專利名稱：海水中鹽度的自動(dòng)測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海水鹽度測量領(lǐng)域，涉及一種海水中鹽度的自動(dòng)測定方法。
背景技術(shù)：
鹽度是海水中含鹽量的一個(gè)標(biāo)度。海水含鹽量是海水的重要特性，它與溫度和壓力三者，都是研究海水的物理過程和化學(xué)過程的基本參數(shù)。海洋中發(fā)生的許多現(xiàn)象和過程，海洋生物的繁衍生長都與海水鹽度的分布和變化有關(guān)，因此海洋中鹽度的分布及其變化規(guī)律的研究，在海洋科學(xué)中占有重要的地位。關(guān)于海水鹽度的測定，現(xiàn)有方法包括化學(xué)分析法和物理測量法。適于海水的化學(xué)分析法主要有Mohr-Kundsen法和法揚(yáng)司法，它們均需要使用化學(xué)試劑進(jìn)行滴定，所述化學(xué)試劑對(duì)環(huán)境污染造成一定影響。海水鹽度測定的物理方法主要有比重法、折射法、電導(dǎo)法三種。比重法是海洋學(xué)中測量海水鹽度的一種方法。比重是一個(gè)大氣壓下,單位體積海水的重量與同溫度同體積蒸餾水的重量之比。由于海水比重和海水密度密切相關(guān)，而海水密度又取決于溫度和鹽度，所以比重法的實(shí)質(zhì)是，從比重求密度，再根據(jù)密度、溫度推求鹽度。折射率法是通過測量水質(zhì)的折射率來確定鹽度。這兩種測量鹽度的方法存在精度不高、操作復(fù)雜、不利于儀器配套等問題，盡管還在某種場合下使用，但逐漸被電導(dǎo)法所代替。電導(dǎo)法是利用不同鹽度的海水具有不同導(dǎo)電特性來測定海水鹽度，所用儀器有感應(yīng)式鹽度計(jì)和電極式鹽度計(jì)。感應(yīng)式鹽度計(jì)以電磁感應(yīng)為原理，可在現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室測量，然而，由于感應(yīng)式鹽度計(jì)需要的樣品量很大，靈敏度不如電極式鹽度計(jì)高，并需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償，操作較繁瑣，因而導(dǎo)致鹽度計(jì)轉(zhuǎn)向電極式鹽度計(jì)發(fā)展(電導(dǎo)法測鹽度最先使用的儀器是電極式鹽度計(jì))，但電極式鹽度計(jì)的測量電極直接接觸海水，容易出現(xiàn)極化和受海水的腐蝕、污染，使性能減退，影響測試精度和降低使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種海水中鹽度的自動(dòng)測定方法，此種方法不僅可簡化測定操作、提高測定速度，便于在線檢測，而且不需要化學(xué)試劑。本發(fā)明所述海水中鹽度的自動(dòng)測定方法，是基于折光系數(shù)效應(yīng)原理。采用流動(dòng)注射分光光度法進(jìn)行分析時(shí)，含不同鹽度的液體進(jìn)入流通池后，分光光度計(jì)的入射光束在通過該折射界面層后發(fā)生情況不同的折射，使出射光束的強(qiáng)度發(fā)生變化，從而使吸光度發(fā)生變化，在記錄儀上觀察到不同的峰值變化(見圖3)，這就是所述折光系數(shù)效應(yīng)。本發(fā)明利用流動(dòng)注射分光光度法產(chǎn)生的折光系數(shù)效應(yīng)來測定海水的鹽度，測定時(shí)，載流(推動(dòng)液)為去離子水,試樣為鹽度不同的海水,試驗(yàn)表明，海水試樣的鹽度越高,折光系數(shù)效應(yīng)越明顯，出現(xiàn)的水峰(折射峰)峰值越大，而且海水試樣的水峰峰值與其鹽度成正比。