專利名稱：一種能源氣體檢測(cè)裝置、方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于石油石化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是關(guān)于能源氣體檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是關(guān)于一種能源氣體檢測(cè)裝置、方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氣體能源如天然氣、乙烯、乙炔等作為如今主要能源類型之一，越來越受到人們的重視。對(duì)于能源氣體的表征以及探測(cè)、檢測(cè)也顯得越發(fā)重要。天然氣作為最典型的能源氣體，對(duì)其的勘探、開采、儲(chǔ)運(yùn)和使用等各個(gè)方面都有大量的研究。一、勘探方面，我國天然氣儲(chǔ)量豐富，現(xiàn)探明儲(chǔ)量約為47-48萬億立方米。天然氣根據(jù)其成因不同可劃分為有機(jī)成因氣與無機(jī)成因氣兩種，對(duì)其的鑒別手段一般包括同位素鑒別法(如12C、13C、32S、33S、34S等)、化學(xué)分析法、色譜法等，其中同位素鑒別法效果尤為顯著。二、開采方面，H2S、H20、C02等氣體對(duì)生命安全、儀器腐蝕等很多方面帶來了不利的影響，例如目前天然氣井作業(yè)時(shí)，對(duì)H2S氣體的探測(cè)報(bào)警方式十分被動(dòng)化、固定化，不能滿足分級(jí)報(bào)警、井下濃度預(yù)警等重要安全要求。國內(nèi)天然氣開采中的惡性H2S泄露事件主要都是由于井下H2S濃度過高卻沒有有效手段及時(shí)表征而造成的噴井事件。三、儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域，由于西氣東輸?shù)乳L(zhǎng)距離的氣體運(yùn)輸主要通過管道作業(yè)，所以在運(yùn)輸過程中管道腐蝕、元素沉積、泄露檢測(cè)等成為了人們所關(guān)注的課題。天然氣中所含C02、H2S對(duì)管道腐蝕嚴(yán)重，對(duì)于運(yùn)輸過程中管道、容器的材料選擇既要滿足抗腐蝕的硬性要求，也要考慮制作成本問題；在運(yùn)輸過程中，天然氣中的硫會(huì)析出并沉積、嚴(yán)重的將導(dǎo)致管道的堵塞；對(duì)于長(zhǎng)距離管道運(yùn)輸氣體泄露的問題，目前為止缺乏有效的檢測(cè)手段，雖然目前機(jī)載、車載檢測(cè)方式都有很多的研究，包括利用紅外等方式的光譜研究，固定探測(cè)器的開發(fā)也引人關(guān)注，但成本較高，不易全程監(jiān)測(cè)。四、使用方面，天然氣可以作為民用氣、工業(yè)用氣兩種。民用氣中CH4含量所占比例可達(dá)99%以上，對(duì)天然氣的技術(shù)應(yīng)用主要在于提高使用效率及泄露檢測(cè)。CH4氣體在空氣中的爆炸極限為5% _15%，在使用中如果泄露會(huì)對(duì)人身、財(cái)產(chǎn)安全都帶來極大的損害。工業(yè)用氣中按照氣體所含N、S、C、Ar、H等元素的含量不同，其具有的工業(yè)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值也不盡相同，例如當(dāng)天然氣中各氣體含量H28 > 5%, CO2 > 80%, N2 > 15%時(shí)，可以分別定義為富硫天然氣礦、富碳天然氣礦、富氮天然氣礦。圖I是現(xiàn)有技術(shù)提供的一種能源氣體檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖I所示，能源氣體檢測(cè)系統(tǒng)100包括信號(hào)源裝置101、能源氣體檢測(cè)裝置102、信號(hào)采集裝置103和數(shù)據(jù)處理裝置104，其中信號(hào)源裝置101用于產(chǎn)生太赫茲波，并將太赫茲波發(fā)射至能源氣體檢測(cè)裝置102，能源氣體檢測(cè)裝置102用于儲(chǔ)存待檢測(cè)氣體，并且使太赫茲波穿透其中的待檢測(cè)氣體，射出至信號(hào)采集裝置103，信號(hào)采集裝置103采集穿過待檢測(cè)氣體的太赫茲波，生成樣品信號(hào)，并將樣品信號(hào)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理裝置104進(jìn)行處理，進(jìn)而得到待檢測(cè)氣體的相關(guān)數(shù)據(jù)。圖2是現(xiàn)有技術(shù)提供的一種能源氣體檢測(cè)裝置102的結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，能源氣體檢測(cè)裝置102包括容器壁201、進(jìn)氣口 202、出氣口 203以及兩個(gè)窗口 204，其中，進(jìn)氣口202和出氣口 203分別用于充入和排出待檢測(cè)氣體，窗口 204相對(duì)設(shè)置，太赫茲波可以穿過兩個(gè)窗口 204。