本实用新型专利技术公开了一种基于化学发光技术的总有机碳原位测量装置，包括外壳，外壳上设置有水密通气管、水密插头、进水口和排水口，在所述外壳中封装有气泵、臭氧发生器、水泵、反应池、光电转换模块和信号采集与控制电路；所述气泵通过水密通气管泵入外界空气给臭氧发生器产生臭氧，并输送至反应池；所述水泵通过进水口泵入待测水体至反应池，与臭氧发生化学发光反应，产生的光线经由透镜组汇聚后，射向光电转换模块以生成电信号；所述信号采集与控制电路根据所述电信号生成测量数据，通过水密插头上传；所述排水口连通反应池，用于排出测量结束后的废液。本实用新型专利技术的总有机碳测量装置在使用时无需配置前处理设备，因此可对待测水体实现原位测量。体实现原位测量。体实现原位测量。
【技术实现步骤摘要】
基于化学发光技术的总有机碳原位测量装置
[0001]本技术属于海洋水质监测设备
，具体地说，是涉及一种利用化学发光技术测量海水中总有机碳含量的装置。
技术介绍
[0002]总有机碳（Total Organic Carbon，简称TOC）是表征水体中碳总量的指标，不仅能够反映水体富营养化的程度，还能够反映水体中生命活动的情况。因此，总有机碳的浓度变化对于海洋碳循环以及海洋生态系统的研究具有非常重要的作用。但是，总有机碳的产生、迁移、转化与循环等过程都相当复杂，获取准确的TOC数据是了解碳循环过程、影响生态环境机理的前提条件。然而，对于海洋环境而言，总有机碳的浓度是非常低的。一般来讲，大洋深处的总有机碳浓度通常为 30~50μmol/L，甚至更低；而在近岸海域，总有机碳的浓度基本上也仅仅略高于100μmol/L。可见，只能采用痕量测量手段才能分析出海水中的TOC含量，因此准确测量出海水中的TOC浓度，其难度是比较大的。
[0003]原位测量是指在固定位置开展长期监测任务。在海洋环境监测领域可实现原位监测的平台包括：浮标、潜标、海床基以及渔排等长期放置于水体环境中的基体。而总结现有的TOC测量方法，国内外的TOC测量手段大多采用高温燃烧氧化法或者紫外消解法，测量时需要配合使用较多的前处理设备，因此，不具备对海水进行原位测量的可行性。
技术实现思路
[0004]本技术基于臭氧溶液氧化化学发光的反应机理，提出了一种用于对水体中的总有机碳含量进行测量的装置，使用时无需配置前处理设备，可对待测水体实现原位测量。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种基于化学发光技术的总有机碳原位测量装置，包括外壳，外壳上设置有水密通气管、水密插头、进水口和排水口，在所述外壳中封装有气泵、臭氧发生器、水泵、反应池、光电转换模块和信号采集与控制电路；其中，所述气泵连通所述水密通气管，泵入外界空气；所述臭氧发生器连接所述气泵，利用泵入的外界空气产生臭氧；所述水泵连通所述进水口，泵入待测水体；所述反应池接收所述臭氧发生器输出的臭氧以及所述水泵泵入的待测水体，使臭氧和待测水体中的有机物质在反应池中发生化学发光反应；在所述反应池上安装有用于汇聚光线的透镜组，所述排水口连通所述反应池，用于排出测量结束后的废液；所述光电转换模块通过所述透镜组采集反应池中的光线，并生成电信号；所述信号采集与控制电路接收所述光电转换模块输出的电信号，并生成测量数据通过所述水密插头上传。
[0007]在本申请的一些实施例中，为了加快臭氧与待测水体的氧化反应速度，优选在所述反应池中设置微孔曝气管，将所述微孔曝气管通过臭氧输入管连接至臭氧发生器，将臭氧发生器产出的臭氧以微小气泡的形式快速、均匀的扩散至整个反应池，与反应池中的待测水体进行快速融合，达到水气平衡，产生化学发光反应。
[0008]在本申请的一些实施例中，优选将所述微孔曝气管布设于反应池内的底部，以实
现臭氧气泡与待测水体的充分混合；所述反应池的进水口优选布设于反应池的底面，反应池的出水口优选布设于反应池的顶面，在反应池的侧面开设测量窗口，将所述透镜组安装于所述测量窗口处。
[0009]在本申请的一些实施例中，为了保证泵入到臭氧发生器内的空气干燥，本申请在所述外壳中还封装有干燥剂桶，将所述干燥剂桶与外壳上的进气口相连通，利用干燥剂桶中封装的干燥剂对通过进气口引入的外界空气进行干燥处理，然后输送至所述气泵，以对所述气泵和臭氧发生器起到保护作用。
