[实用新型]一种海洋二氧化碳分压原位检测装置

说明书

本实用新型公开了一种海洋二氧化碳分压原位检测装置，涉及海洋化学技术领域，所述装置包括壳体、试剂舱、泵阀舱、采样舱和顶舱，所述壳体内从底部到顶部依次设置有所述试剂舱、所述泵阀舱、所述采样舱和所述顶舱；所述壳体上与所述采样舱相对应的位置上开设有多个通孔，所述通孔与所述采样舱连通。本实用新型的装置基于指示剂的分光光度分析原理，以酸碱指示剂的显色反应为基本原理，以光导纤维作为信号传输载体，主要优点包括理论上免校正，结构简单、稳定、高精度及快速响应等，从而非常适于长时间无人状态下免维护的自动检测，对于海洋长期远程监测的二氧化碳系统具有现实意义。

技术领域

本实用新型涉及海洋化学技术领域，具体涉及一种海洋二氧化碳分压原位检测装置。

背景技术

对于海洋二氧化碳的检测由来已久，早在20世纪50年代，日本、美国、英国等国的科学家就开始利用重量法和平衡压力法等手段测量海水中溶解的无机碳含量。传统的海洋二氧化碳检测方法主要有库伦滴定法、气相色谱法和红外分光光度法，另外，一种基于光纤化学传感器的测定方法在近几年也得到了应用与发展。

(一)传统检测方法：

库伦滴定法

库伦滴定法是将库仑仪和专利电解液相结合的检测方法，它利用化学试剂滴定溶解在库伦池中的二氧化碳数量。库伦滴定法以电量为检测标准，无需基准物质，因此可以达到较高的灵敏度，但其预处理复杂，且影响因素多，其干扰离子多达几十种，同时滴定起点和终点不易控制，易造成较大误差；另外，所用电极易受污染腐烛，无法实现长时间测量。

2、气相色谱法

气相色谱法是指用气体作为流动相的色谱法。近年来，随着气相色谱分离技术和相关学科的发展，气相色谱的检测性能有了很大提高，可以达到较高的精度，但其属于取样分析法，通常是釆集样本后进行实验室测定，操作繁琐，易带来二次污染，同时，该方法对运行环境要求苛刻，设备复杂，所需样品量大，测量时间长，无法满足在线监测的要求。

3、红外分光光度法

红外光度法是目前最常使用的检测手段之一，其利用了选择性吸收特定波段的红外辐射的原理。非色散红外分光光度法是目前海洋二氧化碳的主要检测手段之一，其技术已较为成熟，具有精度高、稳定性好等优点，且相比电化学传感器，具有更长的使用寿命。美国Li-Cor公司生产的Li系列二氧化碳分析仪，加拿大Pro-Oceanus公司的CO₂-Pro型水下二氧化碳检测器和德国 Contros公司生产的HydroC^TM/CO₂水中二氧化碳传感器都是基于该原理。

Li系列测量仪基于独特的可互换光路双波长检测技术，广泛用于各种环境条件下绝对浓度的连续监测。Li系列测量仪是高精度气体分析仪，可以实时检测气流中的CO₂和H₂O浓度，其工作温度范围较大，且运行稳定，因此在一些恶劣的环境中仍能正常工作，例如火山、地热和工业排放气体的测量。其缺点是能耗过大，且只能测定空气中的CO₂含量，无法进行水下原位监测。

CO₂-Pro水下二氧化碳检测器，内置红外探测器，可测量水下或同时测量水下和空气中的浓度，有实验室测量、走航测量和锚系潜标测量等三种工作模式。它不需要使用昂贵的校准气体，不受生物附着影响，长期稳定性好，具备自动的压力、温度、湿度补偿功能。其缺点是测量范围窄，耐压性能差，同时功耗高，无法实现长期测量的目标。

德国Contros公司的HydroC^TM/CO₂是一个高精度光学分析NDIR系统，外壳釆用了防腐蚀钛壳，具有抗生物污损功能。它具有稳定性好、精度高、测量范围广等特点，被广泛应用于温室效应研究、海洋监测、环境监测、环境水质和废水处理厂的监测等领域。但设备价格昂贵，能耗高等不足使得其应用受到一定的局限。

(二)光纤化学法