高压微量气体浓度在线检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气体浓度的监测技术领域，尤其涉及一种高压微量气体浓度在线检测装置。
【背景技术】
[0002]在与致密油气藏开采相关的模拟实验中，其实验压力很高，一般为几十甚至近百兆帕；另外，由于孔隙非常细小，实验气体的流量一般为纳升/分钟(nL/min)级。在不影响高压、超低流量实验过程稳定和连续的条件下，高压微量气体浓度在线测量，是致密油气藏气体渗流、扩散、驱油等实验亟待攻克的技术难点。另外，在微系统、微结构、微器件等的多种气体高压微尺度流动实验中，微量气体的浓度连续测试也是亟待解决的难点。
[0003]现有的高压气体浓度测量方法为先对高压气体进行减压，采用气相色谱、光谱等方法对减压后的气体组分浓度进行检测。这种测量方法不可避免的对整个实验系统造成压力波动，对于气体高压微尺度流动实验这种压力波动不可避免的对测量结果准确性造成影响，目前还没有在不减压的情况下直接对高压气体进行浓度测量的装置。
[0004]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种高压微量气体浓度在线检测装置，以克服现有技术的缺陷。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种高压微量气体浓度在线检测装置，能够在高压气体实验系统中对微量混合气体进行浓度在线检测与分析，测量结果准确，结构简单、适用范围广、工作稳定性高。
[0006]本实用新型的目的是这样实现的，一种高压微量气体浓度在线检测装置，包括一密封气室，所述气室一侧密封连接有第一管线，所述第一管线上设置有第一阀门；所述气室另一侧密封连接有第二管线，所述第二管线上并联有第三管线和第四管线，所述第三管线通过第二阀门连接于一真空泵；所述气室一端密封连接有第一中红外光纤，所述第一中红外光纤另一端连接于一积分球，所述积分球内部设有中红外光源；所述气室另一端密封连接有第二中红外光纤，所述第二中红外光纤与所述第一中红外光纤同轴设置，所述第二中红外光纤另一端连接于一热释电红外传感器，所述热释电红外传感器上连接有一计算机。
[0007]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述气室内部的压力范围是大于等于0.1兆帕小于等于70兆帕。
[0008]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述气室为管状，所述第一中红外光纤与所述第二中红外光纤分别与所述气室的两端部密封连接，所述第一管线和所述第二管线分别与所述气室侧壁密封连接。
[0009]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述气室的内径大于等于I毫米小于等于5毫米，所述气室的长度大于等于30毫米小于等于200毫米。
[0010]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述气室材质为不锈钢，所述气室内壁镀有黄金。
[0011]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述中红外光源为电调制中外红光源。
[0012]由上所述，本实用新型的高压微量气体浓度在线检测装置，利用中红外光纤和内部镀金的微小管状高压气室的组合作为光的传输通道，实现高压条件下中红外光的稳定、快速传输；利用中红外光对不同气体特征光谱波段的选择性，完成对高压条件下气体浓度的检测，适用范围广；利用微小高压气室进行气体采样，热释电红外传感器反应时间快速，能够实现对微量气体的实时在线浓度测量。
【附图说明】
[0013]以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中:
[0014]图1:为本实用新型的高压微量气体浓度在线检测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】。
