本发明专利技术提供了监测大气中氯离子的装置及方法，包括壳体、氯离子检测系统、收卷机构，氯离子采集载体为卷绕成筒形的柔性带；方法步骤包括：安装全新卷筒式氯离子采集载体；首节氯离子沉积区暴露预设时间后使首节氯离子沉积区被拉至检测位置并对其检测；当首节氯离子沉积区检测结束检测第二节氯离子沉积区；当整个卷筒式氯离子采集载体用完后再更换新的卷筒式氯离子采集载体，继续实施监测。本发明专利技术不仅巧妙地解决了大气环境中氯离子含量监测过程不连续的技术难题，而且解决了采集周期长和分析数据延迟的技术问题，及采样易饱和的技术问题。题。题。
【技术实现步骤摘要】
一种监测大气中氯离子的装置及方法
[0001]本专利技术属于氯离子监测技术
，具体涉及一种监测大气中氯离子的装置及方法。
技术介绍
[0002]大气腐蚀是指材料及其产品在大气环境中发生的腐蚀现象，是最普遍的一种环境腐蚀形式。材料及其产品在大气环境中，由于毛细管作用、吸附作用或者化学凝聚作用，环境中的氧气、水份、可溶性盐离子和各种腐蚀性介质冷凝在材料表面，形成一层很薄的液膜。液膜的存在，改变了金属表面的电化学状态，使金属表面局部区域形成腐蚀原电池，产生了腐蚀电流，从而促进腐蚀发生发展。大气环境中薄液层下的腐蚀是电化学过程中，主要受液膜厚度和形状、腐蚀介质含量和液膜pH值等多种因素影响，其中产品表面氯离子含量是影响腐蚀速率的一个重要因素，因此，监测大气中氯离子含量十分重要。
[0003]目前，国内外都是借助于氯离子采集装置和人工采集方法来采集大气中的氯离子，典型结构如文献CN205015201U提供的大气环境中氯离子沉积量测定的采集装置，包括收集瓶及插入收集瓶中的氯离子采集装置，收集瓶包括瓶体及盛有溶液的集液盘，集液盘安装在瓶体的下部，氯离子采集装置包括柱芯、卡槽、卡箍及呈管状的纱布，呈管状的纱布套设在柱芯上，卡槽将柱芯上方的纱布卡牢并密封，卡箍将柱芯中部的纱布固定并插入瓶口，纱布的自由端自然下垂浸入到瓶内的溶液中。然而，采用该装置存在监测过程不连续、采集周期长、分析数据延迟和数据准确性差的问题，且采样易饱和，不利于快速实现海洋大气中氯离子沉积速率的评估。另外，监测大气环境中氯离子主要是在实验室通过冲洗方式收集氯离子，并使用分光光度法、气相色谱法、离子色谱法等化学分析方式检测氯离子含量。这类方式虽然能够使检测极限可达ppb级，但检测过程对人工依赖性很大，且存在操作复杂、误差较大、效率低弊端。
技术实现思路
[0004]本专利技术目的在于提供一种监测大气中氯离子的装置及方法，用于解决前述
技术介绍
中提到的至少一个技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下所述技术方案。
[0006]一种监测大气中氯离子的装置，包括壳体和氯离子检测系统，在壳体上设置有通孔，其特征在于：氯离子检测系统包括对称设置且分别连接计算机设备的X射线发生器和探测器，X射线发生器和探测器安装在位移机构上，X射线发生器与探测器的对称线垂直于氯离子采集载体的被检测面，X射线发生器发射的X射线用于激发被检测面的氯离子发出特征荧光射线，探测器用于接收经被检测面反射的氯离子特征荧光射线；计算机设备的处理器执行程序时实现以下步骤：控制X射线发生器发出特征X射线，将探测器接收到的氯离子特征荧光射线转变为电流信号传输至数据处理模块，并根据预先建
