[实用新型]一种深海海水参数测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于深海装备及工程设备技术领域，涉及一种深海海水参数测量装置。

背景技术

深海探测器通过对海水样品进行长期、连续地采样分析而得到海水化学量变化的真实动态数据，从海水化学成分的异常情况初步探明海底矿藏，具有个体轻便、操作简单和高灵敏度等优点。目前装备在深海探测器上的传感器主要采用各类电化学探测电极，测量项目主要是H₂S、H₂、pH。我国已利用Ir/IrO₂探测电极和改进型Ag/AgCl参比电极配对，初步研制成功了探针式结构全固态pH探测电极，适用于深海环境的pH值在线检测。但该类pH探测电极的测试特性通常会随时间而改变，要使之在高压、强腐蚀的环境中连续可靠地工作一至三个月，必须定期对其进行维护和再标定。在陆地上采用的维护、再标定方法如更换新探测电极或拆下探测电极并对其试验室标定等，在深海环境中都不适用。可采用的方法是在深海海底对探测电极进行在线自校正与自维护：此过程需要用系统自带的缓冲液来对探测电极进行标定。一旦进入标定程序后，深海探测器抽取标准液腔里的缓冲液将传感器腔内的海水样本驱替干净，用缓冲液对探测电极进行标定。标定完成后再抽取海水样本将传感器腔内的缓冲液驱替干净，进入海水样本采样程序。在这一过程中，如何提高海水和缓冲液之间的驱替效率，以降低深海探测器的能耗、延长系统工作时间，同时减小探测传感器腔内的液体残留度，保持缓冲液和海水样本的真实度，成为深海探测器研制中的关键问题。

目前，深海电极自校正主要采用圆筒型结构传感器腔。该结构简单直观，易于加工和密封，但是由于入水管和出水管均设计在圆柱形腔体的中央，导致其周边存在流动死区，极大地降低了自校正过程中的缓冲液和海水之间的驱替效率，同时造成驱替过程完成后缓冲液和海水样本真实的度降低。这一问题在缓冲液与海水存在较大的密度差异时显得尤为明显。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种深海海水参数测量装置。

本实用新型包括舱体、密封盖、针型pH传感器和电磁阀。舱体为正八边形截面的柱体，上、下两个端面平行、八个外侧壁均垂直于端面。密封盖为与舱体正八边形端面形状匹配的盖体，密封盖与舱体通过螺栓固定连接，密封盖与舱体之间通过密封圈密封。

舱体的上端面居中位置开有凹槽形成传感器腔。所述的传感器腔的底面为与舱体端面平行的等腰三角形平面，三个内侧壁均垂直于底面，三个侧壁之间通过圆弧过渡，传感器腔的深度远远小于底面等腰三角形的任何一个边长。传感器腔的三个内侧壁中，等腰三角形底边所在的内侧壁与舱体的一个外侧壁平行，舱体的八个外侧壁中与该外侧壁相邻的两个外侧壁上对称开有两个传感器安装孔，传感器安装孔的一端开口于舱体的外侧壁上、另一端开口于等腰三角形底边所在的传感器腔的内侧壁上。两个传感器安装孔均为圆柱形通孔，其中一个传感器安装孔的轴线与等腰三角形的一个腰边平行，另一个传感器安装孔的轴线与等腰三角形的另一个腰边平行。两个针型pH传感器分别设置在两个传感器安装孔内。

等腰三角形两个底角指向的舱体的两个外侧壁上对称开有两个出水孔，两个出水孔均为一端开口于舱体的外侧壁上、另一端开口于传感器腔的等腰三角形两个腰边所在的内侧壁与底边所在的内侧壁的过渡圆弧面上。等腰三角形顶角指向的舱体的外侧壁上开有一个进水孔，进水孔的一端开口于舱体的外侧壁上、另一端开口于传感器腔的等腰三角形两个腰边所在的内侧壁的过渡圆弧面上。所述的两个出水孔和一个进水孔均为圆柱形通孔，孔径大于等于传感器腔深度的1/3。一个进水孔以及两个出水孔在舱体外侧壁的开口处均设置有电磁阀，三个电磁阀与舱体的外侧壁螺纹连接。

本实用新型对传感器腔的腔体形状，通孔的数量和分布上都进行了改进，能够极大地提升驱替效率以及驱替过程结束后腔体内缓冲液或海水样本的真实度，能适应各种密度的海水样本。

本实用新型利用缓冲液和海水样本之间的密度差，通过三角形截面的腔体形状配合两根上下对称分布且可以独立调节开闭的出水管，在驱替过程中产生类似活塞的排挤效果，极大地增加了驱替的完全性，从而增大了缓冲液和海水样本的真实度，并且在很大程度上提高了驱替效率。

本实用新型由于利用了不同液体间存在的密度差，在驱替过程中产生了类似活塞的排挤效果，极大地提升了驱替效率。

本实用新型设计了上下对称分布且可由阀门独立控制开闭的出水孔，根据驱替过程的不同改变出水孔的位置，利用不同密度液体分层的原理，最大限度地保证了驱替过程的完全性，提高了驱替结束后缓冲液或海水样本的真实性。