[发明专利]海水中溶解气体激光光谱在线检测装置

摘要

本发明公开了一种海水中溶解气体激光光谱在线检测装置。它包括海水溶解气体析出部件和与其连接的激光光谱检测部件；其中，海水溶解气体析出部件用于在测线上连续不断地分离出探测原位处海水中的样品气，激光光谱检测部件由连接的样品光谱组件和样品探测组件组成，其中的作为样品光谱组件的光谱分析室用于获取样品气的光谱和室内激光的光程，样品探测组件用于根据测量得到的样品气的吸收信号强度，计算出样品气中CH4、CO2、H2S的浓度。它同时具有响应速度快、精确度高，结构简单的特点，可极易于广泛地商业化应用于对海洋天然气水合物进行连续的在线走航勘探。

主权项

1.一种海水中溶解气体激光光谱在线检测装置，包括海水溶解气体析出部件，其特征在于：所述在线检测装置还含有与海水溶解气体析出部件连接的激光光谱检测部件；所述海水溶解气体析出部件由串联连通的过滤网(2)、减压阀(3)、流量阀(4)、气液分离器(5)、除湿器(7)、进气比例阀(8)、光谱分析室(9)、出气比例阀(13)、排湿管(14)、气泵(15)、单向阀(16)、废水仓(18)、增压泵(19)和废水口(20)，以及气液分离出水口(6)经水泵(17)与废水仓(18)连通组成；所述激光光谱检测部件由连接的样品光谱组件和样品探测组件组成，其中，样品光谱组件为光谱分析室(9)，其输入端与光纤分束器(27)的输出端连接、输出端与第一光电探测器(31)连接，用于获取样品气的光谱和室内激光的光程，样品探测组件为锯齿波发生器(21)和正弦波发生器(22)的输出端经加法器(23)、激光控制器(24)、激光器(25)、光纤(26)和光纤分束器(27)与光谱分析室(9)的光学输入端连接，位于光谱分析室(9)光学输出端处的第一光电探测器(31)经锁相放大器(34)与数据处理器(35)电连接，其中的锁相放大器(34)的另一输入端经倍频器(29)与正弦波发生器(22)的另一输出端电连接，用于根据测量得到的样品气的吸收信号强度，由公式P2f＝k1·Sdcα0·2C、Psin＝k2·Sdc，式中的P2f为二次谐波信号的强度——峰值与基线之间的差值，Psin为提取非吸收段加载在锯齿波上的低频正弦波信号幅值，Sdc为激光强度信息的直流分量，k1、k2为常数，α0为气体分子的吸收系数，C为气体浓度，其中，式中的k为常数，得出样品气中CH4、CO2、H2S的浓度。