一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统的制作方法

本发明涉及涉及海洋表层水体氡浓度的连续监测，属于放射性同位素分析测试，具体涉及一种用于海洋表层水体的氡浓度连续监测系统及方法。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

2、天然氡同位素可用作环境中各种化学和物理过程的示踪剂。222rn(t1/2＝3.83d)被广泛用于海气相互作用、沉积物扩散、地震预测和海底地下水排放(sgd)等领域的研究。氡和其他天然气体(如co2和ch4)的同时测量被用来描述sgd的重要性，从而能够更好地理解碳和营养物质的生物地球化学转化。

3、用于海洋中氡活度测试的方法在过去几个世纪中得到了充分的发展，最近，通过将商用空气中氡分析仪rad与水气平衡器(radaqua)相结合，实现了氡的连续测量。但是rad7测氡仪中使用的平面硅α探测器对其腔室中的湿度很敏感，需要一个额外的干燥装置从气流中除去水分，以满足rad7测氡仪室的相对湿度保持在10％以下的要求。

4、因此针对以上不足需要研发一种具有较高灵敏度且不受湿度影响的用于测量表层海水氡浓度的测量系统。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种用于海洋表层水体的氡浓度连续测量系统，能够测量海洋表面等各种水体中的溶解氡，该测量系统具有较高的效率和灵敏度，探测效率不受湿度的影响，为表层海水氡测量提供了一种替代方法。

2、本发明的技术方案为：

3、本发明提供了一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统，包括水气平衡器和用于测量空气中氡活度的pic-rn探测模块，水汽平衡器的出气口经管路连接pic-rn探测模块的进气口，pic-rn探测模块的出气口经管路连接水汽平衡器的进气口；pic-rn探测模块包括测试单元和控制单元，所述测试单元包括pic探测器与温湿压传感器，所述控制单元由气泵、微控制器mcu、gps、数据存储器组成，所述气泵用于将水汽平衡器中的气体引导到测试单元，并输回至水气平衡器；微控制器mcu分别与温湿压传感器、气泵、gps、数据存储器电连接，微控制器mcu用于控制pic-rn探测模块与pc机之间的命令和数据传输。

4、进一步的，水汽平衡器的出气口与pic-rn探测模块的进气口之间的管路上还设有空气过滤器。

5、进一步的，所述空气过滤器采用0.45μm滤芯。

6、进一步的，pic探测器进一步为氡探针，所述氡探针的有效体积为0.2l。

7、进一步的，pic-rn探测模块的出气口与水汽平衡器的进气口之间的管路上设有一单向阀，用于防止水进入测试单元。

8、进一步的，：气泵选用隔膜气泵，隔膜气泵的最大气流速率为1.5l/min。

9、进一步的，水气平衡器为购买件，radaqua,durridge,in。

10、进一步的，微控制器mcu选用stm32f103芯片。

11、进一步的，所述测试单元的两端与管路连接设置为密封连接。

12、本发明所达到的有益效果为：

13、本发明提出了一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统，克服了传统方法操作人员参与较多，所需的许多额外部件难以携带和固有测量效率相对较低以及探测器的效率受到水分影响的缺点。本发明具有自动测量的优点，测量效率比rad7测氡仪高2倍，并且受相对湿度的影响较小，结果可靠。本发明的不确定性较低，不依赖于干燥装置，功耗低，当应用于连续测量溶解的氡时，进一步减少了人工监督。本发明通过常规编程可实现将氡活度、温度、湿度、压力、gps等综合调查测量值连续存储在数据记录仪中，或传输到机载，还可以实时查看氡浓度。因此，本发明为用户提供了自动连续氡测量的最大好处，用户可以在自己方便的时候开始测量，并在必要时保持计数，以达到所需的监测时间和不确定性水平。

14、本发明提出了一种小型化、廉价的主动pic海洋氡监测仪(pic-rn)，该监测仪具有较高的效率和灵敏度，探测效率不受湿度的影响，为表层海水氡测量提供了一种替代方法。新的pic-rn系统需要最少的操作人员干预，并产生高分辨率读数，从而克服了目前可用仪器的一些缺点。

技术特征：

1.一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统，其特征在于：包括水气平衡器和用于测量空气中氡活度的pic-rn探测模块，水汽平衡器的出气口经管路连接pic-rn探测模块的进气口，pic-rn探测模块的出气口经管路连接水汽平衡器的进气口；pic-rn探测模块包括测试单元和控制单元，所述测试单元包括pic探测器与温湿压传感器，所述控制单元由气泵、微控制器mcu、gps、数据存储器组成，所述气泵用于将水汽平衡器中的气体引导到测试单元，并输回至水气平衡器；微控制器mcu分别与温湿压传感器、气泵、gps、数据存储器电连接，微控制器mcu用于控制pic-rn探测模块与pc机之间的命令和数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统，其特征在于：水汽平衡器的出气口与pic-rn探测模块的进气口之间的管路上还设有空气过滤器。

3.根据权利要求2所述的一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统，其特征在于：所述空气过滤器采用0.45μm滤芯。

4.根据权利要求1所述的一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统，其特征在于：pic探测器进一步为氡探针，所述氡探针的有效体积为0.2l。

5.根据权利要求1所述的一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统，其特征在于：pic-rn探测模块的出气口与水汽平衡器的进气口之间的管路上设有一单向阀，用于防止水进入测试单元。

6.根据权利要求1所述的一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统，其特征在于：气泵选用隔膜气泵，隔膜气泵的最大气流速率为1.5l/min。

7.根据权利要求1所述的一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统，其特征在于：水气平衡器为购买件，radaqua,durridge,in。

8.根据权利要求1所述的一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统，其特征在于：微控制器mcu选用stm32f103芯片。

9.根据权利要求1所述的一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统，其特征在于：所述测试单元的两端与管路连接设置为密封连接。

技术总结
本发明公开一种用于海洋表层水体氡浓度连续测量系统，包括水气平衡器和用于测量空气中氡活度的PIC‑Rn探测模块，水汽平衡器的出气口经管路连接PIC‑Rn探测模块的进气口，PIC‑Rn探测模块的出气口经管路连接水汽平衡器的进气口；PIC‑Rn探测模块包括测试单元和控制单元，测试单元包括PIC探测器与温湿压传感器，控制单元由气泵、微控制器MCU、GPS、数据存储器组成，气泵用于将水汽平衡器中的气体引导到测试单元，并输回至水气平衡器；微控制器MCU分别与温湿压传感器、气泵、GPS、数据存储器电连接，微控制器MCU用于控制PIC‑Rn探测模块与PC机之间的命令和数据传输。本发明的不确定性较低，不依赖于干燥装置，功耗低，当应用于连续测量溶解的氡时，进一步减少了人工监督。

技术研发人员：于华明,张辰宇,徐杰,马启棣,宋丽君,胡信淼,马晓东,刘秀杰,易博,张燕,宋彦
受保护的技术使用者：青岛埃克曼科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17