The invention relates to a high sensitive gas-liquid two-phase Raman spectrum detecting device and a method thereof. The utility model comprises a spectrum acquisition and control module 1, a Raman liquid detection module 2, a gas-liquid separation module 3 and a Raman gas detection module 4. The invention adopts a Raman spectrum measuring device can be achieved on the sea and also in seawater dissolved gas detection, especially for seawater bicarbonate, there is no one can in situ direct detection technology, the invention realizes zero breakthrough; for the water dissolved gas detection, based on the common spectrometer and only need to increase a variety of detectors, a small part of accessories can realize carbon dioxide and oxygen dissolved gas measurement at the same time, the marine research for some special phenomenon, such as \hypoxia\ phenomenon, many components are measured at the same time has a special advantage.
【技术实现步骤摘要】
一种高灵敏度气液两相拉曼光谱探测装置和方法
本专利技术专利涉及一种利用激光光谱手段进行海洋化学成分探测的技术,具体地说是一种拉曼光谱海水组分探测装置和方法。
技术介绍
对海水中溶存二氧化碳和碳酸氢根的探测对研究海气界面无机碳交换以及海水中碳循环的研究具有重要意义。针对海水中溶存二氧化碳探测市场上有一些商业化的传感器,这些商业化的传感器主要基于红外吸收原理。但对于海水中的碳酸氢根现场直接探测,目前未见报道。二氧化碳和碳酸氢根都具有拉曼活性,理论上来说采用拉曼光谱技术可实现对二氧化碳和碳酸氢根的直接检测,国际上多家单位研制了可用于水下原位测量的拉曼光谱系统,但受限于灵敏度,都无法直接测量到海水中的二氧化碳和碳酸氢根。
技术实现思路
本专利技术根据目前海洋化学探测的需要,提供一种可同时测量海水中溶解的二氧化碳和碳酸氢根的装置,弥补现有技术的不足。多次反射技术可有效提高拉曼光谱探测灵敏度,多用于拉曼气体探测,本专利技术将多次反射技术用于液体直接探测,有效提高了液体直接探测的灵敏度,使得碳酸氢根的直接探测成为可能。本专利技术高灵敏度气液两相拉曼光谱探测装置主要由光谱采集与控制模块、拉曼液体探测模块、气液分离模块和拉曼气体探测模块四部分组成。海水经过拉曼液体探测模块可获得碳酸氢根、硫酸根等海水中的酸根离子信号,之后经过气液分离模块后,海水中的溶存气体进入拉曼气体探测模块,可获得二氧化碳、氧气、氮气等气体组分信号,拉曼液体探测模块和拉曼气体探测模块获得的拉曼光谱信号进入到光谱采集与控制模块进行分光探测。光谱采集与控制模块主要由光谱仪16、光谱探测器17、计算机18、液体拉曼 ...
【技术保护点】
一种高灵敏度气液两相拉曼光谱探测装置,包括光谱采集与控制模块1、拉曼液体探测模块2、气液分离模块3和拉曼气体探测模块4。
【技术特征摘要】
1.一种高灵敏度气液两相拉曼光谱探测装置,包括光谱采集与控制模块1、拉曼液体探测模块2、气液分离模块3和拉曼气体探测模块4。2.其特征是拉曼液体探测模块2和拉曼气体探测模块4与光谱采集与控制模块1之间通过光纤和控制线连接;拉曼液体探测模块2和气液分离模块3之间通过液体管路连接,气液分离模块3和拉曼气体探测模块4之间通过气体管路连接。3.根据权利要求1所述的光谱采集与控制模块1由光谱仪16、光谱探测器17和计算机18组成,其特征是光谱仪16和光谱探测器17为拉曼液体探测模块2获得的拉曼信号和拉曼气体探测模块4获得的拉曼信号共用。4.根据权利要求1所述的拉曼液体探测模块2由激光器5、半波片6、光束压缩器7、平面反射镜8、球面反射镜9-1、球面反射镜9-2辅助收集球面镜10、双胶合透镜11、高通滤波片12、双胶合透镜13、液体样品池14和光纤15-1组成。5.其特征是液体样品池14中的样品为液体,通常为海水,液体样品池14为四通石英玻璃样品池,上下两面为不锈钢材料,下面进液,上面排出液体,置于由球面反射镜9-1和球面反射镜9-2组成的多次反射腔中间,激光器5发出的激光通过多次反射腔在液体样品池中心处聚焦10次以上。6.根据权利要求1所述的气液分离模块3由蠕动泵29、液体阀门30、气液分离组件31、出液口32、气体压力计33和真空泵34组成,其特征是在蠕动泵29流速为500mL/min时,气液分离组件脱出的气体可使20ml的空腔小于10分钟达到平衡。7.根据权利要求1所述的拉曼气体探测模块由激光器19、半波片20、光束压缩器21、平面反射镜22、球面反射镜23-1、球面反...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭金家,杨德旺,刘庆省,罗昭,郑荣儿,
申请(专利权)人:中国海洋大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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