[实用新型]一种水体中气体的真空脱气富集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及地质勘探技术领域，具体涉及一种水体中气体的真空脱气富集装置。

背景技术

自然水体中甲烷含量是环境监测与评价的主要指标，海水中甲烷含量数据是海域油气勘探中油气藏存在的有力指征参数，同时，监测海水中甲烷含量变化也是海域油气开发中防范油气泄露的有效技术手段。然而，一般情况下自然水体中甲烷含量很低，对其进行定量测定比较困难，可供选择的技术方法和手段有限。气相色谱方法是定量检测微量和痕量气体成分的有效技术方法，但是常规气相色谱方法无法直接测定海水中的甲烷含量，需采用吹扫捕集—气相色谱联用方法，但是测定时需要采用液氮冷却的冷阱捕获甲烷气体，设备技术复杂，操作不便，尤其不适合船载现场测试。目前最先进的技术手段是用红外光谱技术直接对海水实施甲烷含量测试，适用温度-5℃～ 30℃，但该方法所用设备昂贵，且测量范围在30nmol/L～5000 nmol/L，不适合痕量分析。

目前用于测试地表水、地下水、海水等水体中溶解甲烷含量的主流方法可分为两类，一是先通过真空脱气装置从水体中获得溶解甲烷气，然后进行气相色谱分析；另外一种是通过甲烷传感器直接测量。其中，申请号为CN201420224819.1的实用新型专利公开了一种液体溶解气简易真空脱气装置，但其是一套用软管连接的简单玻璃装置，容易漏气，使用中是全手工操作，费时费力，效力极低，而且需要人工组装，所用玻璃仪器易碎，需要稳定的操作环境，不适合野外现场分析，尤其不适合船载等移动状态下的现场分析，不能满足海上油气勘探开发工作的需要；最主要的，其测试误差大，质量难以保障，只适合于甲烷浓度较高水体样品的分析，在地质勘探与环境监测中的适用范围有限。而甲烷传感器虽然操作方便，便于携带，但是要么不适合痕量分析，要么价格昂贵，难以推广使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水体中气体的真空脱气富集装置，解决现有技术对于水体中气体含量分析的浓度范围不足、分析质量难以保障、不适合野外现场分析、不能满足地质勘探与环境监测中的野外现场分析测试需要的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种水体中气体的真空脱气富集装置，包括水样计量单元、脱气水制备单元、气体计量单元、数字监控与操作系统单元；

所述水样计量单元包括样品池和电路通断开关，所述水样计量单元用于储集待测水样、计量实际用于脱气的水样体积；

所述脱气水制备单元包括脱气水制备部分与脱气水储存部分，所述脱气水制备单元用于对饱和食盐水进行脱气，并对脱气后的饱和食盐水进行储存；

所述气体计量单元包括待测水样脱气部分、气体收集部分和气体计量部分，所述气体计量单元用于制备脱出气体并对脱出气体的体积进行定量测量；

所述数字监控与操作系统单元包括计算机、真空泵、气体压力传感器、二通阀、三通阀、智能开关、数字通讯部件；所述智能开关指的是在接收计算机指令后控制相应部件开、关或改变部件工作方式的部件，如数控电路通断开关等；所述数字通讯部件是沟通计算机与智能开关之间数字通讯的部件，如数字通讯接口、数据线等；

所述三通阀包括一号三通阀、二号三通阀、三号三通阀，所述二通阀包括一号二通阀、二号二通阀、三号二通阀、四号二通阀、五号二通阀，所述真空泵包括一号真空泵、二号真空泵，所述气体压力传感器包括一号气体压力传感器、二号气体压力传感器；

进一步地，所述样品池设置有水样加载线，池内部设置有浮子，池外部设置有与浮子联动的电路通断开关；

进一步地，所述脱气水制备部分包括蓄水池、脱气水室，所述蓄水池和所述脱气水室通过所述一号二通阀连接，所述脱气水室和所述一号真空泵之间通过所述三号三通阀连接，所述脱气水室与所述二号气体压力传感器直接连接；

所述脱气水储存部分包括与所述脱气水制备部分共享的所述脱气水室；

进一步地，所述待测水样脱气部分包括脱气室，所述脱气室与所述二号真空泵通过所述二号三通阀连接；

所述气体收集部分包括气体体积定量管、取样口，所述一号气体压力传感器设置于所述取样口下方，所述气体体积定量管与所述脱气室及一号气体压力传感器直接连通；

进一步地，所述气体计量部分包括压力平衡管，所述压力平衡管通过所述二号二通阀与所述脱气水室连接、通过所述三号二通阀与所述脱气室连接，作用于所述气体体积定量管，用于调节系统整体压力平衡，保证在所需压力条件下对待测水样脱出气体进行体积测量；