太赫茲(IO12Hz)光譜對(duì)應(yīng)著分子的集體振動(dòng)模式，太赫茲波的能量和黑體輻射很低(ITHz = 4. 2meV)，被檢測(cè)物體不易發(fā)生電離，不會(huì)引起物體組分的光離化，是一種安全、無損的檢測(cè)源。太赫茲時(shí)域光譜(THz-TDS)分析技術(shù)對(duì)探測(cè)物質(zhì)結(jié)構(gòu)存在的微小差異及對(duì)映異構(gòu)體、同分異構(gòu)體間的變化非常敏感，分子之間弱的相互作用(如氫鍵)及大分子的骨架振動(dòng)(構(gòu)型彎曲)、偶極子的旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)躍遷以及晶體中晶格的低頻振動(dòng)吸收頻率則對(duì)應(yīng)于太赫茲波段，這些振動(dòng)所反映的分子結(jié)構(gòu)及相關(guān)環(huán)境信息 都在太赫茲波段內(nèi)有不同吸收位置及吸收強(qiáng)度的響應(yīng)。同時(shí)，THz-TDS系統(tǒng)是同步相干探測(cè)，對(duì)熱背景噪聲不敏感，可以提供很高的信噪比(104)。然而，大多數(shù)能源氣體分子如CH4、H2、C2H6, C2H2等屬于非極性分子，THz波對(duì)非極性分子具有很弱的吸收效果，現(xiàn)有技術(shù)的能源氣體檢測(cè)系統(tǒng)空間狹小，使得太赫茲波無法對(duì)能源氣體進(jìn)行有效的檢測(cè)，因此對(duì)于非極性分子類氣體樣品的檢測(cè)比較困難。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種能源氣體檢測(cè)裝置、方法及系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種能源氣體檢測(cè)裝置，所述的裝置包括主腔體，所述的主腔體內(nèi)部為圓柱形，用于儲(chǔ)存待檢測(cè)氣體；進(jìn)氣閥，位于所述的主腔體上，用于將待檢測(cè)氣體充入主腔體中；出氣閥，位于所述的主腔體上，用于排出待檢測(cè)氣體；所述的主腔體的兩端為密封結(jié)構(gòu)，一端的密封結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)設(shè)置有一雙反射凹鏡，另一端的密封結(jié)構(gòu)中部為一石英窗口 ；所述的雙反射凹鏡接收通過石英窗口入射的太赫茲波，經(jīng)過雙反射后通過石英窗口輸出所述的太赫茲波。本發(fā)明還提供一種能源氣體檢測(cè)系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括能源氣體檢測(cè)裝置，所述的裝置包括主腔體，所述的主腔體內(nèi)部為圓柱形，用于儲(chǔ)存待檢測(cè)氣體；進(jìn)氣閥，位于所述的主腔體上，用于將待檢測(cè)氣體充入主腔體中；出氣閥，位于所述的主腔體上，用于排出待檢測(cè)氣體；所述的主腔體的兩端為密封結(jié)構(gòu)，一端的密封結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)設(shè)置有一雙反射凹鏡，另一端的密封結(jié)構(gòu)中部為一石英窗口 ；所述的雙反射凹鏡接收通過石英窗口入射的太赫茲波，經(jīng)過雙反射后通過石英窗口輸出所述的太赫茲波。本發(fā)明還提供一種能源氣體檢測(cè)方法，所述的方法包括對(duì)能源氣體檢測(cè)裝置進(jìn)行抽真空處理；在所述的能源氣體檢測(cè)裝置中充入待檢測(cè)氣體；將太赫茲波通過一雙反射凸鏡的一側(cè)反射至所述的能源氣體檢測(cè)裝置中的雙反射凹鏡，經(jīng)過雙反射凹鏡兩次反射后反射至所述的雙反射凸鏡的另一側(cè)；對(duì)所述的雙反射凸鏡的另一側(cè)反射出的太赫茲波進(jìn)行檢測(cè)，得到所述的待檢測(cè)氣體的吸收系數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例提供的能源氣體檢測(cè)裝置、方法及系統(tǒng)在不改變?cè)O(shè)備固定光路的條件下，克服了現(xiàn)在目前主流THz實(shí)驗(yàn)設(shè)備中檢測(cè)空間狹小、光路較短、氣體腔耐壓力弱等問題，對(duì)能源氣體中非極性分子氣體的THz測(cè)量提供了技術(shù)支持，同時(shí)可以提供較大的氣體壓強(qiáng)，有利于有害氣體的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)的安全性顯著提高。