立的数学模型V=f(I)/t*s计算氯离子沉积速率，式中，V表示氯离子沉积速率，f(I)表示氯离子含量（计算氯离子含量的函数），I表示氯离子特征荧光X射线强度，t表示氯离子沉积区的暴露时间，s表示检测面积；并通过显示终端显示采集（计算）的氯离子含量和氯离子沉积速率；所述装置还包括收卷机构，氯离子采集载体为卷绕成筒形的柔性带，初始状态下，氯离子采集载体安装在转轴上，使用过程中，氯离子采集载体连接收卷部，并通过收卷部对氯离子采集载体进行收卷，且位于转轴与收卷部之间的氯离子采集载体分为两部分，其中一部分作为被检测面位于壳体内，另一部分作为氯离子沉积区暴露在大气环境中。
[0007]作为本专利技术优选方案之一，收卷机构由转轴和收卷部组成，转轴位于壳体内，收卷部位于壳体外，转轴与收卷部位于同一平面，并以通孔作为被检测面与氯离子沉积区的分界线。
[0008]作为本专利技术优选方案之二，收卷机构由转轴、收卷部和导向机构组成，导向机构位于通孔处，并以导向机构作为被检测面与氯离子沉积区的分界线。
[0009]作为进一步地优选方案，导向机构与转轴分别位于壳体内的通孔两侧，转轴与导向机构位于同一横向平面，导向机构与收卷部位于同一纵向平面，氯离子沉积区刚好位于通孔处并呈横向布置。
[0010]作为进一步地优选方案，导向机构与转轴分别位于壳体内的通孔两侧，转轴与导向机构位于同一斜向平面，导向机构与收卷部位于同一纵向平面并呈斜向布置。
[0011]为方便按时段监测，在氯离子采集载体上设置有检测识别起点和终点，被检测面和氯离子沉积区分别位于检测识别起点与检测识别终点之间，且被检测面与氯离子沉积区的规格相同，此处所指规格相同是指材料、尺寸、面积和厚度相同。
[0012]在本专利技术的一个具体应用方案中，X射线发生器的靶材为Ag、Au、W或Rh，X射线发生器的发射电压为1-70kV，发射电流1-200μA；探测器窗口的材料为Be或C，有效探测面积为10-70mm2，能量分辨率不高于150eV；X射线发生器的发射端、探测器窗口中部距被检测面的垂直距离均为0.5~1cm。
[0013]作为进一步地优选方案，所述氯离子采集载体为卷绕成筒形的纱布或薄壁铁皮带，铁皮带厚度不超0.5mm为佳。
[0014]采用前述装置监测大气中氯离子的方法，其步骤包括：步骤1，将全新的卷筒式氯离子采集载体安装在转轴上，将卷筒式氯离子采集载体的自由端拉出并固定在收卷部上，此时，首节氯离子沉积区刚好暴露在大气环境中；步骤2，待首节氯离子沉积区暴露预设时间后（所述暴露预设时间是指前述数学模型中的t，即氯离子沉积区的暴露时间），启动收卷部开始收卷氯离子采集载体，使首节氯离子沉积区被拉至X射线发生器和探测器的前方后暂停，此时，首节氯离子沉积区作为首个被检测面；暴露预设时间由本领域技术人员根据所涉及的大气环境和氯离子采集载体材料评估确定，理论上来说，大气环境中氯离子含量越高，暴露预设时间应当越短；步骤3，调节位移机构，使X射线发生器与探测器的对称线垂直于首个被检测面，使X射线发生器的发射端、探测器窗口距样品表面的垂直距离均为0.5~1cm；步骤4，继续调节位移机构，使X射线发生器发出的X射线对准首个被检测面的检测点，启动X射线发生器，按照预设检测点或预设检测区域进行检测；
步骤5，当首节氯离子沉积区检测结束且第二节氯离子沉积区刚好暴露预设时间后，收卷部继续收卷氯离子采集载体，使第二节氯离子沉积区被拉至X射线发生器和探测器的前方，此时，首个被检测面刚好被收卷起来，第二节氯离子沉积区作为第二个被检测面；步骤6，重复步骤4、步骤5，当整个卷筒式氯离子采集载体用完后再更换新的卷筒式氯离子采集载体，继续实施监测。
[0015]作为可选方案，所述预设检测点是一个检测点或多个检测点；所述预设检测区域是被检测面上的单条线性轨迹、被检测面上的多条线性轨迹或整个被检测面。所述预设检测点的面积或所述预设检测区域的面积是指前述数学模型中的检测面积s。
