一种便携式溶解甲烷含量的检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种便携式溶解甲烷含量的检测装置，包括依次连接的采样单元、汽化单元、压力调节单元、以及检测单元，各单元分别与控制单元连接，接受控制单元的控制。本实用新型专利技术的便携式溶解甲烷含量的检测装置具有体积小，携带方便，精度高，以及采样效率高的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气体检测装置，具体地说，是涉及一种便携式溶解甲烷含量的检测装置。
技术介绍
甲烷是无色、无味、可燃和微毒的气体，自然界分布很广，是天然气、煤矿坑道气体、油田气体的主要组成部分，也是未来清洁能源之一的海底可燃冰的主要成分。在能源紧缺的今天，作为战略储备的甲烷资源勘察尤为重要。而且，甲烷在红外线领域太阳光吸收率为二氧化碳的21倍，作为地球的肺一海洋中容存的甲烷量的长期、稳定、持续检测是环境检测的另一个重要课题。现在，在水中检测甲烷的方法有直接检测法、激光差分法、卫星范围检测法、超声波气泡探测法等。直接法检测是在船上或实验室里从海水取样再进行分析，这种测试方法优点是精度高，但是每采集一点要进行取样，没有便携性且取样和运输过程中出现的二次污染，对分析带来误差。激光差分法是利用甲烷在红外波长段有吸收光谱的特性，利用某一波长段的红外激光照射，然后收集吸收光强，进行浓度分析的一种手段，非接触，简便，也可以映射几百米范围内的图片等优点，但是其测量精度不高。利用卫星手段检测大范围甲烷浓度，而无法定量的进行分析。超声波气泡探测法，虽然便捷，但对甲烷的选择性不高，无法定量的分析气体成分和浓度。上述方法各有各的优缺点，作为水质和油气勘察的定量分析工具应具备有很高的对被测对象的选择性和检测精度，传统的直接检测法具有上述优点，但是它不具有便携性和实时定点采样检测的功能。基于上述原因，如何研发一种即简便且可对海水定量分析甲烷含量的分析工具，是本技术主要解决的技术问题。
技术实现思路
本技术为了解决现有溶解甲烷含量的检测不方便或者精度不高的问题，提供了一种便携式溶解甲烷含量的检测装置，体积小，携带方便，可以搭载在水下机器人上进入水里进行采样以及检测，精度高。为了解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案予以实现一种便携式溶解甲烷含量的检测装置，包括依次连接的采样单元、汽化单元、压力调节单元、以及检测单元，各单元分别与控制单元连接，接受控制单元的控制。进一步的，所述的采样单元包括过滤网、第一连接管、用于连接汽化单元的阀门、和用于带动所述阀门转动的步进电机，所述的过滤网和阀门分别设置在第一连接管的两端，所述步进电机与控制单元连接。又进一步的，所述的阀门带有取样凹槽，且所述阀门在步进电机带动下绕垂直于第一连接管的轴向旋转，当凹槽对准第一连接管时，经过过滤网过滤的海水进入取样凹槽，在步进电机的带动下，阀门可以进行180°旋转，将取样凹槽内的海水送入到汽化单元，取样凹槽的另外一个优点是可以取与凹槽体积相同的定量的海水，避免了使用普通电控阀门不好控制进水量。进一步的，所述的汽化单元包括汽化室和设置在所述汽化室内的电加热片，进入汽化单元的海水在电加热片的加热下进行汽化变成气体，所述的阀门通过第二连接管与汽化室连通。优选的，为了提高加热效率，减少散热量，所述的汽化室外侧还包裹有隔热层，所述隔热层由隔热材料组成。又进一步的，所述的压力调节单元包括补助气仓和通过第三连接管与所述汽化室连通的调压气仓，所述的补助气仓分别通过单向阀门与调压气仓和抽气泵连接，所述抽气泵与控制单元连接，抽气泵将补助气仓里的空气向调压气仓里抽气，来控制调压气仓内部的气压处于可测范围内。 再进一步的，所述的检测单元包括与所述调压气仓连通的检测室和设置在所述检测室内的甲烷检测仪，所述甲烷检测仪与控制单元连接，所述检测室一端还设置有排气口，所述甲烷检测仪用于检测气体中甲烷的含量，并将检测数据发送至控制单元。为了过滤掉待测气体中的水蒸气，在所述的调压气仓与检测室之间设置有气体分离膜，待测气体通过所述的气体分离膜进行水分的充分分离。优选的，所述的控制单元为MCU。