[0010]在本申请的一些实施例中，为了对待测水体进行前置处理，本申请优选在所述外壳的底部设置防附着铜罩，并将所述进入口布设在所述外壳的底部，且在进水口中设置过滤网，以将待测水体中的杂质滤除后，再输送至水泵；同时，本申请优选将所述水密通气管、水密插头和排水口布设在所述外壳的顶面，且在所述排水口中设置过滤网，以对排放的废液进行粗过滤。
[0011]在本申请的一些实施例中，为了对测量装置中的液体输送管路实现自清洗功能，本申请在所述外壳中还封装有两个三通选择阀；其中，第一三通选择阀的公共口连通所述水泵，其常闭口连通所述反应池的进水口；第二三通选择阀的公共口连通所述外壳上的排水口，其常闭口通过气液混合管路连接所述反应池的出水口，其常开口通过排水管路连接所述第一三通选择阀的常开口。通过对两个三通选择阀的连接通路进行切换，以改变液体输送管路中液体的流向，从而实现对液体输送管路的自行冲洗。
[0012]与现有技术相比，本技术的优点和积极效果是：本技术的总有机碳原位测量装置利用臭氧作为强氧化剂与待测水体中的有机物进行化学发光反应，并采用微光光电转换技术对反应过程中产生的光线进行采集、转换和处理，即使待测水体中的TOC含量极低，也能实现TOC含量的准确检测。同时，由于本技术的测量装置无需配置辅助的前处理设备，因此，可以直接投放入待测海域使用，满足了海水原位测量的需求，使得最终获得的TOC含量的测量结果更加真实可信。
[0013]结合附图阅读本技术实施方式的详细描述后，本技术的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
[0014]图1是本技术所提出的总有机碳原位测量装置的一种实施例的整体架构示意图；
[0015]图2是图1中的反应池的一种实施例的结构示意图；
[0016]图3A、图3B、图3C是图1所示的总有机碳原位测量装置工作在管路自清洗模式下的液体流向图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本技术的具体实施方式进行详细地描述。
[0018]需要说明的是，在本技术的描述中，术语“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为
对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0019]此外，还需要说明的是，在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0020]本实施例的总有机碳测量装置适于对海水进行原位测量，可以通过浮标投放于待测海域并下放至所要求的深度，以检测海水在该深度的TOC含量。
[0021]如图1所示，本实施例的总有机碳原位测量装置包括外壳10，外壳10上布设有水密通气管2、水密插头1、进水口11和排水口23，外壳10中封装有干燥剂桶3、气泵4、臭氧发生器6、水泵13、反应池19、光电转换模块18、信号采集与控制电路24等主要部件。
[0022]本实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于化学发光技术的总有机碳原位测量装置，其特征在于，包括：外壳，其上设置有水密通气管、水密插头、进水口和排水口，在所述外壳中封装有：气泵，其连通所述水密通气管，泵入外界空气；臭氧发生器，其连接所述气泵，利用泵入的外界空气产生臭氧；水泵，其连通所述进水口，泵入待测水体；反应池，其接收所述臭氧发生器输出的臭氧以及所述水泵泵入的待测水体，使臭氧和待测水体中的有机物质在反应池中发生化学发光反应；在所述反应池上安装有用于汇聚光线的透镜组，所述排水口连通所述反应池，用于排出测量结束后的废液；光电转换模块，其通过所述透镜组采集反应池中的光线，并生成电信号；信号采集与控制电路，其接收所述光电转换模块输出的电信号，并生成测量数据通过所述水密插头上传。2.根据权利要求1所述的基于化学发光技术的总有机碳原位测量装置，其特征在于，在所述反应池中设置有微孔曝气管，其通过臭氧输入管连接所述臭氧发生器。3.根据权利要求2所述的基于化学发光技术的总有机碳原位测量装置，其特征在于，所述微孔曝气管位于反应池内的底部...
【专利技术属性】
技术研发人员：马然，李敏，张颖颖，刘岩，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：新型
国别省市：
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