一种海水气体检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于气体检测装置技术领域，具体地说，是涉及一种用于在深海环境下对待测水体中溶解的气体进行原位检测的装置。
【背景技术】
[0002]在海洋环境中，特别是近海陆架海底，油气渗漏是广泛分布的自然现象。海底渗漏是浅部生物成因气或深部热解成因气在浮力作用下沿沉积层中的孔隙、断层面、泥火山等通道溢出海底的过程。海底油气渗漏的存在预示着海底沉积层中可能蕴藏着丰富的油气资源。因此，对海底油气渗漏的探测有助于经济、快速、有效地圈化油气远景区。
[0003]海底水体中溶解的甲烷及其他烃类物质是深海油气(水合物)资源的重要指示物，对水体中溶解气体的准确探测是判定油气资源海底渗漏的重要依据。传统的对水体中溶解气体的探测是采用先取水样然后在岸上或船上进行浓度检测的方式，其缺点是:水样在提取的过程中，溶解在水样中的气体会发生各种损失，继而导致测量结果的不准确。通过对比传统测量技术和原位测量技术获得的采样水体中的气体浓度发现，原位测量的测量精度是传统方法无法比拟的，因此，急需开发原位探测技术。
[0004]在对水体中溶解气体浓度的测量过程中，气液分离是关系到测量结果准确度的前提和关键，气液分离程度越高，测量结果的精度越高。现有的用于气体检测的装置，其气液分离方法通常采用半透膜(透气且不透水膜)来实现。该方法的优点是结构简单、开发成本低；缺点是气液分离不完全、测量精度低，仅限于进行定性测量而不适用于定量测量，并且不适用于深水环境下的水体检测。
【发明内容】
[0005]本实用新型为了解决现有气体检测装置因气液分离程度低而导致测量结果不准确的问题，提出了一种有助于提高测量精度的海水气体检测装置，通过采用三级气液分离技术，可以对溶解在待测海水中的气体实现充分分离。
[0006]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:
[0007]—种海水气体检测装置，包括水样采集单元、气液分离单元和气体检测单元；所述水样采集单元用于引入待测水样，并对待测水样进行预处理；所述气液分离单元用于对预处理后的待测水样进行气液三级分离，其设置有水体加热器、节流器、离心式气液分离器和抽气装置，所述水体加热器用于加热预处理后的待测水样，进行气液一级分离，分离出的气体进入输气管道；所述节流器用于对气液一级分离后的气液混合体进行节流，降低气体的溶解度，实现气液二级分离；所述离心式气液分离器利用离心力对节流后的气液混合体进行气液三级分离，分离出的气体进入所述的输气管道，分离出的液体通过排水口排出；所述抽气装置安装在所述的输气管道中，抽取输气管道中的气体并排放至气体检测单元；所述气体检测单元接收所述抽气装置抽取的气体，并对所述气体进行检测。
[0008]进一步的，在所述水样采集单元中设置有进水器、减压阀和过滤器；其中，所述进水器用于引入待测水样；所述减压阀连通所述的进水器，对通过进水器引入的待测水样进行降压；所述过滤器用于对降压后的待测水样进行过滤，过滤后的待测水样进入所述的气液分离单元。
[0009]为了扩大水样采集区域，进一步提高测量结果的准确性，本实用新型将所述进水器设计成圆筒形结构，筒壁上布满进水孔，筒壁外覆盖有过滤网，利用所述过滤网对海水样品进行一级过滤。
[0010]又进一步的，在所述气体检测单元中设置有气体检测室和气体检测组件；其中，所述气体检测室接收并容置所述抽气装置抽取的气体；所述气体检测组件对气体检测室中的气体进行检测。
[0011]为了防止由抽气装置抽取并排放至气体检测室的气体中含有水蒸气，本实用新型设计所述抽气装置通过排气管连接所述的气体检测室，并在所述排气管中设置透气不透水的半透膜，以起到隔离水蒸气的作用，进一步提高气体检测结果的准确度。
[0012]当需要对待测气体的类型和浓度进行检测时，可以在所述气体检测组件中设置发光部件和光接收部件，利用所述发光部件发射特定波长的光线照射气体检测室中的气体，然后利用所述光接收部件接收穿过所述气体射出的光线，所述光接收部件根据接收到的光线强度生成与之对应的检测信号输出，以用于待测气体类型的判断以及气体浓度的计算。
[0013]为了使所述气体检测装置能够连续进行多次检测，本实用新型在所述海水气体检测装置中还设置有废气回收单元，通过废气抽气栗连通所述的气体检测室；所述废气抽气栗在气体检测结束后，抽吸气体检测室中的气体，并排放至所述的废气回收单元。