本發(fā)明所述海水中鹽度的自動(dòng)測定方法，所用測定儀器主要由低壓泵、進(jìn)樣閥、進(jìn)樣環(huán)、光學(xué)流通池、光學(xué)檢測器和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)組成，操作步驟如下①將測定儀器設(shè)置在進(jìn)樣狀態(tài)，在低壓泵的作用下推動(dòng)液C經(jīng)推動(dòng)液流路、進(jìn)樣閥及連接進(jìn)樣閥與光學(xué)流通池的管件進(jìn)入光學(xué)流通池，經(jīng)光學(xué)檢測器將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)處理得到基線，在基線測繪的同時(shí)，試樣Si經(jīng)樣品流路和進(jìn)樣閥進(jìn)入進(jìn)樣環(huán)并將進(jìn)樣環(huán)充滿；②將測定儀器轉(zhuǎn)換至分析狀態(tài)，進(jìn)樣環(huán)中的試樣SI在推動(dòng)液C的推動(dòng)下經(jīng)進(jìn)樣閥及連接進(jìn)樣閥與光學(xué)流通池的管件進(jìn)入光學(xué)流通池，經(jīng)光學(xué)檢測器將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)處理，得到試樣譜圖；③使用一系列鹽度已知的標(biāo)樣S2代替試樣，重復(fù)上述步驟①和②，得到一系列標(biāo)樣譜圖，以標(biāo)樣的鹽度為橫坐標(biāo)、以標(biāo)樣譜圖的峰高為縱坐標(biāo)繪制工作曲線；④將所繪制的試樣譜圖與標(biāo)樣譜圖比較，通過標(biāo)樣工作曲線的回歸方程計(jì)算出試樣中的鹽度；所述推動(dòng)液為去離子水。本發(fā)明所述所述海水中鹽度的自動(dòng)測定方法，光學(xué)流通池的光程為IOmm 50mm，檢測波長為390nm 880nm。本發(fā)明所述所述海水中鹽度的自動(dòng)測定方法，進(jìn)樣時(shí)間優(yōu)選40S 80S，分析時(shí)間優(yōu)選60S 180S。本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明為海水的鹽度測定提供了一種新方法，使用本發(fā)明所述方法測定海水的鹽度，不僅具有良好的精密度(譜圖峰高的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為O. 62%)，而且在檢測范圍2 31%。內(nèi)所獲得的工作曲線呈現(xiàn)出良好的線性。2、本發(fā)明所述方法采用流動(dòng)注射分析與分光光度檢測相結(jié)合的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢測，與手工檢測操作相比，可減小平行樣之間的誤差，保證測試的靈敏度和準(zhǔn)確性，并提高測定速度。3、本發(fā)明所述方法利用折光系數(shù)效應(yīng)原理進(jìn)行測定，不需要溫度補(bǔ)償和化學(xué)試齊U，不僅簡化了操作，而且可避免化學(xué)試劑帶來的環(huán)境污染和使用化學(xué)試劑產(chǎn)生的費(fèi)用支出。4、使用本方法及其配套分析儀器，便于對(duì)海水中的鹽度進(jìn)行在線自動(dòng)檢測。
圖1是本發(fā)明所提供的海水中鹽度的自動(dòng)測定方法的工藝流程圖，也是配套的測定儀器的結(jié)構(gòu)示意圖，測定儀器處于進(jìn)樣狀態(tài)。圖2是本發(fā)明所提供的海水中鹽度的自動(dòng)測定方法的工藝流程圖，也是配套的測定儀器的結(jié)構(gòu)示意圖，測定儀器處于分析狀態(tài)。圖3是分光光度計(jì)的入射光束在通過折射界面層后發(fā)生折射從而使出射光束的強(qiáng)度發(fā)生變化所生成的譜峰示意圖；圖4是用本發(fā)明所述方法測定海水鹽度的精密度譜圖；圖5是用本發(fā)明所述方法測定海水標(biāo)樣鹽度的譜圖；圖6是根據(jù)圖5所述譜圖繪制的海水標(biāo)樣工作曲線。