[0016]采用本专利技术装置及方法，不仅巧妙地解决了大气环境中氯离子含量监测过程不连续的技术难题，只需要使用一套装置就能够实现连续监测，而且解决了采集周期长和分析数据延迟的技术问题，更重要地是解决了采样易饱和的技术问题，有利于快速、准确地评估大气环境中氯离子含量和氯离子沉积速率，对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种监测大气中氯离子的装置，包括壳体（7）和氯离子检测系统，在壳体（7）上设置有通孔（11），其特征在于：氯离子检测系统包括对称设置且分别连接计算机设备（3）的X射线发生器（1）和探测器（2），X射线发生器（1）和探测器（2）安装在位移机构上，X射线发生器（1）与探测器（2）的对称线垂直于氯离子采集载体的被检测面（12），X射线发生器（1）发射的X射线用于激发被检测面（12）的氯离子发出特征荧光射线，探测器（2）用于接收经被检测面（12）反射的氯离子特征荧光射线；计算机设备（3）的处理器执行程序时实现以下步骤：控制X射线发生器（1）发出特征X射线，将探测器（2）接收到的氯离子特征荧光射线转变为电流信号传输至数据处理模块，并根据预先建立的数学模型V=f(I)/t*s计算氯离子沉积速率，式中，V表示氯离子沉积速率，f(I)表示氯离子含量，I表示氯离子特征荧光X射线强度，t表示氯离子沉积区的暴露时间，s表示检测面积；并通过显示终端显示采集的氯离子含量和氯离子沉积速率；所述装置还包括收卷机构，氯离子采集载体为卷绕成筒形的柔性带，初始状态下，氯离子采集载体安装在转轴（9）上，使用过程中，氯离子采集载体连接收卷部（6），并通过收卷部（6）对氯离子采集载体进行收卷，且位于转轴（9）与收卷部（6）之间的氯离子采集载体分为两部分，其中一部分作为被检测面（12）位于壳体（7）内，另一部分作为氯离子沉积区（10）暴露在大气环境中。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于：收卷机构由转轴（9）和收卷部（6）组成，转轴（9）位于壳体（7）内，收卷部（6）位于壳体（7）外，转轴（9）与收卷部（6）位于同一平面，并以通孔（11）作为被检测面（12）与氯离子沉积区（10）的分界线。3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于：收卷机构由转轴（9）、收卷部（6）和导向机构（8）组成，导向机构（8）位于通孔（11）处，并以导向机构作为被检测面（12）与氯离子沉积区（10）的分界线。4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于：导向机构（8）与转轴（9）分别位于壳体（7）内的通孔（11）两侧，转轴（9）与导向机构（8）位于同一横向平面，导向机构（8）与收卷部（6）位于同一纵向平面，氯离子沉积区（10）刚好位于通孔（11）处并呈横向布置。5.根据权利要求3所述的装置,其特征在于：导向机构（8）与转轴（9）分别位于壳体（7）内的通孔（11）两侧，转轴（9）与导向机构（8）位于同一斜向平面，导向机构（8）与收卷部（6）位...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭赞洪，刘聪，杨小奎，钟勇，封先河，吴帅，李旭，赵全成，贺琼瑶，
申请(专利权)人：中国兵器工业第五九研究所，
类型：发明
国别省市：
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