本发明涉及气体的脱出与收集设备制造技术领域，尤其涉及一种用于海底表层半流动状沉积物或海底浑浊水中溶解性气体的自动连续脱出和收集装置。
背景技术：
随着我国经济实力和科学技术的不断发展，正在积极发展海底矿产资源(如水合物、石油和天然气等)调查以及海洋环境调查等。海洋底部表层的沉积物样品往往呈现半流动状。当海底存在天然气、水合物和石油等矿藏时，或者水体环境受到污染时，海底的水合物、油气矿藏和富营养的沉积物中会有甲烷、硫化氢等气体渗出，渗出的气体在高压低温物理条件下，会溶解在海底表层半流动状的沉积物或海底浑浊水中。这些溶解性气体的种类、组分、含量可以为海洋天然气水合物调查、海洋湖泊环境调查以及海洋油气资源探查提供快速、高效的地球化学证据，具有十分重要的意义。所以，海底表层沉积物中溶解性气体的脱出和收集是后续海洋调查研究的基础，对于海洋调查研究非常重要。但由于海底表层沉积物颗粒较细，比较粘稠，且吸附性较强，溶解于其中的溶解性气体很难脱出，目前尚无有效的手段可以实现从粘稠、半流动状的海底表层沉积物或海底浑浊水中溶解性气体的自动连续脱出和收集。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自动化程度高的用于将溶解于海底表层沉积物或海底浑浊水中溶解性气体连续脱出和收集的装置。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
溶解性气体的连续脱出和收集装置，包括：中空的筒体；设置于所述筒体内的样品舱，所述样品舱为封闭腔体；设置于所述筒体内的活塞部，所述活塞部可沿所述筒体的轴线往复移动，所述活塞部的外径与所述筒体的内径相适应；设置于所述筒体外的采气袋，所述采气袋与一采气管道相连；设置于所述样品舱侧壁上的气体脱出单向阀和气体收集单向阀；所述气体脱出单向阀，用于当活塞部往远离所述样品舱的方向运动时，将样品舱内的气体输送至活塞部与样品舱之间的空间内，所述气体收集单向阀，用于当活塞部往靠近所述样品舱的方向运动时，将位于活塞部与样品舱之间的空间内的气体通过采气管道输送至采气袋内；
设置于所述样品舱内的超声波发生器。
可选的，所述活塞部采用电机或气缸或液压缸驱动。
可选的，所述超声波发生器设置于所述样品舱的底部。
可选的，所述采气管道上设置有气体流量计。
可选的，所述样品舱位于所述筒体的底部，所述活塞部设置于所述样品舱的上方。
可选的，所述气体脱出单向阀和气体收集单向阀设置于所述样品舱的顶壁上。
可选的，所述样品舱为由设置于所述筒体内的分隔板在筒体内分隔出的封闭空间。
可选的，所述筒体至少有一端部为封闭端。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明利用封闭的样品舱放置溶解有气体的沉积物，采用活塞部的往复运动形成真空负压环境，使样品舱内的沉积物在真空和超声波震荡的条件下，将溶解性气体从半流动状态的沉积物中脱离出来，收集到采气袋中，实现海底表层沉积物样品中溶解气的脱出和收集，并可进一步的通过设置气体流量计测定收集的气体的体积，从而计算出单位体积的沉积物样品中溶解性气体的体积。本发明具有结构简单、操作简便、自动化程度高的特点。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述。
如图1所示，本实施例的溶解性气体的连续脱出和收集装置包括中空筒体1、样品舱2、活塞部3、气体脱出单向阀4、气体收集单向阀5、采气袋6、气体流量计7及超声波发生器8。筒体1至少有一端部是封闭的。
样品舱2设置于筒体1内，样品舱2为密闭的真空腔体。活塞部3设置于筒体1内、样品舱2的上方，活塞部3的外径和筒体1的内径相适应。本发明所述的活塞部的外径和筒体的内径分别是指活塞部的外部尺寸和筒体的内部尺寸，当筒体1为圆筒时，活塞部3也相应为圆形，活塞部的外径就是指圆形的外径，筒体的内径就是指圆筒的内径，当筒体为方形筒或其他多边形筒时，活塞部也相应为方形或其他多边形，活塞部的外径就是指方形或其他多边形的外部尺寸，筒体的内径就是指方形筒或其他多边形通的内部尺寸，即活塞部3的形状和大小与筒体1内部的形状和大小相同。活塞部3可沿筒体1的轴线方向上下往复移动，活塞部3可采用电机或气缸或液压缸驱动。
气体脱出单向阀4和气体收集单向阀5设置于样品舱2的顶壁上，其中，气体脱出单向阀4设置于连通样品舱2和筒体1内样品舱2顶壁与活塞部3之间空间的通道内，气体收集单向阀5设置于连通筒体1内样品舱2顶壁与活塞部3之间空间与采气管道9的通道内，采气管道9的另一端接采气袋6。气体流量计7设置于采气管道9上，可以对流经采气管道9进入采气袋6的气体的流量进行统计。样品舱2的顶壁实际为设置于筒体1内的分隔板，分隔板在筒体1内分隔出一个封闭空间作为样品舱，将样品舱和筒体内其余空间进行隔离。
在样品舱2内设置有超声波发生器8，本实施例的超声波发生器8设置于样品舱2的底部，亦即筒体1的底部。气体脱出单向阀4用于控制气体只能从样品舱2内向样品舱2与活塞部3之间的空间流出，气体收集单向阀5用于控制气体只能从样品舱2与活塞部3之间的空间向采气管道9内流出。
下面对本发明的气体脱出收集装置的工作原理进行说明：
将半流动状沉积物充满样品舱2，使活塞部3移动至样品舱2的顶壁，活塞部3的底面紧贴设置于样品舱2顶壁的气体脱出单向阀4和气体收集单向阀5，同时将采气袋6抽真空；
工作时，首先启动超声波发生器8，然后驱动活塞部3向上运动，在活塞部3从样品舱2顶壁向上移动的过程中，在筒体1内活塞部3下方与样品舱2顶壁之间的空间内会形成一个负压的环境，此时打开气体脱出单向阀4，气体收集单向阀5处于关闭状态，在负压和超声波的作用下，样品舱2内的半流动状沉积物中的溶解性气体就会脱出，经气体脱出单向阀4扩散至活塞部3下方的空间内；
当活塞部3移动到顶时，在活塞部3向下移动的过程中，关闭气体脱出单向阀4，打开气体收集单向阀5，活塞部3会将从样品舱2内脱出的气体经气体收集单向阀5和采气管道9挤压到采气袋6中，设置于采气管道9上的气体流量计7可以对脱出的气体体积进行记录；
当活塞部3向下移动到底时，活塞部3再次开始向上移动，重复前述步骤，开始下一个脱气和收集的过程；当气体流量计7的读数不再增加时，即可认为样品舱2中沉积物内的溶解性气体全部脱出。
前述实施例是以筒体沿竖直方向设置，活塞部位于样品舱的上方，在样品仓上方上下往复移动，但筒体也可以沿水平方向设置，当筒体水平放置时，活塞部可位于样品舱的左侧或右侧，并沿水平方向左右往复移动。
本发明装置利用活塞部的往复运动可以实现样品舱中沉积物内溶解性气体的连续脱出和收集工作，自动化程度高，为后续溶解气的成分分析研究提供基础，可应用于海洋科学考察、海洋水体环境调查、海洋油气调查与开采等领域中样品采集，具有广阔的应用前景。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。