圖中，I一低壓栗、2—進(jìn)樣閥、3—進(jìn)樣環(huán)、4一光學(xué)流通池、5—光學(xué)檢測器、6—計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)、SI一試樣、S2一標(biāo)樣、C一推動(dòng)液。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述海水中鹽度的自動(dòng)測定方法作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1本實(shí)施例對(duì)海水標(biāo)樣進(jìn)行測試，以考察本發(fā)明所述方法的精密度。其步驟如下1、標(biāo)樣的配制(I)用已知鹽度為35%。的海水為母液。(2)將母液用去離子水稀釋，配制成鹽度為20. 60%。海水標(biāo)樣。2、推動(dòng)液C使用去離子水。3、標(biāo)樣譜圖的測試?yán)L制采用圖1所示工藝流程設(shè)計(jì)的自動(dòng)測定儀器進(jìn)行測試，所述測定儀器主要由低壓泵1、進(jìn)樣閥2、進(jìn)樣環(huán)3、光學(xué)流通池4、光學(xué)檢測器5和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)6組成，所述低壓泵I為雙通道恒流泵，泵流量O. 4 1. Oml/min,工作壓力2 3X105Pa。低壓泵I的兩個(gè)進(jìn)液口分別與推動(dòng)液流路、樣品流路連接，低壓泵I的兩個(gè)出液口分別與進(jìn)樣閥的不同接口連接。光學(xué)流通池3的光程為28mm，檢測波長為390nm。所述計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)6為安裝了處理軟件(HW-2000色譜工作站，上海千譜軟件有限公司)的普通計(jì)算機(jī)。測定時(shí)，進(jìn)樣時(shí)間為60S，分析時(shí)間為90S。①基線測繪。將測定儀器設(shè)置在進(jìn)樣狀態(tài)，測定儀器的流路如圖1所示。在低壓泵的作用下推動(dòng)液C經(jīng)推動(dòng)液流路、進(jìn)樣閥2及連接進(jìn)樣閥與光學(xué)流通池的管件進(jìn)入光學(xué)流通池4，經(jīng)光學(xué)檢測器5將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)6處理，即在計(jì)算機(jī)顯示屏上繪制出一條基線；在基線測繪的同時(shí)，標(biāo)樣S2經(jīng)樣品流路和進(jìn)樣閥2進(jìn)入進(jìn)樣環(huán)3并將進(jìn)樣環(huán)充滿；②標(biāo)樣譜圖測繪?；€測試完成后，將測定儀器轉(zhuǎn)換至分析狀態(tài)，測定儀器的流路如圖2所示。在低壓泵I的作用下，進(jìn)樣環(huán)中的標(biāo)樣S2由推動(dòng)液C推動(dòng)經(jīng)進(jìn)樣閥2及連接進(jìn)樣閥與光學(xué)流通池的管件進(jìn)入光學(xué)流通池4，經(jīng)光學(xué)檢測器5將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)6處理，即在計(jì)算機(jī)顯示屏上繪出被測標(biāo)樣的鹽度譜圖，如圖4所示。從圖4可以看出，譜圖峰高的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為O. 62%，說明本發(fā)明所述方法具有良好的精密度。實(shí)施例2本實(shí)施例中，被測試樣為海水，經(jīng)濾紙過濾后進(jìn)行檢測。其檢測步驟如下1、標(biāo)樣的配制(I)用已知鹽度為35%。的海水為母液；(2)將母液用去離子水稀釋，配制成一系列標(biāo)樣，各標(biāo)樣中鹽度分別為2%。、4%。、IO %o >19 %o >31 %o ；2、推動(dòng)液C使用去離子水。