此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中圖I是現(xiàn)有技術(shù)提供的一種能源氣體檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)提供的一種能源氣體檢測(cè)裝置102的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種能源氣體檢測(cè)裝置的剖面圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的密封結(jié)構(gòu)304的剖面示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的密封結(jié)構(gòu)305的剖面示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種能源氣體檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種能源氣體檢測(cè)方法流程圖。圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的步驟S704的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施方式和附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明實(shí)施例提供一種能源氣體檢測(cè)裝置、方法及系統(tǒng)，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例一圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種能源氣體檢測(cè)裝置的剖面圖，如圖3所示，能源氣體檢測(cè)裝置300包括主腔體301，主腔體301內(nèi)部為圓柱形長(zhǎng)腔結(jié)構(gòu)，用于儲(chǔ)存待檢測(cè)氣體。在本發(fā)明實(shí)施例中，主腔體301內(nèi)部為圓柱體，其剖面近似為一矩形，主腔體301內(nèi)部的長(zhǎng)度可以為30至70毫米，內(nèi)徑可以為26至35毫米。由于能源氣體檢測(cè)裝置300主要用于復(fù)雜環(huán)境下的氣體檢測(cè)，考慮到井下、儲(chǔ)運(yùn)過程中不同的氣體壓力，主腔體301可以采用合金材質(zhì)(如CrNiTi合金)，厚度可以為5-9mm，其可以承受的壓力上限為14_20MPa。進(jìn)氣閥302，位于所述的主腔體301的外壁上，用于將待檢測(cè)氣體充入主腔體中.出氣閥303，位于所述的主腔體301的外壁上，用于排出待檢測(cè)氣體。在本發(fā)明實(shí)施例中，出氣閥303為細(xì)管道設(shè)計(jì)，可用于對(duì)實(shí)驗(yàn)氣體進(jìn)行燃燒或化學(xué)處理，避免污染，如可對(duì)可燃?xì)怏w進(jìn)行燃燒，生成碳水化合物；如測(cè)試對(duì)象為有害氣體，則可通過管道進(jìn)行其他方式處理。所述的主腔體301的兩端為密封結(jié)構(gòu)304和305，一端的密封結(jié)構(gòu)304內(nèi)側(cè)設(shè)置有一雙反射凹鏡，另一端的密封結(jié)構(gòu)305中部為一石英窗口所述的雙反射凹鏡接收通過石英窗口入射的太赫茲波，經(jīng)過雙反射后通過石英窗口輸出所述的太赫茲波。在本發(fā)明實(shí)施例中，密封結(jié)構(gòu)304和305設(shè)計(jì)為法蘭密封，其中密封結(jié)構(gòu)304中心為金屬結(jié)構(gòu)，內(nèi)有雙反射凹鏡用于反射THz波；密封結(jié)構(gòu)305的法蘭中心采用石英材質(zhì)，形成一石英窗口，石英的直徑大于主腔體301的內(nèi)徑，鑲嵌于透光法蘭中心，以保證光通量最大化，光束可以完整的穿過石英窗口。石英材質(zhì)對(duì)THz脈沖吸收很小，基本可忽略，且耐壓性能較好，在THz實(shí)驗(yàn)中常被作為樣品池材料，THz脈沖可以透過石英窗口進(jìn)入主腔體301內(nèi)。圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的密封結(jié)構(gòu)304的剖面示意圖，如圖4所示，其中，反射法蘭基底401與主腔體301形成密封結(jié)構(gòu)304，反射法蘭基底401與主腔體301中設(shè)置有法蘭密封橡膠圈404，法蘭密封螺栓403和法蘭密封螺母405用于固定反射法蘭基底401與主腔體301，法蘭密封螺栓403和法蘭密封螺母405可以設(shè)置6 12組，反射法蘭基底401上設(shè)置有一雙反射凹鏡402。圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的密封結(jié)構(gòu)305的剖面示意圖，如圖5所示，其中，反射法蘭基底501與主腔體301 (圖未示)形成密封結(jié)構(gòu)305，反射法蘭基底501與主腔體301中設(shè)置有法蘭密封橡膠圈(圖未示)，法蘭密封螺栓502和法蘭密封螺母503用于固定反射法蘭基底501與主腔體301，法蘭密封螺栓502和法蘭密封螺母503可以設(shè)置6 12組。