管；4、水气分离膜；5、气密阀；6、离子化室；7、质量分析器；8、检测器；9、真空室；10、涡轮分子泵；11、机械泵；12、海水过滤器；13、海水引入管；14、真空规。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实用新型提供了一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，如图1所示的结构，该监测仪利用质谱原理实现海水中多种可溶气体的定性定量检测，具有检测速度快、稳定性强、无二次污染等优点。
如图1所示的海水中多种可溶性气体现场监测仪，包括海水引入装置1、水气分离膜4和真空室9，海水引入装置1与水气分离膜4相连，水气分离膜4通过管路与真空室9相连，管路上设有气密阀5；真空室9内设有离子化室6、质量分析器7和检测器8，真空室9外连接涡轮分子泵10和机械泵11。
海水引入装置1包括与水气分离膜4连接的海水引入管13和海水排出管3，海水排出管3上设置蠕动泵2，海水引入管13上设有海水过滤器12，海水过滤器12的孔径为40μm。
水气分离膜4为有机半透膜，具体为PDMS膜、聚四氟乙烯膜、纤维素膜或聚乙烯膜中的一种，半透膜具有阻止液体海水进入质谱系统，同时海水中气体小分子可以透过，实现水气分离。
离子化室6的离子化方式为电子轰击离子源方式，气体被离子化为带有不同质荷比的离子。质量分析器7为四级杆、磁或离子阱，能够实现不同质荷比的筛分。检测器8为电子倍增管或者法拉第筒，能够实现待测离子的高灵敏检测。
真空室9内还设有监测气体压力的真空规14，真空规14通过控制装置与涡轮分子泵10、机械泵11以及气密阀5相连，维持真空室9的压强小于10-4Pa。
该监测仪的具体操作步骤如下：
(1)首先开启机械泵11进行预抽真空，达到一定真空度后开启涡轮分子泵10，维持真空室9中的真空度达到10-4Pa以下；
(2)启动海水引入装置1，海水在蠕动泵2的驱动下从海水引入管13引入，经过海水过滤器12过滤后，通过水气分离膜4；
(3)开启气密阀5，海水中的溶解气体在内外压强差的作用下实现海水中的水气分离，溶解气体经气密阀5进入真空室9中，液态海水经海水排出管3排出；
(4)分离出来的气体首先进入离子化室6，进行离子化生产带有不同质荷比的气体离子，气体离子经质量分析器7分离，最后由检测器8进行检测，进而对不同气体分子进行定性定量分析。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，其特征在于，包括海水引入装置、水气分离膜和真空室，所述海水引入装置与水气分离膜相连，所述水气分离膜通过管路与真空室相连，所述管路上设有气密阀；所述真空室内设有离子化室、质量分析器和检测器，所述真空室外连接涡轮分子泵和机械泵。
2.根据权利要求1所述的一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，其特征在于，所述海水引入装置包括与水气分离膜连接的海水引入管和海水排出管，所述海水排出管上设置蠕动泵，所述海水引入管上设有海水过滤器。
3.根据权利要求1所述的一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，其特征在于，所述水气分离膜为有机半透膜，具体为PDMS膜、聚四氟乙烯膜、纤维素膜或聚乙烯膜中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，其特征在于，所述离子化室的离子化方式为电子轰击离子源方式。
5.根据权利要求1所述的一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，其特征在于，所述质量分析器为四级杆、磁或离子阱。
6.根据权利要求1所述的一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，其特征在于，所述检测器为电子倍增管或者法拉第筒。
7.根据权利要求1所述的一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，其特征在于，所述真空室内还设有监测气体压力的真空规，所述真空规通过控制装置与涡轮分子泵、机械泵以及气密阀相连。
8.根据权利要求1至7任一所述的一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，其特征在于，所述真空室的压强小于10-4Pa。
9.根据权利要求2所述的一种海水中多种可溶性气体现场监测仪，其特征在于，所述海水过滤器的孔径为40μm。
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| CN201720919350.7U CN207020123U (zh) | 2017-07-27 | 2017-07-27 | 一种海水中多种可溶性气体现场监测仪 |
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| CN (1) | CN207020123U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107328844A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-07 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种海水中多种可溶性气体现场监测仪 |
| CN108195923A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-06-22 | 清华大学深圳研究生院 | 用于样品中挥发性有机化合物检测的方法及质谱仪装置 |
| CN114324546A (zh) * | 2021-12-18 | 2022-04-12 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 真空封装器件内部气氛的检测方法、气密容器及检测设备 |
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2017
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| CN108195923A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-06-22 | 清华大学深圳研究生院 | 用于样品中挥发性有机化合物检测的方法及质谱仪装置 |
| CN114324546A (zh) * | 2021-12-18 | 2022-04-12 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 真空封装器件内部气氛的检测方法、气密容器及检测设备 |
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