一種便攜式水中二氧化碳分壓測試儀的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及測量儀器領域，具體涉及一種便攜式水中二氧化碳分壓測試儀。
【背景技術】
[0002] 在巖溶碳匯研究中，由于巖溶動力系統對環境的敏感性，水中二氧化碳分壓的野 外連續監測成為難點，造成在估算時誤差很大，很多變化過程無法捕捉得到。
[0003] 以往對巖溶水中二氧化碳分壓的監測主要通過以下兩種方法：（1)通過野外現場 測試PH值、水溫和電導率，人工滴定Ca2+和//CO「含量，或取樣送實驗室分析測試來獲得水 中各離子的含量，再通過水化學軟件進行飽和指數計算，來獲取水中的二氧化碳分壓數據； (2)通過連續監測巖溶水的pH值、水溫和電導率，以及Ca2+和含量，建立電導率與 Ca2+和//af含量的線性相關關系（前提假設為較純碳酸鹽巖地區的巖溶水，其中的主要 陰、陽離子分別為Ca2+)，通過連續監測記錄的電導率數據獲得Ca2+和/fCOf含量 的連續數據，然后再通過水化學軟件進行計算。
[0004] 上述方法存在一定的局限性，主要體現在：（1)需要許多的實驗室水化學分析測 試的數據來用于計算，但由于水樣溫度變化極易引起PH發生變化，使測試結果準確性受到 影響；⑵野外使用的PH電極一般為玻璃參比電極，由于原理和儀器性能的限制，其誤差一 般為0. 2個pH單位，而水溶液中碳酸鹽平衡系統主要依賴于溫度和pH，0. 2個pH單位的誤 差將導致計算偏差較大；（3)對于外源水不一定適用，特別是其中含有機酸時。因而迫切需 要一種在野外能準確、快速測定水中二氧化碳分壓的儀器。
【發明內容】
[0005] 綜上所述，為解決現有的技術問題，本發明提供一種便攜式水中二氧化碳分壓測 試儀，能準確、快速測定水中二氧化碳分壓。
[0006] 本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種便攜式水中二氧化碳分壓測試 儀，包括二氧化碳探頭、PVC管、PTFE防水透氣膜和控制顯示器，在所述PVC管的下端設有堵 頭，并且在所述PVC管的側壁上分布有通水孔，所述二氧化碳探頭處于所述PVC管內，在所 述二氧化碳探頭外設有一層所述PTFE防水透氣膜；
[0007] 所述控制顯示器通過數據線連接所述二氧化碳探頭，用于控制儀器的測試以及顯 示測試的數據。
[0008] 進一步，所述PVC管的上端連接有手柄，在所述手柄上也設有所述通水孔和測量 所述PVC管下端距離水表面深度的刻度。
[0009] 進一步，所述通水孔的直徑為6mm。
[0010] 進一步，在所述手柄的上端可拆卸連接有延長桿，所述延長桿上也設有測量所述 PVC管下端距離水表面深度的刻度。
[0011] 進一步，所述控制顯示器包括控制儀器測試的按鍵以及顯示測試數據的顯示屏。
[0012] 本發明的有益效果是：本發明提供的一種便攜式水中二氧化碳分壓測試儀，該儀 器操作簡單，體積小巧便于攜帶，并且測試準確、快速，可以對野外各種水體中的二氧化碳 分壓進行測試。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發明的整體結構示意圖。
[0014] 附圖中，各標號所代表的部件列表如下：
[0015] 1、二氧化碳探頭，2、PVC管，3、PTFE防水透氣膜，4、控制顯示器，5、堵頭，6、通水 孔，7、手柄，8、刻度，9、延長桿，10、按鍵，11、顯不屏。
【具體實施方式】
[0016] 以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并 非用于限定本發明的范圍。
[0017] 如圖1所示，一種便攜式水中二氧化碳分壓測試儀，包括二氧化碳探頭UPVC管2、 PTFE防水透氣膜3和控制顯示器4,在所述PVC管2的下端設有堵頭5,并且在所述PVC管 2的側壁上分布有通水孔6,優選的：所述通水孔6的直徑為6mm。所述二氧化碳探頭1處 于所述PVC管2內，在所述二氧化碳探頭1外設有一層所述PTFE防水透氣性膜3。二氧化 碳探頭1被包裹在PTFE防水透氣性膜3中，水中二氧化碳氣體穿過通水孔6后再透過PTFE 防水透氣性膜3進入到二氧化碳探頭1的檢測腔中，由于PTFE防水透氣性膜3的高透氣性 和防水性，以及二氧化碳氣體在空氣中的擴散速度比在水中要快10000倍，在水中放置一 段時間（如3分鐘）后，透過PTFE防水透氣膜3擴散進入到二氧化碳探頭1檢測腔的二氧 化碳，將與水中的二氧化碳達到動態平衡，然后通過二氧化碳探頭1用紅外吸收的方法檢 測進入到檢測腔的二氧化碳氣體濃度，從而檢測出水中二氧化碳氣體的濃度（分壓）。