反射法蘭基底501中設(shè)置有一石英窗口 504，石英窗口 504通過固定螺栓507以及環(huán)形固定片506固定在反射法蘭基底501上，石英窗口 504和環(huán)形固定片506之間設(shè)置有密封橡膠圈505，以保證密封性。在本發(fā)明實(shí)施例中，太赫茲波通過能源氣體檢測(cè)裝置300外部的一雙反射凸鏡308的一側(cè)反射，穿透石英窗口 504后入射至雙反射凹鏡403，在雙反射凹鏡403上經(jīng)過兩次反射，再次穿過石英窗口 504入射至雙反射凸鏡308的另外一側(cè)，以便反射至信號(hào)采集裝置進(jìn)行處理。由于在密封結(jié)構(gòu)304內(nèi)側(cè)設(shè)置了雙反射凹鏡使得裝置內(nèi)為雙程光路，光程可達(dá)到主腔體301內(nèi)部長(zhǎng)度的兩倍，即60-140mm。并且，由于主腔體301內(nèi)徑為26至35毫米，因此主腔體301內(nèi)光斑直徑最大可以為13-15_，可以滿足雙程光路光斑大小需求。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，能源氣體檢測(cè)裝置300還可以包括抽真空閥306，位于所述的主腔體301的外壁上，用于對(duì)所述的主腔體301進(jìn)行抽真空處理。壓力真空表307，位于所述的主腔體301的外壁上，用于測(cè)量主腔體301內(nèi)部的壓力值和真空度。本發(fā)明實(shí)施例提供的能源氣體檢測(cè)裝置在不改變?cè)O(shè)備固定光路的條件下，克服了現(xiàn)在目前主流THz實(shí)驗(yàn)設(shè)備中檢測(cè)空間狹小、光路較短、氣體腔耐壓力弱等問題，對(duì)能源氣體中非極性分子氣體的THz測(cè)量提供了技術(shù)支持，同時(shí)可以提供較大的氣體壓強(qiáng)，有利于有害氣體的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)的安全性顯著提高。實(shí)施例二圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種能源氣體檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖6所示，能源氣體檢測(cè)系統(tǒng)包括能源氣體檢測(cè)裝置301、雙反射凸鏡308、信號(hào)源裝置601、平移臺(tái)602、信號(hào)采集裝置603和數(shù)據(jù)處理裝置604，其中信號(hào)源裝置601、信號(hào)采集裝置603和數(shù)據(jù)處理裝置604與現(xiàn)有技術(shù)相同，可采用商購THz脈沖試驗(yàn)系統(tǒng)，故在此不再贅述，平移臺(tái)602、雙反射凸鏡308以及一系列的光學(xué)元件組成了光路裝置600，在光路裝置600中，雙反射凸鏡308在實(shí)施例中已經(jīng)描述，其余部分與現(xiàn)有技術(shù)相同，故具體光路在此不再贅述。在本發(fā)明實(shí)施例中，能源氣體檢測(cè)裝置301與實(shí)施例一中的能源氣體檢測(cè)裝置 301相同，故在此不再贅述。本發(fā)明實(shí)施例提供的能源氣體檢測(cè)系統(tǒng)在不改變?cè)O(shè)備固定光路的條件下，克服了現(xiàn)在目前主流THz實(shí)驗(yàn)設(shè)備中檢測(cè)空間狹小、光路較短、氣體腔耐壓力弱等問題，對(duì)能源氣體中非極性分子氣體的THz測(cè)量提供了技術(shù)支持，同時(shí)可以提供較大的氣體壓強(qiáng)，有利于有害氣體的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)的安全性顯著提高。
實(shí)施例三圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種能源氣體檢測(cè)方法流程圖，能源氣體檢測(cè)方法可以利用本發(fā)明實(shí)施例提供的能源氣體檢測(cè)裝置和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，具體可以包括如下步驟S701，對(duì)能源氣體檢測(cè)裝置進(jìn)行抽真空處理。在本發(fā)明實(shí)施例中，結(jié)合圖3和圖6所示，首先要在光路裝置600中充入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，將能源氣體檢測(cè)裝置300的抽真空閥306與外部的抽真空泵相連，對(duì)能源氣體檢測(cè)裝置300的主腔體301內(nèi)部進(jìn)行抽真空處理，并通過壓力真空表307對(duì)主腔體301內(nèi)部的真空度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)主腔體301內(nèi)部的真空度達(dá)到5X 10_2mBar真空度時(shí)停止抽真空處理。