高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體濃度的監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]在與致密油氣藏開(kāi)采相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)中，其實(shí)驗(yàn)壓力很高，一般為幾十甚至近百兆帕；另外，由于孔隙非常細(xì)小，實(shí)驗(yàn)氣體的流量一般為納升/分鐘(nL/min)級(jí)。在不影響高壓、超低流量實(shí)驗(yàn)過(guò)程穩(wěn)定和連續(xù)的條件下，高壓微量氣體濃度在線測(cè)量，是致密油氣藏氣體滲流、擴(kuò)散、驅(qū)油等實(shí)驗(yàn)亟待攻克的技術(shù)難點(diǎn)。另外，在微系統(tǒng)、微結(jié)構(gòu)、微器件等的多種氣體高壓微尺度流動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，微量氣體的濃度連續(xù)測(cè)試也是亟待解決的難點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的高壓氣體濃度測(cè)量方法為先對(duì)高壓氣體進(jìn)行減壓，采用氣相色譜、光譜等方法對(duì)減壓后的氣體組分濃度進(jìn)行檢測(cè)。這種測(cè)量方法不可避免的對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)造成壓力波動(dòng)，對(duì)于氣體高壓微尺度流動(dòng)實(shí)驗(yàn)這種壓力波動(dòng)不可避免的對(duì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性造成影響，目前還沒(méi)有在不減壓的情況下直接對(duì)高壓氣體進(jìn)行濃度測(cè)量的裝置。
[0004]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置，能夠在高壓氣體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中對(duì)微量混合氣體進(jìn)行濃度在線檢測(cè)與分析，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用范圍廣、工作穩(wěn)定性高。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置，包括一密封氣室，所述氣室一側(cè)密封連接有第一管線，所述第一管線上設(shè)置有第一閥門；所述氣室另一側(cè)密封連接有第二管線，所述第二管線上并聯(lián)有第三管線和第四管線，所述第三管線通過(guò)第二閥門連接于一真空泵；所述氣室一端密封連接有第一中紅外光纖，所述第一中紅外光纖另一端連接于一積分球，所述積分球內(nèi)部設(shè)有中紅外光源；所述氣室另一端密封連接有第二中紅外光纖，所述第二中紅外光纖與所述第一中紅外光纖同軸設(shè)置，所述第二中紅外光纖另一端連接于一熱釋電紅外傳感器，所述熱釋電紅外傳感器上連接有一計(jì)算機(jī)。
[0007]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述氣室內(nèi)部的壓力范圍是大于等于0.1兆帕小于等于70兆帕。
[0008]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述氣室為管狀，所述第一中紅外光纖與所述第二中紅外光纖分別與所述氣室的兩端部密封連接，所述第一管線和所述第二管線分別與所述氣室側(cè)壁密封連接。
[0009]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述氣室的內(nèi)徑大于等于I毫米小于等于5毫米，所述氣室的長(zhǎng)度大于等于30毫米小于等于200毫米。
[0010]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述氣室材質(zhì)為不銹鋼，所述氣室內(nèi)壁鍍有黃金。
[0011]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述中紅外光源為電調(diào)制中外紅光源。
[0012]由上所述，本發(fā)明的高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置，利用中紅外光纖和內(nèi)部鍍金的微小管狀高壓氣室的組合作為光的傳輸通道，實(shí)現(xiàn)高壓條件下中紅外光的穩(wěn)定、快速傳輸；利用中紅外光對(duì)不同氣體特征光譜波段的選擇性，完成對(duì)高壓條件下氣體濃度的檢測(cè)，適用范圍廣；利用微小高壓氣室進(jìn)行氣體采樣，熱釋電紅外傳感器反應(yīng)時(shí)間快速，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微量氣體的實(shí)時(shí)在線濃度測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0013]以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0014]圖1:為本發(fā)明的高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明的高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置100，包括一密封氣室1，在本實(shí)施方式中，氣室I內(nèi)部的壓力范圍是大于等于0.1兆帕小于等于70兆帕，能夠?qū)崿F(xiàn)微量氣體高壓環(huán)境的建立；氣室I 一側(cè)密封連接有第一管線11，第一管線11另一端連接于被檢測(cè)的高壓氣體試驗(yàn)系統(tǒng)(不屬于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，圖中未示出)，第一管線11上設(shè)置有第一閥門12 ;氣室I另一側(cè)密封連接有第二管線13，第二管線13上并聯(lián)有第三管線14和第四管線15，第三管線14通過(guò)第二閥門16連接于一真空泵2，第四管線15的另一端連接于一密封的檢測(cè)氣體下游裝置(不屬于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，圖中未示出)；氣室I一端密封連接有第一中紅外光纖31 (現(xiàn)有技術(shù))，第一中紅外光纖31另一端連接于一積分球32 (現(xiàn)有技術(shù))，積分球32內(nèi)部設(shè)有中紅外光源33，在本實(shí)施方式中，中紅外光源33為電調(diào)制中紅外光源，中紅外光源33采用脈沖電流供電，可以保證穩(wěn)定發(fā)出含有全部中紅外波段、具有一定強(qiáng)度的紅外光；氣室I另一端密封連接有第二中紅外光纖34，第二中紅外光纖34與第一中紅外光纖31同軸設(shè)置，第二中紅外光纖34另一端連接于一熱釋電紅外傳感器35 (現(xiàn)有技術(shù))，不同的檢測(cè)氣體使用不同的熱釋電紅外傳感器35，其具體型號(hào)根據(jù)要測(cè)量濃度的氣體組分選擇確定；熱釋電紅外傳感器35上連接有一計(jì)算機(jī)4，熱釋電紅外傳感器35通過(guò)對(duì)接收到的中紅外光完成對(duì)氣體濃度分析，分析結(jié)果傳輸?shù)接?jì)算機(jī)4進(jìn)行顯示和記錄，熱釋電紅外傳感器35的反應(yīng)時(shí)間快速，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微量氣體的實(shí)時(shí)在線濃度測(cè)量。
