一種深海甲烷濃度原位檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于水體監(jiān)測技術領域，涉及一種水中甲烷含量檢測系統(tǒng)，具體說是一種深海甲烷濃度原位檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，國內外對深海海水中甲烷含量的檢測主要有以下兩種系統(tǒng):
[0003]—種是半導體氣敏感應原位甲烷測量系統(tǒng)，利用氧化物半導體氣敏材料SnO2K附或脫附氣體分子會引起電導率發(fā)生變化的特征進行甲烷氣體測量，其特點是測量范圍較大，可達50nmol/L-10Pmol/L、工作水深較深，可達3500m，但由于半導體材料氣敏材料SnO2固有的檢測特性，導致進入到檢測腔的其他氣體也可能被氧化，從而對吸附氧過程產生干擾，影響其穩(wěn)定性，其次，SnO2半導體傳感器在檢測過程中需要消耗甲烷氣體，在水體流動的動態(tài)環(huán)境中會降低傳感器的靈敏度。
[0004]另一種進入到實際應用階段的深海甲烷檢測系統(tǒng)是激光拉曼光譜分析原位甲烷測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于光子與物質分子的非彈性碰撞所產生的散射，對于不同物質分子其產生的拉曼光譜強度有顯著區(qū)別的特性，通過分析拉曼光譜強度變化來確定海水中甲烷含量，其特點是精度高、測量范圍廣、穩(wěn)定性好，但在深海中應用，需搭載在深海ROV等大型取樣裝置中，其造價非常昂貴，不適合實際大規(guī)模應用。
[0005]綜合以上分析，發(fā)現(xiàn)上述兩種測量方式以下幾點不足:
[0006](I)半導體氣敏感應原位甲烷測量系統(tǒng)在深海應用中穩(wěn)定性較差；
[0007](2)半導體氣敏感應原位甲烷測量系統(tǒng)在水體流動的動態(tài)環(huán)境中靈敏度不強；
[0008](3)激光拉曼光譜分析原位甲烷測量系統(tǒng)結構復雜，造價昂貴，很難在實際應用中推廣。

【發(fā)明內容】

[0009]本實用新型為解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，提供一種深海甲烷濃度原位檢測系統(tǒng)，氣體選擇性好、靈敏度高、系統(tǒng)的信噪比高，抗干擾能力強、結構簡單、成本低，適合集成于一個小型密閉容器內，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。
[0010]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0011]一種深海甲烷濃度原位檢測系統(tǒng)，包括:安裝有紅外吸收式氣體傳感器的氣液分離光學檢測室，其特征在于，還包括:法蘭盤、減壓閥、減壓艙、入水栗、出水栗、氣栗、電磁閥、電路板、殼體，所述殼體是一端封閉的空腔，所述的減壓閥、減壓艙、入水栗、出水栗、氣栗、電磁閥、電路板、氣液分離光學檢測室安裝在所述殼體內，所述殼體敞開的一端與所述法蘭盤密封連接，在所述法蘭盤上設置有法蘭盤入水口、法蘭盤出水口及水密接頭，所述法蘭盤入水口與所述減壓閥的入水口連通，所述減壓閥的出水口與所述減壓艙的入水口連通，所述減壓艙的出水口與所述入水栗的入水口連通，所述入水栗的出水口與所述氣液分離光學檢測室的入水口連通，所述出水栗的入水口與氣液分離光學檢測室的出水口連通，所述出水栗的出水口與減壓艙的入水口連通，所述氣栗的入氣口與所述氣液分離光學檢測室的出氣口連通，所述氣栗的出氣口與所述減壓艙的入氣口連通，所述減壓艙的出水口與出水栗的入水口連通，所述出水栗的出水口與所述電磁閥的入口連通，所述電磁閥的出口與所述法蘭盤出水口連通，所述的紅外吸收式氣體傳感器的電信號端子連接到所述電路板，所述電路板的電源輸入端子和信號輸出端子與所述水密接頭連接。
[0012]對上述技術方案的改進:所述的電路板上設置有直流穩(wěn)壓電源，所述直流穩(wěn)壓電源的輸出端分別與所述入水栗、出水栗、氣栗及電磁閥的電源端子連接。
[0013]對上述技術方案的進一步改進:所述的減壓閥、減壓艙、入水栗、出水栗、氣栗及電磁閥固定在一底板上，所述底板固定在一固定支架上，所述固定支架的一端固定在所述法蘭盤上，所述電路板用一電路板支架固定在所述底板上。
[0014]對上述技術方案的進一步改進:所述的法蘭盤與減壓閥之間的連通管、所述出水栗與電磁閥之間的連通管及所述電磁閥與法蘭盤之間的連通管均為不銹鋼細管，其余的連通管均采用硅橡膠軟管。
