一种制造技术

本实用新型专利技术公开一种

【技术实现步骤摘要】
一种13CH4溶解浓度的检测装置
本技术涉及溶解气体检测
，具体地指一种13CH4溶解浓度的检测装置。
技术介绍
工业革命以来，大气中的二氧化碳和甲烷等温室气体浓度逐年增加，其中甲烷体积浓度从过去的0.72×10-6上升到目前的1.78×10-6，对全球气候变暖的贡献为15%。然而导致大气甲烷浓度变异的原因并不明了，如大气甲烷浓度在上世纪90年代前后10多年相对稳定，但2007年以来再次开始增加，这种温室气体排放量变化的不确定性也导致了应用气候模型预测未来气候变化情景的不确定性。淡水态系统是甲烷的重要排放源，但其排放具有很大的时空异质性，淡水生态系统甲烷排放的机理及其迁移转化的规律研究成为当下研究的热点。13C作为碳元素的一种同位素，其存在于甲烷分子中，不同来源的甲烷分子，其13C含量有很大差异，通过对13CH4溶解浓度的检测，可从机理上分析淡水态系统中甲烷的来源及其迁移转化过程。为研究13CH4溶解浓度溶解浓度，现有的技术手段主要是摇瓶法，将待测水体放入一个密闭容器中（顶空瓶），上部保留顶空，剧烈摇晃，达到平衡后使用温室气体分析仪检测顶空13CH4溶解浓度，利用亨利定律计算水体中13CH4溶解浓度。该方法虽然被广泛使用，但却存在诸多的缺陷：首先其水气平衡时间较长，检测效率低下；其次顶空瓶气密性不佳，对结果产生很大的影响；最后摇瓶法测量结果只能代表一个点的浓度，而无法反映区域上13CH4溶解浓度，且其操作过程复杂繁琐，给研究带来很大的困难。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种13CH4溶解浓度的检测装置，能够快速有效检测水域生态系统中13CH4的溶解浓度，为水体甲烷迁移转化研究提供了有效的技术支撑。本技术为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种13CH4溶解浓度的检测装置，包括背景储气罐、壳体和分离器，所述背景储气罐出气端和壳体进气端之间通过第一管道连接，所述壳体出口与分离器进口之间通过第二管道连接，所述壳体内竖向设有水下电机，所述水下电机输出轴设有螺旋桨，所述分离器顶部出气口与气体分析仪连接，所述分离器底部出液口与第三管道连接。优选地，所述壳体进水端与进水管连接，进水管上设有蠕动泵。优选地，所述第一管道上设有减压阀和流量控制器。优选地，所述水下电机通过缓冲泡棉安装于壳体内。优选地，所述分离器顶部出气口通过出气管与气体分析仪连接，所述出气管上设有除雾器。优选地，所述分离器包括位于底部的容器和与容器顶部可拆卸连接的上盖。优选地，所述壳体包括位于底部的下壳体和与下壳体顶部可拆卸连接的上壳体。优选地，所述壳体进水端还设有多个分散支管，多个分散支管与进水管连接。本技术的有益效果：本技术装置通过设置水下电机及螺旋桨，其搅拌过程可以加速待测水样与背景气体的混合，快速达到水气平衡，水气混合物在分离器中分离，气体进入气体分析仪，可快速检测水体13CH4溶解浓度。附图说明图1为一种13CH4溶解浓度的检测装置的结构示意图；图2为图1中水下电机所在区域的俯视结构示意图；图中，背景储气罐1、壳体2、下壳体2.1、上壳体2.2、分离器3、容器3.1、上盖3.2、第一管道4、第二管道5、水下电机6、螺旋桨7、气体分析仪8、第三管道9、进水管10、蠕动泵11、减压阀12、流量控制器13、缓冲泡棉14、出气管15、除雾器16、分散支管17。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细描述。如图1和2所示，一种13CH4溶解浓度的检测装置，包括背景储气罐1、壳体2和分离器3，所述背景储气罐1出气端和壳体2进气端之间通过第一管道4连接，所述壳体2出口与分离器3进口之间通过第二管道5连接，所述壳体2内竖向设有水下电机6，所述水下电机6输出轴设有螺旋桨7，所述分离器3顶部出气口与气体分析仪8连接，所述分离器3底部出液口与第三管道9连接。在本实施例中，背景储气罐1内储藏的气体为氮气，可以快速将壳体2内水样中的13CH4吹扫出来。优选地，所述壳体2进水端与进水管10连接，进水管10上设有蠕动泵11。通过蠕动泵11可以抽取待测水样进入到进水管10，然后通入到壳体2内进行检测。优选地，所述第一管道4上设有减压阀12和流量控制器13。优选地，所述水下电机6通过缓冲泡棉14安装于壳体2内。优选地，所述分离器3顶部出气口通过出气管15与气体分析仪8连接，所述出气管15上设有除雾器16。本实施例中的除雾器16为可拆卸结构，选用丝网除雾器，这样可以拦截液体，并让气体通过，可以保证分离器3中的液态水无法进入气体分析仪，起到保护气体分析仪的作用。优选地，所述分离器3包括位于底部的容器3.1和与容器3.1顶部可拆卸连接的上盖3.2。优选地，所述壳体2包括位于底部的下壳体2.1和与下壳体2.1顶部可拆卸连接的上壳体2.2。上述两种可拆卸连接的方式均是通过螺栓与螺孔之间的配合来实现的，方便拆卸下来进行清洗，也方便安装过程。优选地，所述壳体2进水端还设有多个分散支管17，多个分散支管17与进水管10连接。通过多个分散支管17可以使得进入的水样更快分散开来，提高水样与气体之间混匀程度。本实施例工作原理如下：首先通过蠕动泵11可以抽取待测水样进入到进水管10，然后通入到壳体2内，通过减压阀12和流量控制器13控制背景储气罐1内氮气吹扫的量，氮气通过第一管道4而进入到壳体2内，并与壳体2内的水样混合，而开启搅拌水下电机6后，其螺旋桨7旋转而搅动水流，使得氮气与壳体2内的水样充分混合，快速达到水气平衡，将水样中的13CH4吹扫出来，水气混合物通过第二管道5进入分离器3内，本实施例中水气混合物中的水分快速在分离器3底部积聚，而气体则是通过出气管15进入到气体分析仪8内，通过气体分析仪8可以检测出气体中含有的13CH4的量，再进一步地通过亨利定律即可得到原水样中含有的13CH4的量。上述的实施例仅为本技术的优选技术方案，而不应视为对于本技术的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本技术的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种

【技术特征摘要】
1.一种13CH4溶解浓度的检测装置，包括背景储气罐（1）、壳体（2）和分离器（3），所述背景储气罐（1）出气端和壳体（2）进气端之间通过第一管道（4）连接，所述壳体（2）出口与分离器（3）进口之间通过第二管道（5）连接，其特征在于：所述壳体（2）内竖向设有水下电机（6），所述水下电机（6）输出轴设有螺旋桨（7），所述分离器（3）顶部出气口与气体分析仪（8）连接，所述分离器（3）底部出液口与第三管道（9）连接。


2.根据权利要求1所述的一种13CH4溶解浓度的检测装置，其特征在于：所述壳体（2）进水端与进水管（10）连接，进水管（10）上设有蠕动泵（11）。


3.根据权利要求1所述的一种13CH4溶解浓度的检测装置，其特征在于：所述第一管道（4）上设有减压阀（12）和流量控制器（13）。


4.根据权利要求1所述的一种13CH4溶解浓度的检测装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑祥旺，肖尚斌，刘佳，吴荆双，严登华，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42