[0017]如圖1所示，在本實(shí)施方式中，氣室I為管狀，第一中紅外光纖31與第二中紅外光纖34分別與氣室I的兩端部密封連接，第一管線11和第二管線13分別與氣室I側(cè)壁密封連接；氣室I的內(nèi)徑大于等于I毫米小于等于5毫米，氣室I的長(zhǎng)度大于等于30毫米小于等于200毫米。為了保證氣室I的良好的耐壓性，氣室I的材質(zhì)為不銹鋼，為了保證對(duì)中紅外光的良好的反射性，氣室I的內(nèi)壁鍍有黃金。
[0018]本發(fā)明的高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置100測(cè)量前，將第一管線11另一端與被檢測(cè)的高壓氣體試驗(yàn)系統(tǒng)連接，第四管線15的另一端與密封的檢測(cè)氣體下游裝置連接，關(guān)閉第一閥門12，打開(kāi)第二閥門16，開(kāi)啟真空泵2，對(duì)氣室I和檢測(cè)氣體下游裝置抽真空，之后關(guān)閉第二閥門16，打開(kāi)第一閥門12，開(kāi)啟中紅外光源33和熱釋電紅外傳感器35，中紅外光源33發(fā)出的紅外光通過(guò)積分球32和第一中紅外光纖31射入氣室I中，氣室I內(nèi)部的高壓氣體對(duì)中紅外線中相應(yīng)的特征光譜波段吸收，吸收后的中紅外線通過(guò)第二中紅外光纖34進(jìn)入熱釋電紅外傳感器35，熱釋電紅外傳感器35通過(guò)對(duì)接收到的中紅外光完成對(duì)氣體濃度分析，分析結(jié)果傳輸?shù)接?jì)算機(jī)4進(jìn)行顯示和記錄。
[0019]由上所述，本發(fā)明的高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置，利用中紅外光纖和內(nèi)部鍍金的微小管狀高壓氣室的組合作為光的傳輸通道，實(shí)現(xiàn)高壓條件下中紅外光的穩(wěn)定、快速傳輸；利用中紅外光對(duì)不同氣體特征光譜波段的選擇性，完成對(duì)高壓條件下氣體濃度的檢測(cè)，適用范圍廣；利用微小高壓氣室進(jìn)行氣體采樣，熱釋電紅外傳感器反應(yīng)時(shí)間快速，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微量氣體的實(shí)時(shí)在線濃度測(cè)量。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置，其特征在于:包括一密封氣室，所述氣室一側(cè)密封連接有第一管線，所述第一管線上設(shè)置有第一閥門；所述氣室另一側(cè)密封連接有第二管線，所述第二管線上并聯(lián)有第三管線和第四管線，所述第三管線通過(guò)第二閥門連接于一真空泵；所述氣室一端密封連接有第一中紅外光纖，所述第一中紅外光纖另一端連接于一積分球，所述積分球內(nèi)部設(shè)有中紅外光源；所述氣室另一端密封連接有第二中紅外光纖，所述第二中紅外光纖與所述第一中紅外光纖同軸設(shè)置，所述第二中紅外光纖另一端連接于一熱釋電紅外傳感器，所述熱釋電紅外傳感器上連接有一計(jì)算機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置，其特征在于:所述氣室內(nèi)部的壓力范圍是大于等于0.1兆帕小于等于70兆帕。
3.如權(quán)利要求2所述的高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置，其特征在于:所述氣室為管狀，所述第一中紅外光纖與所述第二中紅外光纖分別與所述氣室的兩端部密封連接，所述第一管線和所述第二管線分別與所述氣室側(cè)壁密封連接。
4.如權(quán)利要求3所述的高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置，其特征在于:所述氣室的內(nèi)徑大于等于I毫米小于等于5毫米，所述氣室的長(zhǎng)度大于等于30毫米小于等于200毫米。
5.如權(quán)利要求2所述的高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置，其特征在于:所述氣室材質(zhì)為不銹鋼，所述氣室內(nèi)壁鍍有黃金。
6.如權(quán)利要求1所述的高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置，其特征在于:所述中紅外光源為電調(diào)制中外紅光源。
【專利摘要】本發(fā)明為一種高壓微量氣體濃度在線檢測(cè)裝置，包括一密封氣室，氣室一側(cè)密封連接有第一管線，第一管線上設(shè)置有第一閥門；氣室另一側(cè)通過(guò)密封連接的第二管線并聯(lián)有第三管線和第四管線，第三管線通過(guò)第二閥門連接于一真空泵；氣室一端密封連接有第一中紅外光纖，第一中紅外光纖另一端連接于一積分球，積分球內(nèi)部設(shè)有中紅外光源；氣室另一端密封連接有第二中紅外光纖，第二中紅外光纖與第一中紅外光纖同軸設(shè)置，第二中紅外光纖另一端連接于一熱釋電紅外傳感器，熱釋電紅外傳感器上連接有一計(jì)算機(jī)。該裝置能夠在高壓氣體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中對(duì)微量混合氣體進(jìn)行濃度在線檢測(cè)與分析，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用范圍廣、工作穩(wěn)定性高。
【IPC分類】G01N21-3504
【公開(kāi)號(hào)】CN104764707
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510165852
【發(fā)明人】岳湘安, 安維青, 張立娟, 馮雪鋼, 方欣, 張雪楠, 鄒積瑞
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月9日