[发明专利]船载走航海水酸化多参数观测仪

说明书

船载走航海水酸化多参数观测仪，涉及海洋监测技术领域，海水过滤器和标液储罐的出液口分别连接三通阀的进液口，三通阀的出液口连接分液器的进液口，分液器的两个出液口分别连接第一蠕动泵和第二蠕动泵的进液口，第一蠕动泵的出液口连接流通池的进液口，第二蠕动泵的出液口连接DIC检测器的进液口；纯水机通过恒流泵与DIC检测器的载体进液口连接；pH探头伸入流通池内；通过数据采集与控制芯片控制仪器的自动进样和检测。可实现海水酸化参数的高精度自动检测，同时可进行标样的自动测量和仪器的调校，所需的样品量少，不需要额外的试剂消耗，特别适合于长时间的船载走航海水pH和DIC的连续自动观测或野外长期无人值守的在线观测。

技术领域

本发明涉及海洋监测技术领域，尤其涉及船载走航海水酸化多参数观测仪。

背景技术

海水中的pH和DIC是表征海水酸化的重要参数，在海洋酸化研究中具有重要的指示意义，已成为海洋酸化研究的基本参数，是了解海洋生物活动过程极其对海洋环境响应的重要参数。准确、快速和方便并且高时空分辨地测定海水pH和DIC浓度的时空分布与变异性，对于了解海洋酸化及其对海洋生物活动的关键，是研究海洋生物地球化学过程不可或缺的关键参数，在全球海洋生态系统研究中起着重要作用。

海水酸化主要是由CO₂溶解引起，因此海水中的溶解无机碳DIC是研究海水酸化的关键参数。目前库仑滴定法是DIC测定的主要分析方法，由于电流和时间参数都可以准确控制，所以此方法可以达到很高的准确度和精密度，一般分析误差在0.05％左右，常作为DIC测定的标准方法。但由于其测量耗时长，整个分析系统体积庞大，仅适合于实验室操作而无法用于海上现场分析测定。近来，随着技术的发展，围绕海水DIC，TA和pH的测定，近年来涌现出一些新方法和基于新原理的分析技术。Sayles等通过将海水样品酸化使CO₂经硅酮半透膜逸出后被稀NaOH溶液吸收，采用三电极电导检测器检测进行DIC的测量。为保证测量精度，采用多点标准样品进行校准，DIC浓度在1.6～2.8mM的测量精度为±5μM，单个样品分析时间约70min。该方法主要缺陷是耗时长、且化学试剂消耗多。Pencharee等则利用流动注射气体扩散技术，采用非接触式电导检测器开发出一种DIC测量装置。其测量精度为0.48％，浓度线性范围在0.2～10mM。该方法采用的检测器功耗和体积均较大，而0.48％的测量精度是在6mMDIC浓度下得到的，而目前大洋DIC平均浓度水平范围为1.8～2.3mM，局部DIC较高的海域比如黑海也仅3.8～4.3mM。目前海水pH和DIC的测量大多是独立测量，尚无多参数的同步观测仪器。由于海水酸化参数pH、DIC、碱度及Ca离子等这4个参数具有相关性，获得其中的任意2个参数即可通过计算获得其余的2个参数。

目前海水酸化观测的仪器设备仍主要依靠进口，落后的现场测量技术导致无法得到大量准确的现场观测数据。为提高我国在海洋碳循环及海洋酸化研究的整体水平，当务之急是提高我国海洋酸化现场测定技术，建立一套多参数(DIC、pH、温度、盐度)高精度、低成本、原位测量的多参数海洋酸化自动观测系统。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中海水酸化观测参数单一，无法进行多参数同步观测，分析方法复杂，耗费大量的人力和物力的上述问题，提供船载走航海水酸化多参数观测仪，可对海水的pH和DIC等酸化参数的长时间自动观测。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

船载走航海水酸化多参数观测仪，包括海水过滤器、标液储罐、三通阀、分液器、第一蠕动泵、流通池、pH探头、pH探头检测电路、第二蠕动泵、DIC检测器、恒流泵、纯水机、数据采集与控制芯片、计算机；

所述海水过滤器和标液储罐的出液口分别连接三通阀的进液口，所述三通阀的出液口连接分液器的进液口，分液器的两个出液口分别连接第一蠕动泵和第二蠕动泵的进液口，所述第一蠕动泵的出液口连接流通池的进液口，所述第二蠕动泵的出液口连接DIC检测器的进液口；所述纯水机通过恒流泵与DIC检测器的载体进液口连接；