[发明专利]一种氟代芳烃聚合物毛细管气体渗透膜样品池,测量器及测量方法无效

专利信息
申请号: 201010196362.4 申请日: 2010-06-08
公开(公告)号: CN101858852A 公开(公告)日: 2010-10-13
发明(设计)人: 叶海彬;孙兆华;王桂芬;曹文熙;杨跃忠 申请(专利权)人: 中国科学院南海海洋研究所
主分类号: G01N21/01 分类号: G01N21/01;G01N21/25
代理公司: 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 代理人: 陈卫
地址: 510301 *** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 芳烃 聚合物 毛细管 气体 渗透 样品 测量器 测量方法
【说明书】:

技术领域

发明设计二氧化碳测量领域,特别是一种氟代芳烃聚合物毛细管气体渗透膜样品池,测量器及测量方法。

背景技术

海洋作为全球气候的调节器,在调控大气CO2浓度等方面起着至关重要的作用,海洋CO2分压(pCO2)的直接测定对研究海气交换、海洋生物过程、海洋碳循环乃至全球气候变化具有重要的意义。

近二十年来,现场测量海表面CO2分压的传感器技术已取得较大的进步,研究表明,CO2分压光纤化学传感器将是高精度、快响应、低功耗、高信价比的CO2分压传感器的发展方向。

光纤化学传感器测量pCO2基于pH值的光度法测量,设计的关键体现在对pH值敏感的指示剂的CO2渗透膜的设计上。目前研究者们所设计的传感器的缺点主要体现在:测量动态范围有限、精度普遍较低、响应时间较长。其使用的CO2气体渗透膜,多是由有机硅塑料(Silicone)或聚四氟乙烯(PTFE)制成,测量时直接将CO2气体渗透膜做成管型,既作为气体渗透膜,同时又作为光学测量单元。但是由于有机硅塑料(Silicone)和聚四氟乙烯(PTFE)这两种材料的折射率高于指示剂的折射率,光在管中无法实现全反射,当光源发出的光通过指示剂后,光强的损失较大。

如何设计性能优良的用于大气、海水CO2分压测量的气体渗透膜样品池成为仪器分析领域关注的焦点问题。

杜邦公司推出的一种新的材料——氟代芳烃聚合物(Teflon AF2400)为解决这一问题提供了可能。Teflon AF2400的气体渗透性极佳,而且折射率为1.29,比水(-1.33)低,使用这种材料制成的毛细管,既可作为气体渗透膜,又可以作为长光程的光学测量样品池。

但现有技术并为提供基于Teflon AF2400毛细管设计用于大气、海水CO2分压测量的气体渗透膜样品池,现有技术的气体渗透膜样品池,精度不高,响应不快。

发明内容

本发明的第一个发明目的在于提供一种基于Teflon AF2400毛细管的气体渗透膜样品池,以解决现有技术为能提供基于Teflon AF2400毛细管的气体渗透膜样品池,以及现有技术的气体渗透膜样品池,精度不高,响应不快的技术问题。

为了实现本发明的第一个发明目的,采用的技术方案为:

一种氟代芳烃聚合物毛细管气体渗透膜样品池,用于测量样品二氧化碳分压值测量器的样品池,所述样品池左端与测量器的光源连接,右端与测量器的光谱仪连接,光源信号从样品池的左端输入,经过样品池对样品进行分析后,把分析信号传送到光谱仪以得到样品中二氧化碳的分压值,所述样品池包括:

(1)套管,套管左右两侧分别设置有注入口和排放口,还包括;

(2)长度大于套管长度的氟代芳烃聚合物毛细管,所述毛细管从套管的左端插入,从套管的右端插出,还包括;

(3)与套管注入口相连的第一进样管和与套管排放口相连的第二进样管,还包括;

(4)设有三端接头的第一光液耦合器和设有三端接头的第二光液耦合器,第一光液耦合器的第三接头与套管左端连接,并与氟代芳烃聚合物毛细管的左端相连,第二光液耦合器的第三接头与套管右端连接,并与氟代芳烃聚合物毛细管的右端相连,第一光液耦合器的第一接头通过第一光纤与光源连接,第二光液耦合器的第一接头通过第二光纤与光谱仪连接,还包括;

(5)与第一光液耦合器的第二接头连接的第一指示剂管和与第二光液耦合器的第二接头连接的第二指示剂管。

作为一种优选方案:所述套管的左右两端设有凹槽,所述样品池还包括设置在套管左端凹槽内与凹槽相匹配的第一水密部件,和设置在套管右端凹槽内与凹槽相匹配的第二水密部件,所述毛细管从第一水密部件插入,从第二水密部件插出。

作为进一步的优选方案,所述套管的左右两端的凹槽为圆柱形凹槽,所述第一水密部件和第二水密部件为水密圆柱。

作为再进一步的优选方案,所述水密部件通过螺套固定,水密部件与凹槽之间设有用于轴向水密的密封圈。所述密封圈为O型密封圈。

作为再进一步的优选方案,所述毛细管从第一水密部件和第二水密部件各伸出一定长度,长度范围为25~33厘米。

作为另一种优选方案,所述第一光纤通过第一插针插入第一光液耦合器的第一接头内,所述第二光纤通过第二插针插入第二光液耦合器的第一接头内。

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