其中 PVC管是起保護二氧化碳探頭1的作用，在測量水中二氧化碳氣體的分壓時，將二氧化碳探 頭1甩入水體中，PVC管可以防止二氧化碳探頭1不小心碰到岸邊或河床底部的尖銳物如 石頭，導致二氧化碳探頭1外的PTFE防水透氣膜磕破，進而導致探頭損壞。如對二氧化碳 探頭不做PTFE防水透氣膜包裹的處理，直接通過二氧化碳探頭測量水中二氧化碳氣體的 濃度，其結果有兩個：1)無法測得水中二氧化碳氣體的濃度即分壓，因為水中二氧化碳氣 體進不了二氧化碳探頭的氣體檢測腔，不能向其中擴散（即選擇性擴散，只能透過氣體分 子而不能透過水分子），也就無法與水中的二氧化碳氣體達到動態平衡；2)相反，水可以浸 入二氧化碳探頭，導致探頭內部因短路而損壞，進而導致數據采集器損壞。本發明中采用的 PTFE防水透氣膜3包裹住二氧化碳探頭，由于PTFE防水透氣膜3微孔孔徑的大小，可對水 中二氧化碳分子進行選擇性擴散（能透過氣體分子，而不能透過水分子）。在水中放置一段 時間后，將使進入到二氧化碳探頭檢測腔的二氧化碳濃度與水中二氧化碳濃度達到動態平 衡，達到檢測目的
[0018] 所述控制顯示器4通過數據線連接所述二氧化碳探頭探頭1，用于控制儀器的測 試以及顯示測試的數據。所述控制顯示器4包括控制儀器測試的按鍵10以及顯示測試數 據的顯示屏11。
[0019] 所述PVC管2的上端連接有手柄7,在所述手柄7上設有所述通水孔6和測量所 述PVC管2下端距離水表面深度的刻度8,手柄7上設置通水孔6主要為了在水流速度較 快條件下測試時，減少手柄7對水流的阻力，以免激起浪花導致脫氣，在靜水條件下有無手 柄7上通水孔影響不大。PVC管2需要進入到距離水面一定深度才能準確的測量出水中二 氧化碳探頭分壓值，通過觀察手柄7上的刻度8可以把握PVC管2進入到距離水面的深度， 保證測量數據的可靠性和可對比性（因為不同水深處的水壓強不同，影響氣體的溶解度）。 在所述手柄7的上端可拆卸連接有延長桿9,延長桿9上也設有測量PVC管2下端距離水 表面深度的刻度8。延長桿9的作用是：用于某些由于距離水面高度較高不容易將儀器放 入到水體中的測量，根據實際測量的需要來決定延長桿9的長度，測量人員手持延長桿9部 分，將儀器的測量部分插入水中固定深度便可完成測量。
[0020] 以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和 原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種便攜式水中二氧化碳分壓測試儀，其特征在于，包括二氧化碳探頭（I)、PVC管 (2)、PTFE防水透氣膜（3)和控制顯示器（4)，在所述PVC管（2)的下端設有堵頭（5)，并且 在所述PVC管（2)的側壁上分布有通水孔（6)，所述二氧化碳探頭（1)處于所述PVC管（2) 內，在所述二氧化碳探頭（1)外設有一層所述PTFE防水透氣膜（3); 所述控制顯示器（4)通過數據線連接所述二氧化碳探頭（1)，用于控制儀器的測試以 及顯示測試的數據。2. 根據權利要求1所述的一種便攜式水中二氧化碳分壓測試儀，其特征在于，所述PVC 管（2)的上端連接有手柄（7)，在所述手柄（7)上也設有所述通水孔（6)和測量所述PVC管 (2)下端距離水表面深度的刻度（8)。3. 根據權利要求2所述的一種便攜式水中二氧化碳分壓測試儀，其特征在于，所述通 水孔（6)的直徑為6mm〇4. 根據權利要求2所述的一種便攜式水中二氧化碳分壓測試儀，其特征在于，在所述 手柄（7)的上端可拆卸連接有延長桿（9)，所述延長桿（9)上也設有測量所述PVC管（2)下 端距離水表面深度的刻度（8)。5. 根據權利要求1至4任一項所述的一種便攜式水中二氧化碳分壓測試儀，其特征在 于，所述控制顯示器（4)包括控制儀器測試的按鍵（10)以及顯示測試數據的顯示屏（11)。
【專利摘要】本發明涉及一種便攜式水中二氧化碳分壓測試儀，包括二氧化碳探頭、PVC管、PTFE防水透氣膜和控制顯示器，在所述PVC管的下端設有堵頭，并且在所述PVC管的側壁上分布有通水孔，所述二氧化碳探頭處于所述PVC管內，在所述二氧化碳探頭外設有一層所述PTFE防水透氣膜；所述控制顯示器通過數據線連接所述二氧化碳探頭，用于控制儀器的測試以及顯示測試的數據。本發明提供的一種便攜式水中二氧化碳分壓測試儀，該儀器操作簡單，體積小巧便于攜帶，并且測試準確、快速，可以對野外各種水體中的二氧化碳分壓進行現場測試。
【IPC分類】G01N21/3577
【公開號】CN105136712
【申請號】CN201510600274
【發明人】汪進良, 章程, 苗迎, 郝玉培
【申請人】中國地質科學院巖溶地質研究所
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月17日