本发明专利技术提供了一种水中气体收集及定量装置和方法，包括分离瓶、气液分离器、气体单向阀、流量计、蠕动泵、密封瓶和真空泵。首先，用真空泵对装置抽真空；当水样充满分离瓶后，开启蠕动泵进行水体密闭循环，水体中的气体在密封瓶的负压的作用下被抽提，水体中的气体通过气液分离瓶内的防水透气膜而实现气液分离。本发明专利技术利用蠕动泵形成的水体密闭式循环，依靠真空抽提作用确保水体中的气体被抽提得更加彻底。本发明专利技术的装置可在野外直接接入抽水管路，实现不同水体中气体的快速收集，保障了现场测试，避免了环境改变造成的不确定性；对挥发性、半挥发性和非挥发性气体均可进行收集，对可溶于水和不可溶于水的气体均可进行收集，应用更为广泛。广泛。广泛。
【技术实现步骤摘要】
一种水中气体收集及定量装置和方法
[0001]本专利技术涉及气体分离和测量
，特别涉及一种水中气体收集及定量装置和方法。
技术介绍
[0002]目前水体中气体收集及定量化技术多采用顶空技术即气体萃取技术，是一种简单可靠的测定水体中溶解气体成分的分析方法，包括静态顶空法和动态顶空法。
[0003]静态顶空法是在一个密闭的容器中，其中的样品与样品上方的气体达到平衡，直接抽取上方气体进行测定的技术。目前已有的静态顶空法的装置较为简单，通常用有硅胶隔垫片盖的玻璃瓶作为密闭系统，内装样品，摇床或振荡器摇晃一段时间，待瓶内气体平衡后取顶空的气体，但存在一些问题，如：1、气体取样量少，不能满足某些痕量气体取样的要求；2、不能很好的将水中溶解气体充分的分离，并很难将气体平衡后顶空的气体彻底取出进行气体量测量；如测定水体中溶解性温室气体的碳氮同位素，目前尚未有静态顶空装置满足测样样品量的要求。
[0004]动态顶空法与静态顶空法的不同之处在于其上部的气体是连续流动的，流动气体将水体中溶解气体顶空出来，用收集装置收集后测试。动态顶空的缺点在于1、需要特定的吹扫气体，一般用惰性气体，如氩气、氮气，需要的气体量较多，难以收集、储存、运输，且成本较高；2、吹扫气体需要用到特定的仪器，如氮吹仪，这些设备复杂，不便于野外取样操作；3、在取样过程无法准确定量吹扫气体和溶解气体的量，造成无法定量化水体中的溶解气体。
技术实现思路
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供了一种水中气体收集及定量装置，包括分离瓶、气液分离器、气体单向阀、流量计、蠕动泵、密封瓶和真空泵；所述分离瓶和密封瓶均密封设置，所述分离瓶内设有橡皮球胆，所述分离瓶上连接有用于采集水样的第一管路和用于对所述橡皮球胆充气和放气的第二管路；所述气液分离瓶内设有防水透气膜，将所述气液分离瓶内的空间划分为用于存储液体的部分和用于分离气体的部分；从所述气液分离瓶内分离出的气体流经所述气体单向阀和流量计，通过所述流量计对通气量进行统计；密封瓶设置在所述气体单向阀和流量计之后，与所述真空泵通过三通阀相连通，三通阀的另一出口处连接有一注射器，所述注射器用于采集气体；所述蠕动泵连接所述分离瓶和所述气液分离器，用于形成装置内水体的密闭循环。
[0006]进一步地，所述分离瓶上的所述第一管路包括第一橡胶管，所述第二管路包括第二橡胶管，所述第一橡胶管和第二橡胶管上均设置有开关部件，所述开关部件优选为弹簧夹或开关阀，用于打开或关闭所述管路。
[0007]进一步地，所述气体单向阀和所述流量计相连接，且两者的位置可以互换。
[0008]本专利技术提供了一种水中气体收集及定量方法，采用所述水中气体收集及定量装
置，在引入待测水样之前，用所述真空泵对装置抽真空；当水样充满所述分离瓶后，开启所述蠕动泵进行水体密闭循环，水体中的气体在所述密封瓶的负压的作用下被抽提，水体中的气体通过所述气液分离瓶内的防水透气膜而实现气液分离；根据所述真空泵上的压强表的数值调节所述三通阀的开闭，通过所述注射器进行气体采集。
[0009]进一步地，在进行水体中的气体抽提时，同时打开连通所述橡皮球胆的第二橡胶管上的弹簧夹或开关阀，使大气进入所述橡皮球胆，由于所述分离瓶中的气体被抽提形成的负压使得所述橡皮球胆充气而保持瓶内大气压平衡,确保所述分离瓶内没有负压空间造成气体残留。
[0010]进一步地，当采集气体量满足实验室需求时，打开所述真空泵，加快所述蠕动泵的转速，当所述流量计的计数不再变化时，记下流量计的通量，通过此通量与所述分离瓶及其连接管路中的水体的体积的比值，量化水体中的气体含量；当采集气体量尚未满足实验室需求，而所述流量计的计数不再变化时，记下流量计的通量，通过此通量与所述分离瓶及其连接管路中的水体的体积的比值，量化水体中的气体含量，然后排空所述分离瓶及其连接管路中的水体，重复进行上述气体抽提操作步骤直至收集气体量满足实验室要求。
[0011]进一步地，所述第一橡胶管一端固定安装有过滤筒，所述过滤筒外壁开设有槽口，所述槽口槽壁一侧固定安装有第二卡板，所述槽口两端均固定安装有滑动环，所述滑动环延伸至过滤筒内部，两个所述滑动环之间滑动安装有安装框，所述安装框呈弧形，且所述安装框内壁滑动安装有若干安装环。
