[发明专利]海洋溶解无机碳原位测量仪

说明书

海洋溶解无机碳原位测量仪，涉及海洋监测。设有四通阀、注射泵、酸化反应器、CO₂膜分离与吸收器、CO₂选择性透膜毛细管、C₄D检测器、检测器毛细管、信号发生器、酸液恒流泵、吸收液恒流泵、微处理器、计算机、标样储罐、酸液储罐、吸收液储罐、纯水循环机、标样稀释器、酸液稀释器、吸收液稀释器；海水进样口、标样稀释器、纯水循环机出口与四通阀连接再经注射泵连接酸化反应器，酸化反应器设有加酸口，酸化反应器的出口与CO₂膜分离与吸收器的样品入口连接，CO₂膜分离与吸收器内装有至少1根CO₂选择性透膜毛细管，毛细管的吸收液出口与C₄D检测器连接，C₄D检测器出口的废液与纯水循环机相连接。

技术领域

本发明涉及海洋监测，尤其涉及到一种高精度、高时间分辨率、微流量适用于船载走航的海洋溶解无机碳原位测量仪。

背景技术

海水溶解无机碳(Dissolved Inorganic Carbon,DIC)是研究海洋生物地球化学过程不可或缺的关键参数，它是海洋中各种无机碳酸盐、碳酸氢盐、碳酸及二氧化碳气体的碳浓度的总和。DIC已成为海洋酸化研究的重要基本参数，是了解海洋生物生产过程的重要参数。准确、快速和方便并且高时空分辨地测定海水DIC浓度的时空分布与变异性，对于了解海洋酸化及海洋对CO₂的吸收、转化和迁移过程至关重要。

目前得到国际认可的海水DIC监测技术主要包括库仑滴定法和采用非色散红外CO₂分析法。这些方法具有精度高、稳定性好等特点，但由于装置复杂、体积庞大及操作不方便，只能用于实验室分析，难以用于现场船载走航观测。近来随着技术发展，DIC检测装置也趋于小型化，更适合于现场观测。中国专利CN101806789B公开一种水体中溶解无机碳浓度分析仪，中国专利CN103913553A公开一种海水溶解无机碳走航测量装置，这2种公开技术采用先将水体中的溶解无机碳(DIC)转化为CO₂，然后通过CO₂检测器分析CO₂浓度，该方法将DIC转化为CO₂，需要气提过程，添加载气过程使得装置运行复杂，由于气体受温湿度和压力的影响很大，现场应用时，装置的稳定性难以保证，检测精度也受到了影响。中国专利CN102042981A公开一种溶解无机碳原位测定仪，该装置通过比色的方法测定水样中DIC浓度，该方法虽然克服了CO₂气提和检测的问题，但采用比色法需要加入显色剂，采用分光法进行测量，受温度影响大，测量精度难以得到保证。CO₂检测及比色法测量DIC均需要足够的样品量才能进行测量，因此需要较大的样品量，因而水样酸化所需的酸溶液、测量的标样及添加的试剂消耗大，给长时间的现场观测带来了很大的困难。

发明内容

本发明的目的是针对现有DIC现场观测技术存在的装置复杂、测量精度较低、CO₂气提与测量麻烦、添加试剂消耗量大及受现场观测环境影响大等问题，提供基于C₄D检测技术，高精度、高时间分辨率及微流量适用于船载走航观测的海洋溶解无机碳原位测量仪。

本发明设有四通阀、注射泵、酸化反应器、CO₂膜分离与吸收器、CO₂选择性透膜毛细管、C₄D检测器、检测器毛细管、信号发生器、酸液恒流泵、吸收液恒流泵、微处理器、计算机、标样储罐、酸液储罐、吸收液储罐、纯水循环机、标样稀释器、酸液稀释器、吸收液稀释器；