3、試樣譜圖的測試?yán)L制采用圖1所示工藝流程設(shè)計(jì)的自動(dòng)測試儀進(jìn)行測試，儀器中光學(xué)流通池4的光程為50mm,檢測波長為880nm,其它部件或構(gòu)件與實(shí)施例1相同。測定時(shí)，進(jìn)樣時(shí)間和分析時(shí)間與實(shí)施例1相同。①基線測繪。將測定儀器設(shè)置在進(jìn)樣狀態(tài)，測定儀器的流路如圖1所示。在低壓泵的作用下推動(dòng)液C經(jīng)推動(dòng)液流路、進(jìn)樣閥2及連接進(jìn)樣閥與光學(xué)流通池的管件進(jìn)入光學(xué)流通池4，經(jīng)光學(xué)檢測器5將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)6處理，即在計(jì)算機(jī)顯示屏上繪制出一條基線；在基線測繪的同時(shí)，試樣SI經(jīng)樣品流路和進(jìn)樣閥2進(jìn)入進(jìn)樣環(huán)3并將進(jìn)樣環(huán)充滿；②試樣譜圖測繪?；€測試完成后，將測定儀器轉(zhuǎn)換至分析狀態(tài)，測定儀器的流路如圖2所示。在低壓泵I的作用下，進(jìn)樣環(huán)中的試樣SI由推動(dòng)液C的推動(dòng)經(jīng)進(jìn)樣閥2及連接進(jìn)樣閥與光學(xué)流通池的管件進(jìn)入光學(xué)流通池4，經(jīng)光學(xué)檢測器5將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)6處理，即在計(jì)算機(jī)顯示屏上繪出被測試樣的鹽度譜圖。4、標(biāo)樣譜圖的測試?yán)L制測試?yán)L制標(biāo)樣譜圖所用的儀器、推動(dòng)液C與測試?yán)L制試樣譜圖所用的儀器、推動(dòng)液C相同，進(jìn)樣時(shí)間、分析時(shí)間和測試方法也相同。將所配制標(biāo)樣S2由低鹽度到高鹽度依次進(jìn)行測試，即得一系列標(biāo)樣譜圖，如圖5所示。以標(biāo)樣的鹽度(％。)為橫坐標(biāo)、以標(biāo)樣譜圖的峰高(mV)為縱坐標(biāo)繪制工作曲線，鹽度在2%。 31%。的工作曲線如圖6所示。圖6所示工作曲線的回歸方程為H=7. 2205C-4. 091(式中，H為峰高，單位mV ;C為鹽度，單位％。)，回歸方程相關(guān)性系數(shù)R2為O. 9992 ;圖6表明，鹽度在2%。 31%。范圍內(nèi)峰高與鹽度具有良好的線性關(guān)系。5、試樣測試結(jié)果計(jì)算將所繪制的試樣譜圖與標(biāo)樣譜圖比較，通過所述標(biāo)樣工作曲線的回歸方程則可計(jì)算出試樣中的鹽度，測量結(jié)果見下表。為了說明本發(fā)明所述方法的測量效果，本實(shí)施例采用儀器法對(duì)相同的海水試樣進(jìn)行了鹽度測試予以比較，所述儀器法采用PAL-06S迷你數(shù)顯型手持式海水鹽度計(jì)〔購自廣州市愛拓科學(xué)儀器有限公司(日本Atago中國公司))〕測定，步驟如下(I)清洗用蒸餾水清洗鹽度計(jì)的棱鏡，并用鏡頭紙擦干。(2)清零滴約O. 3mL蒸餾水于清洗過的棱鏡表面(注意水滴半徑約小于棱鏡面2mm)，按“start”后當(dāng)屏幕閃三下出現(xiàn)測定值，若顯示為O. 0%則清零完成，若不是，則按“zero”，屏幕閃三下后出現(xiàn)“000”則清零完成，若顯示為“AAA”則需要滴加蒸餾水于棱鏡表面后，再按“ zero ”，出現(xiàn)“000 ”則清零完成。(3)測定將棱鏡面的水擦干，滴加約O. 3mL被測海水于清洗過的棱鏡表面(注意水滴半徑約小于棱鏡面2_)，按“start”后當(dāng)屏幕閃三下出現(xiàn)測定值。(4)清洗測定完成后，按住“start”約2秒關(guān)閉顯示屏，擦干被測海水樣品，再滴加蒸餾水于棱鏡面清洗棱鏡后擦干。測量結(jié)果見下表。
