[发明专利]用于测量载有水蒸气的气体样品中的水同位素浓度的仪器

说明书

本发明涉及一种用于测量气体样本中同位素的仪器。

大气中水同位素的研究可以监控云聚集，并且特别地可以提供关于后者起源以及其历史的信息(凝结，再次蒸发等)。

为了连续地监测大气水蒸气中包含的水同位素，可以使用激光二极管光谱仪，其利用了近红外中水分子的吸收。这些仪器的优点之一是，特别地由于其很小的尺寸，它们可被布置在专用分析实验室的外面，并且连续地操作。

这些仪器，从它们处于操作的时刻起，连续地测量通过进口端被泵送气流的相对湿度，以及氢和氧同位素比率。

有必要定期地校准这些仪器，以能够获得可靠数据。

校准包括一个接一个地引入由水构成的两个参考液体样本，其绝对同位素值被完全地确定、选择，使得它们都彼此不太遥远，同时包括待分析样品的值。然后由仪器测量的这些值能够确定该仪器的校准线，因此然后可以将被测量值转化为绝对值。

该仪器配备有蒸发器，可以将参考样本的水转化成汽相以及像任何气体样本一样测量它们。

能进行该校准的系统被称为“标准传送模块(S.D.M.)”并由两个注射器组成，该两个注射器一方面连接到一个包含相应参考样本的安瓿，以及另一方面经由注射喷嘴连接到蒸发器，该蒸发器本身连接到分析仪。

在校正阶段，一个注射器经由管子件吸入对应于预定体积(例如250毫升)的量并经由蒸发器将其非常缓慢地分配到分析仪，以及该分析仪在全部时间(例如持续约30分钟)内测量该参考样本。该步骤然后用另一注射器更新。

以定期间隔重复的校准可以特别地免于随该仪器的时间漂移；根据工作条件，该范围可以从几个小时到一天。

由于使用非常小体积的参考样本，通常使用的该管子件有1/16”的外部直径以及不超过0.20毫米的内部直径；此外，该系统在不使用的期间在连续压力下不继续，这不可避免地导致在管子件中气体微型泡的出现。

这些气泡，当它们在校准过程中被引进到该仪器时，扰乱该分析。

为了避免这些损害连续获取精确数据的扰动，需要清洗S.D.M.的所有管子件，以确定在任何校准之前，在回路中没有泡沫。

建议当进行清洗以在蒸发器的水平断开来自这些注射器的管子件以及清洗整个仪器的外部，以避免后者的任何湿度饱和；一旦被清洗，该管子件重新连接到该系统并且可以手动地启动该校准。

应该注意的是，当仪器不再在实验室里使用但被配置在几乎隔离的非永久性人类存在的位置时，能够进行远程校准将是有用的，以及从而能够远程地清洗该系统。

本发明旨在提出一种可以对用于校准的管子件进行清洗的仪器，而无需人工干预和远程。

在这种背景下，本发明旨在提供一种用于测量载有水蒸气的气体样品中的水同位素浓度的仪器，该仪器包括：

—用于接收清洗液体或校准液体的至少一个进口管子件；

—分析仪，其包括：

ο用于接收载有水蒸气的气体样本的进口端；

ο分析所述气体样本的装置；

ο用于在通过该分析装置的测量后排出载有水蒸气的气体样本的出口端；

ο在正常测量操作模式中的连接回路，所述连接回路经由所述分析装置连接输入端到输出端；

—蒸发器，其包括：

ο被连接到所述进口管子件的至少一个进口端；

ο用于蒸发所述清洗液体或所述校准液体的装置；

ο连接到所述分析仪的回路，以传输所述蒸发的校准液体到所述分析仪，连接到所述分析仪的所述回路经由所述分析装置连接所述蒸发器的输入端到所述分析仪的输出端；

ο用于排出在通过所述分析仪测量的过程中蒸发的所述校准液体的溢出物的输出回路，所述输出回路被这样布置，溢出物不通过分析仪被排出；

ο被连接到蒸发器的输入端的清洗回路，用于在清洗操作中通过所述蒸发器吸收所述蒸发的清洗流体，所述清洗回路被这样布置，使得所述蒸发的清洗流体不穿过所述分析仪；

—用于有选择地形成以下状态的装置：

ο被称为校准操作状态的第一状态，该第一状态形成所述校准液体通过连接到所述分析仪的回路的循环，以及被蒸发的校准液体的溢出物通过所述蒸发器的输出回路的循环；

ο被称为清洗操作状态的第二状态，该第二状态形成清洗液体通过所述清洗回路的循环。

由于本发明，有利地使用对应于以下部分的该仪器的两个状态：