[0012]进一步地，所述过滤筒顶端固定安装有上连接口，所述过滤筒底端固定安装有下连接口。
[0013]进一步地，所述安装框位于所述过滤筒内部，所述安装框一侧固定连接有第一卡板，所述第一卡板与所述第二卡板相卡接，所述安装框另一侧固定连接有密封条，所述密封条与所述过滤筒内壁相贴合。
[0014]进一步地，所述安装框内壁固定安装有混合筒，所述混合筒位于若干所述安装环之间，所述混合筒内壁底端固定安装有螺旋风扇，所述输液口，所述输液口延伸至所述混合筒内壁，所述输液口内壁固定安装有药剂输液管，所述药剂输液管延伸至所述混合筒内壁。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]1、本专利技术利用蠕动泵形成的水体密闭式循环，依靠真空抽提作用能够确保水体中的气体被抽提得更加彻底；利用防水透气膜的气液分离原理制成的气液分离瓶可以实现真空抽提气体；气体单向阀和流量计的紧邻串联能准确量化气体量。本专利技术的装置可以在野外直接接入抽水进水口管路，实现不同水体中气体的快速收集，保障了现场测试，避免了环境改变造成的不确定性；由于利用真空抽提原理，对挥发性、半挥发性和非挥发性气体均可进行收集，对可溶于水和不可溶于水的气体均可进行收集，应用更为广泛。
[0017]2、本专利技术滤网通过卡接的方式卡在两个安装环之间，安装环与安装框的连接处设置有若干凸出的小颗粒，增大安装环与安装框之间的摩擦，在水体通过过滤筒内部的过滤腔时，内部安装的滤网可对水体中的杂质进行过滤，实现了防止水体中的杂质进入第一橡胶管堵塞第一橡胶管影响水体的取样，需要更换滤网的时候，转动安装框，将安装环转动至外部，可进行更换滤网，可以更加方便的查看滤网的情况和对滤网进行更换。
附图说明
[0018]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0019]图1为本专利技术实施例中的水中气体收集及定量装置示意图；
[0020]图2为本专利技术过滤筒图；
[0021]图3为本专利技术安装框和安装环图；
[0022]图4为本专利技术滑动环安装图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]如图1所示，本实施例中的水中气体收集及定量装置包括分离瓶5、气液分离器6、气体单向阀8、流量计9、蠕动泵10、密封瓶11和真空泵14。分离瓶5的瓶口设有密封塞，用于密封瓶体。密封塞上开有两个孔，分别插入两根连通管，两根连通管的位于分离瓶5外的一端上分别连接有两根橡胶管101、102。在两根橡胶管上分本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水中气体收集及定量装置，其特征在于，包括：分离瓶、气液分离器、气体单向阀、流量计、蠕动泵、密封瓶和真空泵；所述分离瓶和密封瓶均密封设置，所述分离瓶内设有橡皮球胆，所述分离瓶上连接有用于采集水样的第一管路和用于对所述橡皮球胆充气和放气的第二管路；所述气液分离瓶内设有防水透气膜，将所述气液分离瓶内的空间划分为用于存储液体的部分和用于分离气体的部分；从所述气液分离瓶内分离出的气体流经所述气体单向阀和流量计，并通过所述流量计对通气量进行统计；所述密封瓶设置在所述气体单向阀和流量计之后，并与所述真空泵通过三通阀相连通，所述三通阀的另一出口处连接有一注射器，所述注射器用于采集气体；所述蠕动泵连接所述分离瓶和所述气液分离器，用于形成装置内水体的密闭循环。2.如权利要求1所述的水中气体收集及定量装置，其特征在于，所述分离瓶上的所述第一管路包括第一橡胶管，所述第二管路包括第二橡胶管，所述第一橡胶管和第二橡胶管上均设置有开关部件，所述开关部件优选为弹簧夹或开关阀，用于打开或关闭所述管路。3.如权利要求1或2所述的水中气体收集及定量装置，其特征在于，所述气体单向阀和所述流量计相连接，且两者的位置可以互换。4.一种水中气体收集及定量方法，其特征在于，采用权利要求1
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3中任一项所述的水中气体收集及定量装置，在引入待测水样之前，用所述真空泵对装置抽真空；当水样充满所述分离瓶后，开启所述蠕动泵进行水体密闭循环，水体中的气体在所述密封瓶的负压的作用下被抽提，水体中的气体通过所述气液分离瓶内的防水透气膜而实现气液分离；根据所述真空泵上的压强表的数值调节所述三通阀的开闭，通过所述注射器进行气体采集。5.如权利要求4所述的水中气体收集及定量方法，其特征在于，在进行水体中的气体抽提时，同时打开连通所述橡皮球胆的第二橡胶管上的弹簧夹或开关阀，使大气进入所述橡皮球胆，由于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张应华，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：
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