[发明专利]基于集成阀岛装置的高精度海水pH原位测量系统及方法

说明书

本发明属于海洋监测技术领域，具体涉及基于集成阀岛装置可多试剂检测的高精度海水pH原位测量系统及方法。所述测量系统包括流路模块、光路模块和电路模块；所述流路模块中包括控制流路方向的集成阀岛，所述流路模块用于进行海水样品进样、试剂进样、混合；通过所述集成阀岛控制流路，在海水pH原位测量时，首先将海水进样至流路中测定空白光强，然后将指示剂进样至流路中，将流路闭合成一个环路，在环路中将海水和指示剂混合，混合完全后检测混合溶液的光强，计算吸光度，进而计算获得海水pH。本发明中的流路结构采用阀岛装置，具有死体积小、结构紧凑、功耗低的特点，能够实现海水和指示剂的完全混合，可提高仪器测量的稳定性。

技术领域

本发明属于海洋监测技术领域，具体涉及基于集成阀岛装置可多试剂检测的高精度海水pH原位测量系统及方法。

背景技术

目前表层海水pH以0.002/a的速度持续下降，海洋碳酸盐体系的深入研究对pH测量技术提出了更高的要求，亟需稳定可靠的高精度pH测量仪器。基于光度法的海水pH测量技术具备精度高(可达0.001)、稳定性好等优点，已成为当前研究海水酸化和碳循环等领域需准确观测pH的主流方法。高精度海水pH原位测量系统多基于光度法和流动注射分析技术，通过测定样品和指示剂混合后不同形态指示剂的吸光值，可得出海水pH值。

流路组成及控制、流通池选择、光源耦合模块、信号采集检测和指示剂校正等是构建高精度海水pH原位测量系统的核心技术，也是决定整个系统是否准确稳定的关键。

现有的原位pH传感器的流路设计多采用三通阀组合或多位选择阀等，存在体积大、功耗高等缺点；光源及信号检测多选用LED灯和光电二极管组合，仅可使用单一指示剂进行测定，且存在分辨率较低、准确性较差等缺点，直接影响仪器测定精密度和测量范围。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供基于集成阀岛装置可多试剂检测的高精度海水pH原位测量系统及方法；所述高精度海水pH原位测量系统的流路结构基于集成阀岛装置，死体积小，稳定性好；并且光路结构以LED耦合光源和微型光谱仪作为光源和检测器，可使用多种指示剂进行测量，拓宽了测量范围，提高了测量准确性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

基于集成阀岛的高精度海水pH原位测量系统，包括：流路模块、光路模块和电路模块；

所述流路模块包括集成阀岛、流通池、通过脉冲泵和所述集成阀岛连接的试剂袋；所述流通池的一端通过蠕动泵和所述集成阀岛连接，另一端和所述集成阀岛连接；所述集成阀岛上还设置有海水进样管路、海水废液排出管路以及指示剂废液排出管路；

所述光路模块，用于测量样品在特征波长处的吸光度；包括光源耦合模块、微型光谱仪和光纤，所述光源耦合模块包括设置于光源耦合器中的三个具有不同波长的LED灯，所述三个具有不同波长的LED灯组成耦合光源，耦合光源发出的光通过光纤传输，经过流通池后进入所述微型光谱仪检测信号强度；

所述蠕动泵、所述脉冲泵、所述集成阀岛、所述微型光谱仪均和所述电路模块连接；所述电路模块用于控制所述蠕动泵、所述脉冲泵、所述集成阀岛、所述微型光谱仪的开启或者关闭以及用于数据采集。

进一步地，所述集成阀岛包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀四个两位三通电磁阀；所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀均包括一个常闭口a、一个常开口b和一个第三接口共三个接口；