一种检测海水中多种气体浓度的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于海水检测系统技术领域，具体地说，是涉及一种用于对海水中溶解的甲烷、二氧化碳、乙炔等对红外光敏感的气体进行浓度在线检测的探测装置。
【背景技术】
[0002]由于天然气燃烧时所产生的二氧化碳远比燃烧燃油和煤所产生的二氧化碳要少得多，因此，近年来天然气水合物被认为是一种潜在的高效能源资源。海水中溶解的甲烷气体不但对全球变暖和海洋环境变化有着重要的影响，而且也是发现渗漏型天然气水合物赋存区的依据之一，因此，对海水中溶解的甲烷含量进行在线监测的技术是获取海水甲烷通量变化过程的主要手段。
[0003]海洋中甲烷气体含量的在线探测技术是近年来发展的一项新的实时观测方法，基于该技术产生的探测设备，其构造多种多样，成本差异较大，测量精度有高有低，并且只能对甲烷这一种气体进行浓度检测，因此适用领域非常受限，不能满足现今海洋探测领域对溶解在海水中的多种不同气体进行在线检测的工作要求。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种气体浓度检测装置，为实现海水中特定气体浓度的在线检测提供了一种硬件支持，结构简单、成本低廉、体积小、采样效率高。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现:
[0006]一种检测海水中多种气体浓度的装置，包括耐压舱以及设置在所述耐压舱中的减压阀、样品水舱、流量泵、气液分离室、检测室、气泵、排水泵和出水阀；在所述耐压舱的舱壁上设置有进水口和出水口，所述出水口通过出水阀和排水泵与样品水舱连通；海水通过进水口经减压阀将海水压力降为常压后，进入到样品水舱中，样品水舱中的海水在减压阀和排水泵的共同作用下与耐压舱外界的海水保持循环交换；在进行海水取样时，样品水舱中的海水通过流量泵泵入到气液分离室中进行气液分离，分离出的气体进入到检测室；在所述检测室上设置有红外光源和热释电红外传感器，红外光源发射红外线照射检测室中的气体，穿过所述气体透射出的红外线由热释电红外传感器接收，并转换成电信号输出至控制电路；所述气泵在检测结束后抽吸检测室中的气体并排放至样品水舱中。
[0007]作为所述气液分离室的一种优选结构设计，在所述气液分离室中设置有透气不透水的隔膜，通过所述隔膜将气液分离室分成上下两个腔室，上方为气室，下方为液室；所述样品水舱分别通过进水管路和出水管路与所述的液室连通，所述流量泵设置在所述的进水管路中，在所述的出水管路中设置有隔离阀。所述隔离阀在气体浓度检测结束后开启，利用所述排水泵的抽吸作用将液室中的海水抽入到样品水舱中，进而循环置换出样品水舱。
[0008]优选的，所述隔膜可以采用硅树脂膜或者聚四氟乙烯膜等具有透气不透水特性的薄膜设计而成。
[0009]进一步的，在所述进水管路中还设置有限定海水从样品水舱向流量泵流动的单向阀，所述单向阀位于样品水舱与流量泵之间。
[0010]优选的，将所述气泵通过气体管路连接至样品水舱的底部，这样可以将气泵从检测室中抽吸出的气体充分地溶解在样品水舱内的海水中，从而便于排水泵在排放样品水舱中的海水时能够将所述气体一同排放出耐压舱；在气泵连接样品水舱的气体管路中设置有换气阀。为了提高气体检测的准确性，保证后续的气体检测过程能够顺利进行，控制所述气泵抽吸检测室中的气体直至将检测室抽成真空。
[0011]进一步的，所述进水口通过进水管路连接减压阀，在所述进水管路中设置有过滤器，通过设置过滤器可以避免海水中的杂质阻塞耐压舱内部的管路，以保证检测工作能够顺利进行。
[0012]作为所述检测室的一种优选结构设计方式，在所述检测室的相对的两个侧壁上分别开设有一个透明观察窗，检测室的其余部分由不透光材料制成；所述红外光源正对其中一个透明观察窗布设，发射红外光通过所述透明观察窗射入到检测室内；所述热释电红外传感器正对另外一个透明观察窗布设，接收透射出来的红外光。
[0013]为了减少干扰，提高测量精度，所述热释电红外传感器优选采用双通道热释电红外传感器，包括测量通道和参考通道，根据待检气体的种类确定待检气体吸收的红外波长，进而选择与之对应波长的滤光片安装在热释电红外传感器的测量通道中，以接收所述波长的光信号。
[0014]作为所述控制电路的一种优选电路结构设计，在所述控制电路中设置有放大器、模数转换器、处理器和PWM电路，通过所述热释电红外传感器输出的电信号经放大电路进行放大处理后，输出至模数转换器转换成数字信号，并发送至处理器；所述处理器输出一定调制频率的PWM信号至PWM电路，通过PWM电路控制红外光源的开关频率。
[0015]进一步的，所述处理器连接存储电路和通信电路，通过通信电路与水上监测设备或者岸站进行数据交互。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是:本实用新型的气体浓度检测装置体积小，携带方便，可以搭载在水下机器人进入深海，进行海水采样，继而用于对海水样本水中溶解的多种气体实现浓度检测，也可在深海勘察油气资源的时候使用，此装置具有操作简单、灵活、采样效率高等优点。
[0017]结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型所提出的检测海水中多种气体浓度的装置的整体架构框图；
[0019]图2是控制电路的一种实施例的电路原理框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细地描述。
[0021]实施例一，参见图1所示，本实施例的用于对海水中溶解的多种气体进行浓度检测的装置主要由耐压舱1、减压阀2、样品水舱3、流量泵5、气液分离室6、检测室9、气泵11、排水泵14、出水阀15和控制电路等部分组成。其中，耐压舱I用于保护装置中的其他组成部分，以确保装置能够适应较高的水下压力。在耐压舱I的舱壁上开设有进水口 101和出水口 102，装置的其他组成部件均设置在耐压舱I内。将所述进水口 101通过进水管路连接至减压阀2，并通过减压阀2连接至样品水舱3，优选连接至样品水舱3的顶部或者样品水舱3侧壁靠上的位置处。为了避免海水中的杂质进入检测装置，造成管路阻塞，影响检测工作的顺利进行，本实施例在进水口 101连接减压阀2的进水管路中优选增设一过滤器16，例如网孔面积在10 μπι2左右的过滤网，以有效过滤海水中的杂质。将所述样品水舱3通过管路与气液分离室6连通，在所述气液分离室6中设置有具有透气但不透水特性的隔膜7，例如由硅树脂或者聚四氟乙烯PTFE等材料制成的薄膜，通过所述隔膜7将气液分离室6分隔成上下两个腔室，上方腔室为气室601，下方腔室为液室602，所述样品水舱3通过进水管路与气液分离室6的液室602连通。在连接所述样品水舱3与液室602的进水管路中可以进一步设置单向阀4和流量泵5，通过流量泵5抽吸样品水舱3中一定量的待测海水并泵入到气液分离室6的液室602中，通过单向阀4保证海水从样品水舱3