[发明专利]一种海洋氡原位测量装置和测量方法

说明书

本发明公开一种海洋氡原位测量装置和测量方法，涉及海水测量设备技术领域，包括位于水下接驳舱内的脱气组件和测量组件，所述脱气组件包括用于将海水中的气体进行分离，所述测量组件包括干燥部和测量部，所述干燥部用于去除气体中的水分，所述测量部用于对氡进行原位测量，沿气体的流动方向，所述脱气组件的排气口、所述干燥部、所述测量部依次连通；本发明中的测试装置在水下运行时不需要额外的人为干预，能够自动化地进行水体中氡含量的快速准确测量，并且本发明中还设置有干燥部，不仅可以降低氡气中水分含量对测量部造成的影响，提高测量精度，还能够通过降低测量部内部元件的所处环境湿度，延长测量部的使用寿命。

技术领域

本发明涉及海水测量设备技术领域，特别是涉及一种海洋氡原位测量装置和测量方法。

背景技术

海洋氡同位素示踪技术是从化学角度研究海洋过程的理想手段，天然氡同位素是研究海洋动力学过程的经典示踪剂。由于海洋水体中氡气浓度极低(0.05dpm/L～3dpm/L)，对氡气采样则需要大体积采水富集，而海水大体积采样及分析测量技术的落后一直制约着相关研究的进展。目前，海水中氡同位素的测量主要局限于实验室内，走航测量技术也仅处于起步阶段，尚无法实现水下原位测量。因而，如何提供一种海水氡浓度原位测量系统，以实现海水氡同位素的水下原位测量，是当前技术解决的一项技术问题。

申请号为“202111524513.9”，名称为“海水氡浓度原位测量系统”的发明专利公开了一种能够对海水氡浓度进行原位测量的技术方案，其包括脱气装置和测量装置；脱气装置包括用于对海水脱气的脱气舱，以及连接于脱气舱的出气管和回气管；测量装置包括密封舱体和设置于密封舱体内的气体监控舱和氡探头密封舱；其中，密封舱体具有进气口和出气口，进气口与脱气装置的出气管相连通，出气口与脱气装置的回气管相连通，进气口和出气口分别设有控制阀；气体监控舱内设置有气泵，气泵的进气端通过气路连接于进气口；氡探头密封舱内设有氡探头，氡探头的进气端通过气路连接于气泵的出气端，氡探头的出气端通过气路连接于出气口，从而能够实现海水氡同位素的水下原位测量。

但是传统氡探头在使用过程中需要控制气体的相对湿度低于10％，使用条件相对严苛，直接将脱气装置分离出的气体通入氡探头中，不仅会影响氡探头的测量精度，还会使氡探头的内部元件长期处于高湿度的环境中，影响其使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋氡原位测量装置和测量方法，以解决现有技术存在的问题，不仅可以降低氡气中水分含量对测量部造成的影响，提高测量精度，还能够通过降低测量部内部元件的所处环境湿度，延长测量部的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种海洋氡原位测量装置，包括位于水下接驳舱内的脱气组件和测量组件，所述脱气组件包括用于将海水中的气体进行分离，所述测量组件包括干燥部和测量部，所述干燥部用于去除气体中的水分，所述测量部用于对氡进行原位测量，沿气体的流动方向，所述脱气组件的排气口、所述干燥部、所述测量部依次连通。

优选的，所述干燥部包括沿气体流向依次连通的Nafion干燥管和装有干燥剂的干燥柱，所述Nafion干燥管包括相套设的内管与外管，所述外管的两端分别与脱气组件的排气口、所述干燥柱连通，所述内管分别与所述测量部、所述脱气组件的进气口连通。

优选的，所述干燥柱与所述测量部之间还设置有气体过滤器，所述气体过滤器用于过滤气体中颗粒物杂质和氡的衰变子体。

优选的，所述检测部包括用于测量氡浓度的PIC氡探头和用于测量气体温度、湿度、压力的温湿压传感器。

优选的，所述测量组件还包括用于对气体流动提供动力的隔膜抽气泵，所述隔膜抽气泵位于所述测量部的入口处。

优选的，所述脱气组件包括沿液体流动方向依次连接的液体过滤器、隔膜抽水泵、脱气管和液体单向阀；所述脱气管的进气口、排气口分别为所述脱气组件的进气口、排气口。