權(quán)利要求
1.一種海水中鹽度的自動(dòng)測定方法，其特征在于所用測定儀器主要由低壓泵(I)、進(jìn)樣閥(2)、進(jìn)樣環(huán)(3)、光學(xué)流通池(4)、光學(xué)檢測器(5)和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)(6)組成，操作步驟如下 ①將測定儀器設(shè)置在進(jìn)樣狀態(tài)，在低壓泵的作用下推動(dòng)液(C)經(jīng)推動(dòng)液流路、進(jìn)樣閥(2 )及連接進(jìn)樣閥與光學(xué)流通池的管件進(jìn)入光學(xué)流通池(4 )，經(jīng)光學(xué)檢測器(5 )將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)(6)處理得到基線，在基線測繪的同時(shí)，試樣(SI)經(jīng)樣品流路和進(jìn)樣閥(2 )進(jìn)入進(jìn)樣環(huán)(3 )并將進(jìn)樣環(huán)充滿； ②將測定儀器轉(zhuǎn)換至分析狀態(tài)，進(jìn)樣環(huán)中的試樣(SI)在推動(dòng)液(C)的推動(dòng)下經(jīng)進(jìn)樣閥(2 )及連接進(jìn)樣閥與光學(xué)流通池的管件進(jìn)入光學(xué)流通池(4 )，經(jīng)光學(xué)檢測器(5 )將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)(6)處理，得到試樣譜圖； ③使用一系列鹽度已知的標(biāo)樣(S2)代替試樣，重復(fù)上述步驟①和②，得到一系列標(biāo)樣譜圖，以標(biāo)樣的鹽度為橫坐標(biāo)、以標(biāo)樣譜圖的峰高為縱坐標(biāo)繪制工作曲線； ④將所繪制的試樣譜圖與標(biāo)樣譜圖比較，通過標(biāo)樣工作曲線的回歸方程計(jì)算出試樣中的鹽度； 所述推動(dòng)液(C)為去離子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述海水中鹽度的自動(dòng)測定方法，其特征在于光學(xué)流通池的光程為10mm 50mm,檢測波長為390nm 880nm。
全文摘要
一種海水中鹽度的自動(dòng)測定方法，所用測定儀器包括進(jìn)樣閥、光學(xué)流通池、光學(xué)檢測器，操作步驟①將測定儀器設(shè)置在進(jìn)樣狀態(tài)，推動(dòng)液C進(jìn)入光學(xué)流通池，經(jīng)光學(xué)檢測器將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)處理得到基線，在基線測繪的同時(shí)，試樣S1經(jīng)樣品流路和進(jìn)樣閥進(jìn)入進(jìn)樣環(huán)并將進(jìn)樣環(huán)充滿；②將測定儀器轉(zhuǎn)換至分析狀態(tài)，進(jìn)樣環(huán)中的試樣S1在推動(dòng)液C的推動(dòng)下經(jīng)進(jìn)樣閥及連接進(jìn)樣閥與光學(xué)流通池的管件進(jìn)入光學(xué)流通池，經(jīng)光學(xué)檢測器將信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)處理，得到試樣譜圖；③使用一系列鹽度已知的標(biāo)樣S2代替試樣，重復(fù)上述步驟①和②，得到一系列標(biāo)樣譜圖；④將所繪制的試樣譜圖與標(biāo)樣譜圖比較，通過標(biāo)樣工作曲線的回歸方程計(jì)算出試樣中的鹽度。
文檔編號(hào)G01N21/31GK103063594SQ20131000639
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者張新申, 楊東靜, 蔣小萍 申請(qǐng)人:四川大學(xué)