[0015]對上述技術方案的進一步改進:所述的氣液分離光學檢測室包括:氣液分離室和光學檢測室，所述氣液分離室和光學檢測室側向連接，且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中心各開有一視窗，分別為頂部視窗和底部視窗，所述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；紅外線發(fā)射器安裝在光學檢測室外且發(fā)射窗口對準頂部視窗，紅外線接收器安裝在光學檢測室外且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上出氣嘴和下出氣嘴；紅外線發(fā)射器和紅外線接收器的電信號連接到電路板；整個檢測裝置密封在密封套中，僅進水嘴、出水嘴、上出氣嘴和下出氣嘴伸出密封套。
[0016]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、出氣嘴的材質為不銹鋼，氣液分離膜的材質為帶不銹鋼網的半透膜，密封套的材質為不銹鋼或耐腐蝕的高分子材料。
[0017]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:
[0018]本實用新型的深海甲烷濃度原位檢測系統(tǒng)對非甲烷氣體的響應度小，氣體選擇性好、靈敏度高、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，便于實現(xiàn)環(huán)境適應性更強的小型海洋監(jiān)測系統(tǒng)集成，能夠布放于深海惡劣環(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】
[0019]圖1是本實用新型一種深海甲烷濃度原位檢測系統(tǒng)的裝配示意圖；
[0020]圖2是本實用新型一種深海甲烷濃度原位檢測系統(tǒng)去掉殼體后的立體圖；
[0021]圖3是本實用新型一種深海甲烷濃度原位檢測系統(tǒng)實施例的水路、氣路連接結構示意圖；
[0022]圖4是本實用新型一種深海甲烷濃度原位檢測系統(tǒng)中的氣液分離光學檢測室的局部剖面示意圖；
[0023]圖5是圖4的俯視圖。
[0024]圖中標號為:1_法蘭盤、1.1-法蘭盤入水口、1.2-法蘭盤出水口、1.3-水密接頭、2-減壓閥、3-減壓艙、4-入水栗、5-出水栗、6-氣栗、7-電磁閥、8-電路板、9-氣液分離光學檢測室、9.1-進水嘴、9.2-氣液分離室、9.3-出水嘴、9.4-氣液分離膜、9.5-光學檢測室、9.6-頂部視窗、9.7-紅外發(fā)射器固定件、9.8-紅外線發(fā)射器、9.9-上出氣嘴、9.10-下出氣嘴、9.11-支架、9.12-紅外接收器固定件、9.13-底部視窗、9.14-紅外線接收器、9.15-密封套、9.16-安裝孔、10-電路板支架、11-底板、12-固定支架、13-殼體。
【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述:
[0026]參見圖1-圖3，本實用新型一種深海甲烷濃度原位檢測系統(tǒng)的實施例，包括:安裝有紅外吸收式氣體傳感器的氣液分離光學檢測室9、法蘭盤1、減壓閥2、減壓艙3、入水栗4、出水栗5、氣栗6、電磁閥7、電路板8、殼體13，所述殼體13是一端封閉的空腔，所述的減壓閥2、減壓艙3、入水栗4、出水栗5、氣栗6、電磁閥7、電路板8、氣液分離光學檢測室9安裝在所述殼體13內，所述殼體13敞開的一端與所述法蘭盤I密封連接，在所述法蘭盤I上設置有法蘭盤入水口 1.1、法蘭盤出水口 1.2及水密接頭1.3，所述法蘭盤入水口 1.1與所述減壓閥2的入水口連通，所述減壓閥2的出水口與所述減壓艙3的入水口連通，所述減壓艙3的出水口與所述入水栗4的入水口連通，所述入水栗4的出水口與所述氣液分離光學檢測室9的入水口連通，所述出水栗5的入水口與氣液分離光學檢測室9的出水口連通，所述出水栗5的出水口與減壓艙3的入水口連通，所述氣栗6的入氣口與所述氣液分離光學檢測室9的出氣口連通，所述氣栗6的出氣口與所述減壓艙3的入氣口連通，所述減壓艙3的出水口與出水栗5的入水口連通，所述出水栗5的出水口與所述電磁閥7的入口連通，所述電磁閥7的出口與所述法蘭盤出水口 1.2連通，所述的紅外吸收式氣體傳感器的電信號端子連接到所述電路板8，所述電路板8的電源輸入端子和信號輸出端子與所述水密接頭1.3連接。
[0027]具體而言:在電路板8上設置有直流穩(wěn)壓電源，直流穩(wěn)壓電源的輸出端分別與所述入水栗4、出水栗5、氣栗6及電磁閥7的電源端子連接，供給工作電源。
[0028]上述的減壓閥2、減壓艙3、入水栗4、出水栗5、氣栗6、電磁閥7固定在一底板11上，將底板11固定在一固定支架12上，將固定支架12的一端固定在法蘭盤I上，電路板8用一電路板支架10固定在底板11上。
[0029]上述的法蘭盤I與減壓閥2之間的連通管、上述出水栗5與電磁閥7之間的連通管及上述電磁閥7與法蘭盤I之間的連通管均為不銹鋼細管，其余的連通管均采用硅橡膠軟管。
[0030]參見圖4、圖5，上述的氣液分離光學檢測室9包括:氣液分離室9.2和光學檢測室
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