[发明专利]地下水放射性惰性气体核素测年采样系统及其采样方法

权利要求书

1.一种地下水放射性惰性气体核素测年采样系统，包括过滤器（1）、采样瓶（18）、流量计（3）和气水分离器（7），所述采样瓶设有采样入口阀（6）；其特征是：所述采样系统设有中空纤维薄膜接触器（5）、真空泵（13）和压缩泵（10），所述空纤维薄膜接触器设有下部入水口、上部出水口和上、下出气口；所述过滤器的入口与进水管路连接，出口通过流量计连接到三通阀（4）；所述三通阀的一路出口连接到空纤维薄膜接触器的下部入水口，另一路出口连接到排水口，所述空纤维薄膜接触器的上部出水口通过出水阀（2）连接到排水口；所述空纤维薄膜接触器的上、下出气口通过气水分离器、1号阀（8）和2号阀（9）连接到压缩泵（10），所述压缩泵出口通过8号阀（17）、6号阀（15）和4号阀（11）连接到采样入口阀（6）；所述真空泵连接到5号阀（12），5号阀出口一路连接到6号阀与4号阀之间管路，另一路通3号阀（14）连接到1号阀与2号阀之间管路。

2.根据权利要求1所述的地下水放射性惰性气体核素测年采样系统，其特征是：所述压缩泵（10）的外部设有保护罩（22），所述保护罩内充满氮气或惰性气体。

3.根据权利要求1所述的地下水放射性惰性气体核素测年采样系统，其特征是：所述采样系统设有膜接触器水出口压力表（P1）、压缩泵入口压力表（P2）和压缩泵出口压力表（P3），所述膜接触器水出口压力表安装在中空纤维薄膜接触器（5）的上部出水口，所述压缩泵入口压力表安装在1号阀（8）的出口，所述压缩泵出口压力表安装在8号阀（17）的出口。

4.根据权利要求1所述的地下水放射性惰性气体核素测年采样系统，其特征是：所述采样系统设有通气口，所述通气口通过7号阀（16）连接到8号阀（17）与6号阀（15）之间的管路。

5.一种权利要求1所述的地下水放射性惰性气体核素测年采样系统的采样方法，步骤包括：

㈠取样准备

⑴连接好取样系统管路，关闭各管路阀门，连接好采样瓶（18）、进水管路、出水管路及通气管路；

⑵确认中空纤维薄膜接触器（5）的出水阀（2）为关闭状态，旋转三通阀（4）至排水口位置；

⑶打开进水，使进水流经过滤器（1）、流量计（3）、三通阀和排水口直接外排；

⑷通过过滤器（1）上的排气嘴来检查过滤器中有无气泡，打开排气嘴，若喷出不连续的水流，则过滤器中存在气泡，待喷出连续水流后关闭排水嘴；

⑸检查水温不超过70℃；

㈡泄漏检查

⑴打开除气水分离器（7）出口的1号阀（8）和与通气口连接的7号阀（16）以外的各路阀门，使气水分离器后的系统后部为封闭体系；

⑵打开采样瓶（18）的采样入口阀（6），检查压缩泵入口压力表（P2）的压力，确认其为大气压力或低于一个大气压；

⑶打开真空泵（13）抽真空，当压缩泵入口压力表和压缩泵出口压力表（P3）压力不再下降时关闭真空泵出口的5号阀（12）；

⑷观察压缩泵入口压力表和压缩泵出口压力表2～5min有无压力变化，无明显变化为没有泄露；

㈢取样

⑴将三通阀（4）出口转向水经过中空纤维薄膜接触器（5），打开出水阀（2）；

⑵调整阀门使压缩泵（10）至通气口的管路连通，打开至通气口的7号阀门（16），启动压缩泵（10）；

⑶缓慢打开压缩泵入口的2号阀（9），使中空纤维薄膜接触器（5）、气水分离器（7）与压缩泵连通，调节压缩泵的空气流量使压缩泵的入口压力为120 ～140mbar，持续3min；

⑷关闭开至通气口的7号阀门（16），打开至采样瓶（18）的6号阀（15）和4号阀（11），使压缩泵出口与采样瓶连通；

⑸通过调整真空泵出口的5号阀（12）和与压缩泵连通的6号阀（15）的开闭，从采样瓶抽气或向采样瓶中充气，连续三次清洗采样瓶；

⑹完成清洗后调整阀门，采样瓶充气；

⑺当压缩泵出口压力（P3）达到4000mbar时，关闭采样入口阀（6），调整阀门使压缩泵出口通向通气口；

㈣取样后处置

⑴取下采样瓶（18），关闭压缩泵（10）和真空泵（13）；

⑵关闭各管路阀门，关闭进水阀门，取下进水管和排水管；

⑶松开空纤维薄膜接触器（5）下部的螺母，放出存水；放出气水分离器中的存水；

⑷通过抽真空的方式对汽水分离器（7）后的系统后部进行干燥，干燥时间为30min；

⑸将采样系统拆装分件装箱。