[發(fā)明專利]適合于寬環(huán)境溫度范圍的非分散紅外光譜測定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710045770.8
• 申請日: 2007-09-11
• 公開（公告）號: CN101118215A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 畢東杰;陸永鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 上海神開石油化工裝備股份有限公司;上海神開石油科技有限公司
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01N21/61;E21B49/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適合于寬環(huán)境溫度范圍的非分散紅外光譜測定方法及裝置，尤其涉及一種石油鉆井過程中氣態(tài)烴組份在寬環(huán)境溫度范圍內(nèi)的非分散紅外光譜測定方法及裝置，屬于氣態(tài)烴組份測量方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前市場上原非分散紅外光譜測定儀如圖1所示，由數(shù)字信號處理模塊1、吸收池2、紅外光源5、多元熱電堆紅外檢測器6、模擬信號放大調(diào)理模塊7和信號輸出模塊8組成，具體實現(xiàn)流程基本分為二路：第一路是樣品氣路，被檢測樣品氣體由進氣口3進入，經(jīng)過吸收池2后，通過出氣口4排出；第二路為信號采集處理路，先由數(shù)字信號處理模塊1對紅外光源5進行電調(diào)制，被調(diào)制后的紅外光源5發(fā)出頻率為2HZ的紅外光，紅外光穿過吸收池2被部分吸收后到達多元熱電堆紅外檢測器6，多元熱電堆紅外檢測器6的微電壓信號輸出給模擬信號放大調(diào)理模塊7，再由模擬信號放大調(diào)理模塊7傳遞給數(shù)字信號處理模塊1進行采集和運算，最后經(jīng)過信號輸出模塊8輸出給外部設(shè)備。

這樣的非分散紅外光譜測定裝置僅能工作在0到+50℃的環(huán)境溫度條件下，這顯然只能符合實驗室工作的要求，而不能在一些條件較為惡劣的野外現(xiàn)場使用。這使得非分散紅外光譜測定這一方法在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場、油(氣)田勘探等實際運用中大受限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能適合于-40℃到+70℃寬環(huán)境溫度范圍工作的非分散紅外光譜測定方法及裝置。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種非分散紅外光譜測定裝置，包括數(shù)字信號處理模塊、吸收池、紅外光源、模擬信號放大調(diào)理模塊和信號輸出模塊，在吸收池兩端設(shè)有進氣口和出氣口，數(shù)字信號處理模塊與紅外光源連接，模擬信號放大調(diào)理模塊通過數(shù)字信號處理模塊和信號輸出模塊連接，其特征在于，在吸收池上設(shè)有溫度傳感器，多元熱電堆紅外檢測器與模擬信號放大調(diào)理模塊連接，在吸收池設(shè)有加熱裝置，溫度傳感器和加熱裝置分別與恒溫控制模塊連接。

所述的加熱裝置為加熱棒、加熱絲、加熱帶或加熱膜。

適合于寬環(huán)境溫度范圍的非分散紅外光譜測定方法，其特征在于，采用非分散紅外光譜測定裝置進行氣態(tài)烴紅外吸收組份的含量測定，其方法為：

第一步.將樣品氣進管連接到非分散紅外光譜測定裝置的進氣口，再將樣品氣出管連接到非分散紅外光譜測定裝置的出氣口；

第二步.將DC24V電源連接到非分散紅外光譜測定裝置的電源接入端；

第三步.將RS232或4-20mA信號輸出線連接到非分散紅外光譜測定裝置的信號輸出接口；

第四步.打開DC24V電源，通電30分鐘后，進行采樣和測量；

第五步.采樣和測量分為二路：第一路是樣品氣路，被檢測樣品氣體由進氣口進入，經(jīng)過吸收池后，通過出氣口排出；第二路為信號采集處理路，先由數(shù)字信號處理模塊對紅外光源進行電調(diào)制，被調(diào)制后的紅外光源發(fā)出頻率為2HZ的紅外光，紅外光穿過吸收池被部分吸收后到達多元熱電堆紅外檢測器，多元熱電堆紅外檢測器的微電壓信號輸出給模擬信號放大調(diào)理模塊，再由模擬信號放大調(diào)理模塊傳遞給數(shù)字信號處理模塊進行采集和運算，最后經(jīng)過信號輸出模塊轉(zhuǎn)換后通過輸出接口傳給外部設(shè)備。

本發(fā)明所用的非分散紅外光譜測定裝置增加了恒溫控制路，吸收池的溫度值經(jīng)過溫度傳感器傳遞給恒溫控制模塊，恒溫控制模塊對加熱裝置給出控制信號，從而實現(xiàn)對吸收池進行60℃到80℃范圍內(nèi)的恒溫控制；信號采集處理采用耐高溫的多元熱電堆紅外檢測器，工作環(huán)境溫度可達到100℃，前者的吸收池定點恒溫控制方式(可使多元熱電堆紅外檢測器不再受溫漂影響)保證了-40℃到+70℃的環(huán)境溫度下，紅外輸出信號的精確性、穩(wěn)定性和可靠性，同時吸收池的高溫還很好的克服了樣品氣濕度的影響。而后者的選用耐高溫的多元熱電堆紅外檢測器則是本發(fā)明方法實現(xiàn)的前提。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

(1)可在-40℃到+70℃的寬溫環(huán)境下工作；

(2)測量精度不受被測氣體高濕度的影響；

(3)可進行氣態(tài)烴組份測定；

(4)可實現(xiàn)在線快速測定；

(5)按照標準傳感器模塊生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為原氣態(tài)烴組份測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為非分散紅外光譜測定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為適合于寬環(huán)境溫度范圍的非分散紅外光譜測定方法示意圖；

圖4為采樣和測量方法示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例