[发明专利]一种可实现海水中H2、CH4等气体原位测试的水下气相色谱系统及其操作方法

摘要

本发明涉及一种可实现海水中H₂、CH₄等气体原位测试的水下气相色谱系统及其操作方法。包括安装于仪器舱端盖上的海水自动进样及气体膜提取单元，封装于高压密封仪器舱中的多组分气体自动检测和自校正单元、废气回收单元。海水自动进样及气体膜提取单元是从海水样品中分离提取气体，供后续气体自动检测装置分析测定；多组分气体自动检测和自校正单元是使用脉冲氦离子化检测器定量分析测定海水中气体的含量；废气回收单元是将系统内排放的废气收集存放在废气瓶中，使系统压力始终处于一个合适的数值范围内，保证系统内各功能部件正常运转。本发明将气相色谱技术应用于水下，能在水下对深海中的多种溶解性气体进行准确的原位检测，真实反映海底原位气体含量。

主权项

一种可实现海水中H₂、CH₄等气体原位测试的水下气相色谱系统，其特征在于包括海水自动进样及气体膜提取单元、多组分气体自动检测和自校正单元以及废气回收单元，其中：多组分气体自动检测和自校正单元、废气回收单元均封装于高压密封仪器舱中，海水自动进样及气体膜提取单元安装于仪器舱端盖上；海水自动进样及气体膜提取单元由进水过滤器(1)、膜进样装置、水泵(3)、出水过滤器(4)组成，膜进样装置内设有海水样品仓(2)和气体仓(6)，海水样品仓(2)和气体仓(6)之间设置半透膜(5)，所述半透膜(5)为透气不透水的膜，通过耐压封装，可自动将海水样品仓(2)中的气体分离提取到气体仓(6)中；进水过滤器(1)通过管道连接海水样品仓(2)，海水样品仓(2)通过管道和水泵(3)连接出水过滤器(4)；多组分气体自动检测和自校正单元包括进样模块、色谱柱和柱箱(24a)、脉冲氦离子化检测器(24b)、减压阀(15)、标气瓶(16)、气体净化器(17)和载气瓶(18)，其中：进样模块由第一电磁阀(7)、防漏阀(8)、漏水检测传感器(9)、注射泵(19)、两位六通膜阀(10)、定量环(12)和多流路选择膜阀(13)组成；气体仓(6)通过管道和防漏阀(8)连接漏水检测传感器(9)，漏水检测传感器(9)通过管道连接两位六通膜阀(10)的3口，两位六通膜阀(10)的2口通过管道连接多流路选择膜阀(13)的Ｃ口，两位六通膜阀(10)的１口通过管道连接色谱柱和柱箱(24a)，两位六通膜阀(10)的４口通过管道连接气体净化器(17)，气体净化器(17)通过管道和阀门连接载气瓶(18)；两位六通膜阀(10)依次通过第二电磁阀(11)、减压阀(15)和管道连接标气瓶(16)；多流路选择膜阀(13)的4口通过管道和减压阀(15)和管道连接标气瓶(16)；多流路选择膜阀(13)的2口通过管道连接注射泵(19)，多流路选择膜阀(13)的３口通过管道连接气体净化器(17)，多流路选择膜阀(13)的Ｐ口通过管道连接两位六通膜阀(10)，定量环(12)位于两位六通膜阀(10)上;脉冲氦离子化检测器(24b)连接第四电磁阀(14b)；废气回收单元由废气泵(20a)、压力传感器(20b)、第一两位二通阀(21a)、第二两位二通阀(21b)、单向阀(22)和废气瓶(23)组成，压力传感器(20b)连接废气泵(20)a，废气泵(20)a的出气口分为两路，一路通过管道连接第一两位二通阀(21a)，另一路通过管道连接第二两位二通阀(21b)，第二两位二通阀(21b)通过单向阀(22)和管道连接废气瓶(23)；第一电磁阀(7)、防漏阀(8)、漏水检测传感器(9)、两位六通膜阀(10)、第二电磁阀(11)、定量环(12)、多流路选择膜阀(13)、第三电磁阀、第四电磁阀、减压阀(15)、标气瓶(16)、气体净化器(17)、载气瓶(18)、注射泵(19)、废气泵(20a)、压力传感器(20b)、第一两位二通阀(21a)、第二两位二通阀(21b)、单向阀(22)、废气瓶(23)，色谱柱和柱箱(24a)、脉冲氦离子化检测器(24b)分别连接中央控制单元(25)。