一种海水总溶解无机碳测试环境控制装置及其控制方法与流程

本发明涉及海洋化学分析检测，尤其是涉及一种海水总溶解无机碳测试环境控制装置及其控制方法。

背景技术：

1、总溶解无机碳是海水碳酸盐化学体系的核心参数，其精准测定是开展海洋碳循环机理研究、评估海洋二氧化碳吸收能力、监测海洋酸化进程的重要基础支撑，对海洋环境监测与海洋科学研究具有关键意义。

2、在现阶段实验室海水样品的常规测试流程中，待测水样在进样环节极易与环境空气直接接触，大气中的二氧化碳会快速溶入水样，改变样品原有的无机碳组分平衡，最终引发检测结果系统性偏高、平行样品重现性差、检测系统误差偏大等问题，严重制约了测试数据的准确性与可靠性。

3、现有技术中，部分方案采用高纯惰性气体吹扫的方式构建低二氧化碳测试环境，但该类方案需外接惰性气源与配套供气设备，设备成本与运行成本较高，操作流程繁琐，难以适配常规实验室批量样品的日常检测需求。因此，开发一种结构简单、操作便捷、可高效构建稳定无二氧化碳环境的海水总溶解无机碳测试环境控制装置，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种海水总溶解无机碳测试环境控制装置及控制方法，通过闭环气体循环结合化学吸附的方式构建稳定的无二氧化碳测试腔体，配合穿刺式密封进样结构，全程隔绝环境二氧化碳的干扰，提升海水总溶解无机碳测试结果的准确性与重现性；同时装置结构简单、运行成本低、操作便捷，可适配常规实验室的批量检测场景。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种海水总溶解无机碳测试环境控制装置，包括测试箱、气体循环单元、二氧化碳过滤单元、二氧化碳传感器以及密封进样组件；

3、所述测试箱为带开合箱盖的密封腔体，用于容纳待测海水样品，所述二氧化碳传感器设置于测试箱内部；

4、所述气体循环单元包括气泵、箱体出气管、箱体进气管和气体阀门，所述箱体出气管连通测试箱的出气口与气泵的进气口，所述箱体进气管连通测试箱的进气口与二氧化碳过滤单元的出气口，所述气体阀门串接于箱体进气管路中，用于控制气路的通断；

5、所述二氧化碳过滤单元为密闭容器，所述二氧化碳过滤单元的进气口通过泵出气管与气泵的出气口连通；

6、所述密封进样组件包括开设于箱盖顶部的进样通孔、覆盖于箱盖外表面的箱盖封口膜，以及用于密封待测样品瓶口的样品封口膜；所述进样通孔的内径与总无机碳分析仪进样管的外径相适配，所述箱盖封口膜完全覆盖所述进样通孔。

7、优选的，所述测试箱的箱盖与箱体的接合面设置有密封胶条，箱盖与箱体通过多个卡扣锁紧固定。

8、优选的，所述测试箱的进气口与出气口呈上下对角分布，所述测试箱设置有多组出气口。

9、优选的，所述二氧化碳过滤单元内部填充满钙石灰或钠石灰吸附剂。

10、优选的，所述二氧化碳传感器粘贴固定于测试箱的内侧壁。

11、优选的，所述箱盖封口膜为能够穿刺的密封薄膜，单次样品测试完成后进行更换。

12、本发明还公开了一种海水总溶解无机碳测试环境控制方法，包括以下步骤：

13、s1.装样密封：将待测海水样品的瓶口用样品封口膜包裹密封后放入测试箱内部，扣合箱盖并锁紧卡扣，完成测试箱整体密封；

14、s2.循环除碳：开启气泵与气体阀门，驱动测试箱内的气体沿闭环气路循环流动，气体流经二氧化碳过滤单元时，其中的二氧化碳被内部的钙石灰或钠石灰吸附去除；

15、s3.除碳终止判定：通过二氧化碳传感器实时监测箱内二氧化碳浓度，当检测到箱内二氧化碳浓度为零时，展开样品测试；

16、s4.穿刺进样测试：将总无机碳分析仪的进样管对准箱盖的进样通孔，向下依次穿刺箱盖封口膜与样品封口膜，伸入待测水样中吸取样品并开展测试；

17、s5.测试后复位：测试完成后抽出进样管，更换箱盖表面的箱盖封口膜，完成单次测试流程。

18、优选的，步骤s2中，气体从测试箱上部的进气口送入箱体，从下部对角分布的多组出气口抽出，在箱内形成对流以实现气体完全置换。

19、优选的，步骤s3中，以二氧化碳传感器的实时检测数值作为除碳完成的判定依据，确保每次测试前箱内二氧化碳浓度一致。

20、因此，本发明采用上述一种海水总溶解无机碳测试环境控制装置及其控制方法，具有以下技术效果：

21、（1）本发明通过闭环循环除碳在箱体内构建无二氧化碳环境，配合箱盖封口膜、样品封口膜的双层穿刺进样设计，测试全程无需开启箱盖，彻底避免外界二氧化碳渗入样品，有效保障实验室样品检测、标准物质校准比对、重复验证试验中测试结果的精确性与稳定性。

22、（2）本发明采用上下对角分布的气路设计与多组出气口配置，气体在箱内形成充分对流，避免气流死角，快速实现箱内气体整体置换，大幅提升除碳效率与腔体内部环境的均一性。

23、（3）本发明采用内部空气循环与化学吸附相结合的除碳方案，无需外接高纯惰性气源及配套供气设备，装置整体结构简单，核心耗材钙/钠石灰与封口膜成本低廉且更换方便，适配常规实验室的批量样品检测需求，易于推广应用。

24、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

1.一种海水总溶解无机碳测试环境控制装置，其特征在于：包括测试箱、气体循环单元、二氧化碳过滤单元、二氧化碳传感器以及密封进样组件；

2.根据权利要求1所述的一种海水总溶解无机碳测试环境控制装置，其特征在于：所述测试箱的箱盖与箱体的接合面设置有密封胶条，箱盖与箱体通过多个卡扣锁紧固定。

3.根据权利要求1所述的一种海水总溶解无机碳测试环境控制装置，其特征在于：所述测试箱的进气口与出气口呈上下对角分布，所述测试箱设置有多组出气口。

4.根据权利要求1所述的一种海水总溶解无机碳测试环境控制装置，其特征在于：所述二氧化碳过滤单元内部填充满钙石灰或钠石灰吸附剂。

5.根据权利要求1所述的一种海水总溶解无机碳测试环境控制装置，其特征在于：所述二氧化碳传感器粘贴固定于测试箱的内侧壁。

6.根据权利要求1所述的一种海水总溶解无机碳测试环境控制装置，其特征在于：所述箱盖封口膜为能够穿刺的密封薄膜。

7.一种海水总溶解无机碳测试环境控制方法，基于权利要求1至6任一项所述的装置，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种海水总溶解无机碳测试环境控制方法，其特征在于：步骤s2中，气体从测试箱上部的进气口送入箱体，从下部对角分布的多组出气口抽出，在箱内形成对流以实现气体完全置换。

9.根据权利要求7所述的一种海水总溶解无机碳测试环境控制方法，其特征在于：步骤s3中，以二氧化碳传感器的实时检测数值作为除碳完成的判定依据，确保每次测试前箱内二氧化碳浓度一致。