[0014]作为所述废气回收单元的一种优选结构设计，本实用新型在所述废气回收单元中设置有废气吸附室，在所述废气吸附室中填充有活性炭和沸石分子筛，利用所述活性炭和沸石分子筛对气体检测室中检测结束后的废气进行吸附，继而使气体检测室恢复到原来的真空状态，等待执行下一次气体检测任务。
[0015]为了实现原位检测，以进一步提高测量精度，本实用新型将所述气液分离单元、气体检测单元和废气回收单元内置于一个耐压壳体中，在所述耐压壳体上开设有进样口和出水口，在所述水样采集单元中，进水器位于耐压壳体的外部，并封堵所述耐压壳体的进样口，水样采集单元中的其余部件位于所述耐压壳体中；所述耐压壳体的出水口通过排水管路连接所述离心式气液分离器的排水口，在所述排水管路中设置有增压阀，通过所述增压阀封堵所述耐压壳体的出水口，使所述耐压壳体中形成密闭腔室。
[0016]为了对待测水样的引入量和加热温度实现控制，本实用新型在所述水体加热器中设置有液位传感器、温度传感器和加热管，在所述水体加热器的内壁上设置有保温层；在水体加热器与节流器的连接管路中设置有流量控制阀。
[0017]优选的，所述节流器为筒形结构，筒内设置有两层用于增加水体流速的进水隔栅，通过设置两层进水隔栅，可以增加气液混合体的流速，降低气体的溶解度，以实现气液的二级分离。
[0018]优选的，在所述离心式气液分离器中内置有轴流叶片和排水叶片，所述轴流叶片对气液混合体进行气液三级分离，分离后的气体通过设置在轴流叶片传动轴处的排气口进入所述的输气管道，分离后的液体通过排水叶片转移至所述的排水口。
[0019]优选的，所述节流器和所述离心式气液分离器优选安装在一个单独为其形成的密闭腔体内，隔绝轴流叶片和排水叶片工作时由摩擦力和介质阻力产生的叶片振动，减小离心式气液分离器工作时叶片振动对装置中的其它部件造成的影响。
[0020]进一步的，在所述海水气体检测装置中还设置有控制器，连接所述的液位传感器、温度传感器和加热管，并对所述减压阀、流量控制阀、离心式气液分离器、抽气装置、气体检测组件、废气抽气栗以及增压阀的工作时序进行控制，并接收气体检测组件反馈的检测信号，经处理后上传至监控中心。
[0021]为了实现远距离监控，可以设计所述控制器通过有线或者无线通信的方式与船上或者岸边的监测中心进行数据通讯，工作人员可以在船上或者岸边对投放到海水中的海水气体检测装置的工作状态进行远程控制，并实时接收测量数据，获得检测结果。
[0022]与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是:本实用新型的海水气体检测装置，利用气体在液体中的溶解度随温度上升和压力下降而降低的特点，通过水体加热器、节流器和离心式气液分离器对待测水样进行气液三级分离，由此不仅提高了气液分离的程度，使得溶解在液体水样中的气体分离得更加彻底，分离效率更高，而且水样流通速度快，且具有深海耐高压的能力，便于在深海环境下执行长期、连续、原位测量的任务。
[0023]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】
[0024]图1是本实用新型所提出的海水气体检测装置的一种实施例的整体结构示意图；
[0025]图2是图1中水体加热器的一种实施例的内部结构示意图；
[0026]图3是图1所示海水气体检测装置的控制电路部分的原理框图；
[0027]图4是基于图1所示的海水气体检测装置提出的气体检测方法的一种实施例的工作流程图。
【具体实施方式】
[0028]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。
[0029]本实施例的海水气体检测装置主要包括水样采集单元、气液分离单元和气体检测单元等组成部分。其中，水样采集单元用于将待测海域的海水引入到检测装置中，并对待测水样进行过滤、降压等预处理，以保证后续检测过程的顺利进行。气液分离单元接收水样采集单元采集输出的待测水样，并对待测水样进行气液分离，将溶解在水样中的气体分离出来，以用于后续对气体类型、浓度或者其它参数的检测。为了提高气液分离程度，本实施例在所述气液分离单元中设计了三级分离结构，分别为:加热分离、节流分离、离心分离，以使溶解在待测水样中的气体能够更加彻底地分离出来，提高检测精度。将通过气液分离单元分离出来的待测气体传输至气体检测单元，利用气体检测单