一种基于真空脱气法的水样空气含量测定仪及测量方法与流程

本发明属于水质检测或其他需要检测水中所含空气量的领域，尤其是一种基于真空脱气法的水样空气含量测定仪及测量方法。

背景技术：

1、传统含气量测量方法，如光学法和电极法，容易受水质的浊度和水内的杂质干扰，导致精度不足。还有一种方案，是用氧气含量测量仪测水中的氧气含量，然后间接得到水样的空气含量，然而这样得到的空气含量并不准确。现在有一种真空脱气法检测含气量，然而用来检测的真空脱气设备，需要外接真空泵、多级阀门、冷阱等辅助设备，结构复杂，操作烦琐，且难以实现小体积水样的快速测量。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于真空脱气法的水样空气含量测定仪，可以解决现有的真空脱气设备结构复杂，操作烦琐的问题。

2、本发明的基于真空脱气法的水样空气含量测定仪，包括：

3、脱气管，所述脱气管设有注水阀，所述脱气管的壁在注水阀下方的位置至少设有上下排列的且自上而下逐渐增大的三个刻度v1、v2和v3，v1、v2和v3分别代表脱气管自注水阀开始到对应刻度的容积；

4、测压管，所述测压管的下端与所述脱气管的下端连接并相通，所述测压管与所述脱气管的三个刻度相对的气压标定段，所述气压标定段标有从下向上逐渐增加的气压刻度，所述测压管还设有位置高于气压标定段的通气阀，所述测压管内的水银液面上方用水进行液封；

5、下支管，与所述脱气管和测压管的下端连接并相通，所述测压管、脱气管与下支管形成y形，所述下支管设有压力固定阀；

6、调节软管，一端与所述下支管的下端连接并相通，另一端的直径膨大形成用于储存水银的膨大端，所述膨大端的上下位置可调，所述膨大端内的水银液面上方用水进行液封，所述膨大端的上端具有开口；

7、振动机构，设于脱气管的外壁用于使脱气管振动。

8、作为优选，所述脱气管的最上段为注水段，所述注水段位于注水阀的上方，所述注水段的顶端设有注水口。

9、作为优选，所述脱气管在注水阀的下方设有上下排列且相通的第一腔室、第二腔室和第三腔室，三个腔室自上而下直径和体积逐渐增大，v1标在第一腔室与第二腔室之间，v2标在第二腔室与第三腔室之间，v3标在第三腔室的底部。

10、作为优选，所述调节软管的膨大端呈球形。

11、作为优选，膨大端内的水银的体积在脱气管内水银液位对齐v3刻度时不多于膨大端容积的一半。

12、作为优选，所述振动机构包括电机和由电机驱动的振动模块，所述振动模块与所述脱气管的外壁连接。

13、作为优选，振动模块的振动频率为2—5hz，振动幅度为1—2cm。

14、本发明还提供一种基于真空脱气法的水样空气含量测定方法，利用如上所述的测定仪来测定水样的空气含量，包括以下步骤：

15、s1，在压力固定阀、注水阀和通气阀关闭的状态下，将膨大端置于测压管的气压刻度以下的位置，打开通气阀和压力固定阀，调节测压管内水银液位至略高于通气阀，保证测压管内没有空气，关闭通气阀；

16、s2，打开注水阀，调整调节软管的膨大端的高度，至脱气管内水银液位至v2；

17、s3，将体积为v2的待测水样注入脱气管，关闭注水阀；

18、s4，使调节软管的膨大端下降，至脱气管内水银液位降至v3刻度，关闭压力固定阀，固定膨大端的位置；

19、s5，启动振动机构，使其振动设定的时间，加速气泡逸出至水样液面的上方；

20、s6，打开压力固定阀，调节软管的膨大端的高度，至水样的液面上升至v1刻度，关闭压力固定阀，读取测压管刻度l1；

21、s7，打开注水阀，调节膨大端至脱气管内的水银液位至v2，脱气管内从水样内脱出的空气排出至大气中，关闭注水阀，调节膨大端高度，至脱气管内水样液位至v1，关闭压力固定阀，记录测压管刻度l2，记录压力值，单位为mmhg，并记录水样温度t，单位为k；

22、s8，计算含气量，包括：a，根据理想气体状态方程计算标准状态下气体体积，

23、其中，为标准状态下空气压力，为为标准状态下空气温度，为273.15k；

24、b，计算水样空气含量：

25、

26、作为优选，将待测水样更换为静置于空气中24小时以上的饱和水，重复（s1）~(s8）步骤，得到当前温度下的饱和含气量，计算获得相对空气含量

27、本发明的有益效果如下：本发明采用真空脱气和水银压力计相配合的方式直接物理测量，最终基于理想气体状态方程计算获得水样的空气含量，此测定方法不受水样颜色、浊度、悬浮物等光学或电化学干扰因素的影响，从根本上保证了测量结果的真实性和准确性。同时，本发明将脱气、气泡析出、气体压缩和压力测量四个核心功能高度集成于同一套密闭系统中，无需外接真空泵或其他辅助设备，单台仪器即可完成全流程测量。仅需要通过调整调节软管的膨大端的上下位置，可以改变水银液面的位置，形成了水银活塞，从而实现了形成真空或低压、压缩空气等操作，不仅操作步骤少，操作步骤简单，而且特别适合小体积水样（ml级）的快速测量场景。

1.一种基于真空脱气法的水样空气含量测定仪，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的测定仪，其特征在于，所述脱气管的最上段为注水段，所述注水段位于注水阀的上方，所述注水段的顶端设有注水口。

3.根据权利要求1所述的测定仪，其特征在于，所述脱气管在注水阀的下方设有上下排列且相通的第一腔室、第二腔室和第三腔室，三个腔室自上而下直径和体积逐渐增大，v1标在第一腔室与第二腔室之间，v2标在第二腔室与第三腔室之间，v3标在第三腔室的底部。

4.根据权利要求1所述的测定仪，其特征在于，所述调节软管的膨大端呈球形。

5.根据权利要求4所述的测定仪，其特征在于，膨大端内的水银的体积在脱气管内水银液位对齐v3刻度时不多于膨大端容积的一半。

6.根据权利要求1所述的测定仪，其特征在于，所述振动机构包括电机和由电机驱动的振动模块，所述振动模块与所述脱气管的外壁连接。

7.根据权利要求6所述的测定仪，其特征在于，振动模块的振动频率为2—5hz，振动幅度为1—2cm。

8.一种基于真空脱气法的水样空气含量测定方法，其特征在于，利用权利要求1-7中任一项所述的测定仪来测定水样的空气含量，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的测定方法，其特征在于，将待测水样更换为静置于空气中24小时以上的饱和水，重复（s1）~(s8）步骤，得到当前温度下的饱和含气量，计算获得相对空气含量。