S702，在所述的能源氣體檢測(cè)裝置中充入待檢測(cè)氣體。在本發(fā)明實(shí)施例中，停止抽真空處理之后，將待檢測(cè)氣體通過進(jìn)氣閥302充入主腔體301內(nèi)，利用壓力真空表307檢測(cè)主腔體301內(nèi)部的壓力值并對(duì)進(jìn)氣閥302進(jìn)行流量控制，充入氣體量值隨實(shí)驗(yàn)需求而定，壓力上限為16MPa。S703，將太赫茲波通過一雙反射凸鏡的一側(cè)反射至所述的能源氣體檢測(cè)裝置中的雙反射凹鏡，經(jīng)過雙反射凹鏡兩次反射后反射至所述的雙反射凸鏡的另一側(cè)。在本發(fā)明實(shí)施例中，待檢測(cè)氣體充入結(jié)束后，將能源氣體檢測(cè)裝置300放入能源氣體檢測(cè)系統(tǒng)中，并調(diào)整能源氣體檢測(cè)裝置300的位置，使得太赫茲波可以通過雙反射凸鏡308的一側(cè)反射至能源氣體檢測(cè)裝置300中的雙反射凹鏡402，經(jīng)過雙反射凹鏡402兩次反射后反射至雙反射凸鏡308的另一側(cè)，換言之，太赫茲波通過雙反射凸鏡308與雙反射凹鏡402經(jīng)過4次反射后沿原光路進(jìn)入信號(hào)采集裝置603。S704，對(duì)所述的雙反射凸鏡的另一側(cè)反射出的太赫茲波進(jìn)行檢測(cè)，得到所述的待檢測(cè)氣體的吸收系數(shù)。在本發(fā)明實(shí)施例中，圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的步驟S704的流程圖，如圖8所示，步驟S704還可以包括如下步驟S801，采集雙反射凸鏡的另一側(cè)反射出的太赫茲波，得到待檢測(cè)氣體的樣品信號(hào)。在本發(fā)明實(shí)施例中，信號(hào)采集裝置603采集雙反射凸鏡308的一側(cè)反射的透射過待檢測(cè)氣體的太赫茲波，得到待檢測(cè)氣體的樣品信號(hào)。S802，對(duì)所述的樣品信號(hào)進(jìn)行處理得到時(shí)域譜曲線。在本發(fā)明實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理裝置604接收信號(hào)采集裝置603得到的樣品信號(hào)并進(jìn)行處理，可得到待檢測(cè)氣體的時(shí)域譜曲線。S803，將氮?dú)獾奶掌澒庾V作為參考信號(hào)，根據(jù)所述的樣品信號(hào)和所述的參考信號(hào)得到所述待檢測(cè)氣體的折射率n(v)、消光系數(shù)k(v)和吸收系數(shù)α (V)。在本發(fā)明實(shí)施例中，可以將氮?dú)獾奶掌澒庾V作為參考信號(hào)，根據(jù)參考信號(hào)和樣品信號(hào)通過快速傅里葉變換得到相應(yīng)的頻域值，確定待檢測(cè)氣體的吸收系數(shù)頻率范圍；根據(jù)基于菲涅爾公式的數(shù)據(jù)處理模型計(jì)算得到待檢測(cè)氣體在該太赫茲波段的折射率η (V)、消光系數(shù)k(v)和吸收系數(shù)α (V)，可通過以下公式計(jì)算得到的
n(y) = -^- + \
Indv
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權(quán)利要求
1.一種能源氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的裝置包括主腔體，所述的主腔體內(nèi)部為圓柱形，用于儲(chǔ)存待檢測(cè)氣體；進(jìn)氣閥，位于所述的主腔體上，用于將待檢測(cè)氣體充入主腔體中；出氣閥，位于所述的主腔體上，用于排出待檢測(cè)氣體；所述的主腔體的兩端為密封結(jié)構(gòu)，一端的密封結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)設(shè)置有一雙反射凹鏡，另一端的密封結(jié)構(gòu)中部為一石英窗口；所述的雙反射凹鏡接收通過石英窗口入射的太赫茲波，經(jīng)過雙反射后通過石英窗口輸出所述的太赫茲波。