[发明专利]水汽氢氧稳定同位素通量的模拟装置与用途

权利要求书

1.一种水汽氢氧稳定同位素通量的模拟装置，其特征在于包括水汽采样装置、水汽分析装置、干空气制造装置和平衡水汽发生器。

2.如权利要求1所述的模拟装置，其特征在于：

1)水汽采样装置，包括两个大气水汽样品采样口(111)和两个校正气进气管(112)、两个三通电磁阀(13)、两个气体缓冲瓶(14)、四个流量计(15)、气压表(16)、针阀(17)和旁路气泵(18)；

2)水汽分析装置，包括四个两通电磁阀(21)、水汽δ¹⁸O和δD同位素分析仪(24)、精准流量控制器(25)、样品气泵(26)、继电器(27)和数据采集器(28)；

3)干空气制造装置，包括空气压缩机(31)、铜管(32)、压力阀(33)、可再生干燥器(35)和压力调节阀(36)；

4)平衡水汽发生器，包括水汽平衡装置(41)、水汽混合室(44)和水汽浓度分析仪(46)。

3.如权利要求2所述的模拟装置，其特征在于：干空气制造装置进一步包括除水分子筛(37)。

4.如权利要求3所述的模拟装置，其特征在于：

所述水汽采样装置中，两个大气水汽采样口(111)的气体首先经过过滤器(12)，通过两个三通电磁阀(13)实现进气管路的相互切换，通过数据采集器(28)控制继电器(27)实现两个三通电磁阀(13)的开闭；两个校正气进气管(112)与平衡水汽发生器连接；两个大气水汽样品采样管路和两个校正气进气管路与水汽分析装置相连接；

所述的水汽分析装置中，两个大气水汽样品采样管路和两个校正气进气管路的样品或标定气体通过四个两通电磁阀(21)与水汽δ¹⁸O和δD同位素分析仪(24)相连接，其中四个两通电磁阀(21)通过三个三通接头(22)串联；通过数据采集器(28)控制继电器(27)实现四个两通电磁阀(21)的开闭；所有样品或标定气体通过水汽δ¹⁸O和δD同位素分析仪(24)前均通过过滤器(23)；利用样品气泵(26)使待测气体通过水汽δ¹⁸O和δD同位素分析仪(24)；流过水汽δ¹⁸O和δD同位素分析仪(24)的气体流量利用精准流量控制器(25)控制；精准流量控制器(25)利用数据采集器(28)控制；

所述的干空气制造装置中，利用空气压缩机(31)产生压缩空气，压缩空气通过铜管(32)对压缩空气进行降温处理，利用压力阀(33)监测进气压力，压缩空气通过可再生干燥器(35)后产生干空气，利用压力调节阀(36)控制输出干空气，输出的干空气气体进一步通过除水分子筛(37)干燥；

所述的平衡水汽发生器中，将已知稳定同位素比值的液态水注入水汽平衡装置(41)；干空气制造装置产生的一部分无水干空气通过精准流量控制器(43)进入水汽平衡装置(41)底部产生气泡并达到饱和，从而产生饱和水汽；利用两个温度传感器(42)监测水汽平衡装置(41)的温度；干空气制造装置产生的另一部分无水干空气通过精准流量控制器(43)进入水汽混合室(44)与水汽平衡装置(41)产生的饱和水汽在水汽混合室(44)混合；水汽混合室(44)混合的另一部分水汽直接作为标定气体进入校正气进气管(112)，而水汽混合室(44)混合的部分水汽与少量干空气进一步混合作为水汽标定气体进入另一校正气进气管(112)；此外，水汽混合室(44)混合的另一部分少量水汽与两个样品进气口(111)中的一个进行气体混合，进入水汽分析装置；精准流量控制器(43)和温度传感器(42)都利用数据采集器(28)控制。

5.如权利要求4所述的模拟装置，其特征在于：

两个大气水汽样品采样口(111)和两个校正气进气管(112)的气体流量利用四个流量计(15)监测，而气体压力利用气压表(16)监测，同时利用针阀(17)调节气体流量和压力；利用旁路气泵(18)使两个大气水汽样品采样口(111)和两个校正气进气管(112)的气体保持同步；两个大气水汽样品采样管路中的其中一个管路与平衡水汽发生器产生的混合水汽相连接。

6.如权利要求4所述的模拟装置，其特征在于：所述的水汽平衡装置(41)和水汽混合室(44)为玻璃或聚四氟乙烯容器。

7.如权利要求4-6任一所述的模拟装置，其特征在于：干空气制造装置产生的无水干空气的水汽浓度小于10ppm。