[发明专利]一种深海痕量气体原位测量仪用进出样装置

说明书

本发明公开了一种深海痕量气体原位测量仪用进出样装置，包括壳体，其中部设置隔板，将壳体分隔成用于脱气的桶体一和用于排气的桶体二；气液分离棒，数量为两个，分别安装在桶体一和桶体二上，其包括端盖、支撑棒、气液分离膜和螺旋片；端盖与壳体端部密闭连接，以封闭桶体，支撑棒采用多孔疏松材料制成，中心设置有腔体，支撑棒一端固定在端盖上，另一端封闭，气液分离膜包裹在支撑棒外侧壁上，螺旋片套设在气液分离膜外侧。本发明既增大了海水与膜的接触比，极大地缩短水气分离的时间，实现深海痕量气体的快速检测，又将气水分离和废气扩散排出同步进行，实现两次测量之间无需等待，满足了深海痕量气体连续测量的需求。

技术领域

本发明涉及深海气体检测技术领域，具体涉及一种深海痕量气体原位测量仪用进出样装置。

背景技术

目前，基于膜脱气技术的深海原位气体测量仪器，其配套的气水分离装置存在以下的不足：(1)渗透膜为片状结构，与海水的有效接触面积小，气体提取效率低，以美国的LGR公司的某款深海原位甲烷腔衰荡光谱检测仪为例，单次测量时间4～5分钟，渗透膜工作寿命仅4～7个小时，需频繁开仓换膜，而频繁开仓维护会影响气密性导致进水的可能性，降低仪器安全性；(2)渗透膜直接作为仪器内外连接通道，为了保证渗透效率，渗透膜厚度一般在微米量级，在外力的作用下很容易发生破损，一旦渗透膜发生破损，海水会直接进入仪器内部，使仪器损坏；(3)深海原位气体测量仪器在检测过程中会产生废气(包括检测完的气体或新产生的气体)，采用直接排气的方式，为克服深海静水压力，则前级增压装置需要将废气增压到与之相当的压力，对于长期连续观测，仪器的供电是通过储蓄电池供电的，超高增压泵排除废气将加速电量的损耗，随着海水深度的增加，增压泵的压力越大将导致损耗增大，电池的消耗将导致仪器的使用时间变短。如果采用储气回收的方法，即将废气存储，待仪器回收后于空气中排气，废气池容量的大小也显然会限制深海原位气体连续检测时间。因此，常规的增压排气或者回收至水面排气方式均无法满足深海痕量气体的长期连续观测。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种深海痕量气体原位测量仪用进出样装置，可极大缩短气水分离时间，实现深海痕量气体的快速检测，同时，利用水中气体含量不同其渗透压变化的原理，将气水分离和废气排出同步进行，满足了深海痕量气体长期连续测量的需求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种深海痕量气体原位测量仪用进出样装置，包括

壳体，其中部设置隔板，将壳体分隔成用于脱气的桶体一和用于排气的桶体二，隔板上设置有使桶体一单向连通至桶体二的单向阀；

气液分离棒，数量为两个，分别安装在桶体一和桶体二上，其包括端盖、支撑棒、气液分离膜和螺旋片；

端盖与桶体端部密闭连接，以封闭桶体，支撑棒采用多孔疏松材料制成，中心设置有腔体，支撑棒一端固定在端盖上，另一端封闭，气液分离膜包裹在支撑棒外侧壁上，螺旋片套设在气液分离膜外侧，当气液分离棒固定在桶体上时，壳体、螺旋片、气液分离膜构成供液体流动的螺旋流道；

与桶体一连接的端盖，中心设置有与支撑棒的腔体连通的气体出口，外沿设置有与螺旋流道连通的液体入口，与桶体二连接的端盖，中心设置有与支撑棒的腔体连通的气体入口，外沿设置有与螺旋流道连通的液体出口。

进一步地，所述的液体入口连接有滤芯棒。用滤芯棒对待测海水进行初级过滤，减少大颗粒和生物体的引入所带来的对装置的污染。

进一步地，所述的液体出口连接有水泵。提供驱动力，使海水在桶体内部进行螺旋流动以与气液分离膜充分接触。

进一步地，所述的液体入口和液体出口均设置有铜网。铜网的设置，可防止微生物生长以堵塞管道。

进一步地，所述多孔疏松材料为滤气石。在提高气液分离膜承压能力的同时，尽量缩小支撑棒的腔体的大小，以提高气体渗透率。