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能源氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的裝置還包括抽真空閥,位于所述的主腔體上,用于對(duì)所述的主腔體進(jìn)行抽真空處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能源氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的裝置還包括壓力真空表,位于所述的主腔體上,用于測(cè)量主腔體內(nèi)部的壓力值和真空度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能源氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的主腔體的長(zhǎng)度為30 至70毫米，所述的主腔體的內(nèi)徑為26至35毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能源氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的主腔體的厚度為5至 9毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能源氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的密封結(jié)構(gòu)為密封法
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能源氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的出氣閥為細(xì)管道結(jié)構(gòu)。
8.一種能源氣體檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括如權(quán)利要求1-7所述的能源氣體檢測(cè)裝置。
9.一種能源氣體檢測(cè)方法，其特征在于，所述的方法包括對(duì)能源氣體檢測(cè)裝置進(jìn)行抽真空處理；在所述的能源氣體檢測(cè)裝置中充入待檢測(cè)氣體；將太赫茲波通過一雙反射凸鏡的一側(cè)反射至所述的能源氣體檢測(cè)裝置中的雙反射凹鏡，經(jīng)過雙反射凹鏡兩次反射后反射至所述的雙反射凸鏡的另一側(cè)；對(duì)所述的雙反射凸鏡的另一側(cè)反射出的太赫茲波進(jìn)行檢測(cè)，得到所述的待檢測(cè)氣體的吸收系數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的能源氣體檢測(cè)方法，其特征在于，所述的對(duì)所述的雙反射凸鏡的另一側(cè)反射出的太赫茲波進(jìn)行檢測(cè)，得到所述的待檢測(cè)氣體的吸收系數(shù)包括采集雙反射凸鏡的另一側(cè)反射出的太赫茲波，得到待檢測(cè)氣體的樣品信號(hào)；對(duì)所述的樣品信號(hào)進(jìn)行處理得到時(shí)域譜曲線；將氮?dú)獾奶掌澒庾V作為參考信號(hào)，根據(jù)所述的樣品信號(hào)和所述的參考信號(hào)得到所述待檢測(cè)氣體的折射率n(v)、消光系數(shù)k(v)和吸收系數(shù)a (V)，
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的能源氣體檢測(cè)方法，其特征在于，所述的方法還包括根據(jù)待檢測(cè)氣體的吸收系數(shù)建立所述的待檢測(cè)氣體的吸收譜；根據(jù)待檢測(cè)氣體的吸收譜和時(shí)域譜建立不同頻率下待檢測(cè)氣體的吸收系數(shù)與氣體分子占混合氣體體積分?jǐn)?shù)、氣體壓強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系建立氣體指紋譜庫。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種能源氣體檢測(cè)裝置、方法及系統(tǒng)，所述的裝置包括主腔體，主腔體內(nèi)部為圓柱形，用于儲(chǔ)存待檢測(cè)氣體；進(jìn)氣閥，位于主腔體上，用于將待檢測(cè)氣體充入主腔體中；出氣閥，位于主腔體上，用于排出待檢測(cè)氣體；主腔體的兩端為密封結(jié)構(gòu)，一端的密封結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)設(shè)置有一雙反射凹鏡，另一端的密封結(jié)構(gòu)中部為一石英窗口；雙反射凹鏡接收通過石英窗口入射的太赫茲波，經(jīng)過雙反射后通過石英窗口輸出太赫茲波。本發(fā)明實(shí)施例提供的能源氣體檢測(cè)裝置、方法及系統(tǒng)在不改變?cè)O(shè)備固定光路的條件下，克服了現(xiàn)在目前主流THz實(shí)驗(yàn)設(shè)備中檢測(cè)空間狹小、光路較短、氣體腔耐壓力弱等問題，對(duì)能源氣體中非極性分子氣體的THz測(cè)量提供了技術(shù)支持。
文檔編號(hào)G01N21/25GK102621076SQ20121006758
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者徐山森, 田璐, 趙昆 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(北京)