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果是本技术的便携式溶解甲烷含量的检测装置，体积小，携带方便，可以搭载在水下机器人上进入水里进行海水采样以及检测样本水中溶解的甲烷浓度，也可在深海勘察油气资源的时候使用，此装置具有操作简单，精度高，采样效率高的优点。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。附图说明图I是本技术所提出的便携式溶解甲烷含量的检测装置一种实施例结构方框图；图2是图I中便携式溶解甲烷含量的检测装置的工作流程图；图3是图I中便携式溶解甲烷含量的检测装置的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细地说明。实施例一，参见图I、图2所示，本实施例的便携式溶解甲烷含量的检测装置，包括依次连接的采样单元、汽化单元、压力调节单元、以及检测单元，各单元分别与控制单元连接，接受控制单元的控制。其中，所述采样单元用于将海水进行采样，并将样本送入汽化单元进行汽化，溶解在水中的甲烷、氧气、二氧化碳等气体分子汽化，而盐等无机物残留在汽化室内，汽化后的气体进入压力调节单元，通过调压该单元内部的气压，使其处于可测范围内，然后由检测单元对气体中的甲烷含量进行检测，并将结果输送至控制单元计算。作为一个具体的实施例，参见图3所示，本实施例中的采样单元包括过滤网101、第一连接管103、用于连接汽化单元的阀门102、和用于带动所述阀门102转动的步进电机(图3中未显示)，所述的过滤网101和阀门102分别设置在第一连接管103的两端，所述步进电机与控制单元连接，所述过滤网101处于水样品的进口，由网状结构的材料组成，用于过滤水中的杂质，确保样品的清洁度，步进电机接受控制单元的控制，进而带动阀门102转动，采样获得一定量的水样品。所述的控制单元可以采用MCU实现。为了便于计算甲烷含量，所取样的样本量要控制精确，所述的阀门102优选带有取样凹槽104，且所述阀门102在步进电机带动下绕垂直于第一连接管103的轴向旋转，当凹槽对准第一连接管时，经过过滤网101过滤的水进入取样凹槽104，在步进电机的带动下，阀门102可以进行180°旋转，将取样凹槽104内的水送入到汽化单元，取样凹槽104的可以取与凹槽体积相同的定量的海水，避免了使用普通电控阀门不好控制进水量的问题。本实施例中的汽化单元包括汽化室201和设置在所述汽化室201内的电加热片202，进入汽化单元的水在电加热片202的加热下进行汽化变成气体，所述的阀门102通过 第二连接管105与汽化室201连通，取样凹槽104取水后，在步进电机的带动下，阀门102进行180°旋转，相应的取样凹槽104中的水通过第二连接管105被送入到汽化室201内。为了提高加热效率，减少散热量，所述的汽化室201外侧还包裹有隔热层203，所述隔热层203由隔热材料组成。本实施例中的压力调节单元包括补助气仓302和调压气仓301，调压气仓301通过第三连接管204与所述汽化室201连通，所述的补助气仓302分别通过单向阀门303与调压气仓301和抽气泵304连接，所述抽气泵304与控制单元连接，接受控制单元的控制，抽气泵304将补助气仓302里的空气向调压气仓301里抽气，进而实现控制调压气仓301内部的气压处于可测范围内。本实施例中的检测单元包括与所述调压气仓301连通的检测室401和设置在所述检测室401内的甲烷检测仪402，所述甲烷检测仪402与控制单元连接，所述检测室401一端还设置有排气口 403，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式溶解甲烷含量的检测装置，其特征在于：包括依次连接的采样单元、汽化单元、压力调节单元、以及检测单元，各单元分别与控制单元连接，接受控制单元的控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金光虎，周忠海，李磊，蒋慧略，郝宗睿，袁健，臧鹤超，徐娟，姚璞玉，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：实用新型
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