[0016]如图1所示，本实用新型的高压微量气体浓度在线检测装置100，包括一密封气室1，在本实施方式中，气室I内部的压力范围是大于等于0.1兆帕小于等于70兆帕，能够实现微量气体高压环境的建立；气室I 一侧密封连接有第一管线11，第一管线11另一端连接于被检测的高压气体试验系统(不属于本实用新型的结构，图中未示出)，第一管线11上设置有第一阀门12 ;气室I另一侧密封连接有第二管线13，第二管线13上并联有第三管线14和第四管线15，第三管线14通过第二阀门16连接于一真空泵2，第四管线15的另一端连接于一密封的检测气体下游装置(不属于本实用新型的结构，图中未示出)；气室I 一端密封连接有第一中红外光纤31 (现有技术)，第一中红外光纤31另一端连接于一积分球32 (现有技术)，积分球32内部设有中红外光源33，在本实施方式中，中红外光源33为电调制中红外光源，中红外光源33采用脉冲电流供电，可以保证稳定发出含有全部中红外波段、具有一定强度的红外光；气室I另一端密封连接有第二中红外光纤34，第二中红外光纤34与第一中红外光纤31同轴设置，第二中红外光纤34另一端连接于一热释电红外传感器35 (现有技术)，不同的检测气体使用不同的热释电红外传感器35，其具体型号根据要测量浓度的气体组分选择确定；热释电红外传感器35上连接有一计算机4，热释电红外传感器35通过对接收到的中红外光完成对气体浓度分析，分析结果传输到计算机4进行显示和记录，热释电红外传感器35的反应时间快速，能够实现对微量气体的实时在线浓度测量。
[0017]如图1所示，在本实施方式中，气室I为管状，第一中红外光纤31与第二中红外光纤34分别与气室I的两端部密封连接，第一管线11和第二管线13分别与气室I侧壁密封连接；气室I的内径大于等于I毫米小于等于5毫米，气室I的长度大于等于30毫米小于等于200毫米。为了保证气室I的良好的耐压性，气室I的材质为不锈钢，为了保证对中红外光的良好的反射性，气室I的内壁镀有黄金。
[0018]本实用新型的高压微量气体浓度在线检测装置100测量前，将第一管线11另一端与被检测的高压气体试验系统连接，第四管线15的另一端与密封的检测气体下游装置连接，关闭第一阀门12，打开第二阀门16，开启真空泵2，对气室I和检测气体下游装置抽真空，之后关闭第二阀门16，打开第一阀门12，开启中红外光源33和热释电红外传感器35，中红外光源33发出的红外光通过积分球32和第一中红外光纤31射入气室I中，气室I内部的高压气体对中红外线中相应的特征光谱波段吸收，吸收后的中红外线通过第二中红外光纤34进入热释电红外传感器35，热释电红外传感器35通过对接收到的中红外光完成对气体浓度分析，分析结果传输到计算机4进行显示和记录。
[0019]由上所述，本实用新型的高压微量气体浓度在线检测装置，利用中红外光纤和内部镀金的微小管状高压气室的组合作为光的传输通道，实现高压条件下中红外光的稳定、快速传输；利用中红外光对不同气体特征光谱波段的选择性，完成对高压条件下气体浓度的检测，适用范围广；利用微小高压气室进行气体采样，热释电红外传感器反应时间快速，能够实现对微量气体的实时在线浓度测量。
[0020]以上所述仅为本实用新型示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
【主权项】
1.一种高压微量气体浓度在线检测装置，其特征在于:包括一密封气室，所述气室一侧密封连接有第一管线，所述第一管线上设置有第一阀门；所述气室另一侧密封连接有第二管线，所述第二管线上并联有第三管线和第四管线，所述第三管线通过第二阀门连接于一真空泵；所述气室一端密封连接有第一中红外光纤，所述第一中红外光纤另一端连接于一积分球，所述积分球内部设有中红外光源；所述气室另一端密封连接有第二中红外光纤，所述第二中红外光纤与所述第一中红外光纤同轴设置，所述第二中红外光纤另一端连接于一热释电红外传感器，所述热释电红外传感器上连接有一计算机。
2.如权利要求1所述的高压微量气体浓度在线检测装置，其特征在于:所述气室内部的压力范围是大于等于0.1兆帕小于等于70兆帕。
3.如权利要求2所述的高压微量气体浓度在线检测装置，其特征在于:所述气室为管状，所述第一中红外光纤与所述第二中红外光纤分别与所述气室的两端部密封连接，所述第一管线和所述第二管线分别与所述气室侧壁密封连接。
4.如权利要求3所述的高压微量气体浓度在线检测装置，其特征在于:所述气室的内径大于等于I毫米小于等于5毫米，所述气室的长度大于等于30毫米小于等于200毫米。
5.如权利要求2所述的高压微量气体浓度在线检测装置，其特征在于:所述气室材质为不锈钢，所述气室内壁镀有黄金。
6.如权利要求1所述的高压微量气体浓度在线检测装置，其特征在于:所述中红外光源为电调制中外红光源。
【专利摘要】本实用新型为一种高压微量气体浓度在线检测装置，包括一密封气室，气室一侧密封连接有第一管线，第一管线上设置有第一阀门；气室另一侧通过密封连接的第二管线并联有第三管线和第四管线，第三管线通过第二阀门连接于一真空泵；气室一端密封连接有第一中红外光纤，第一中红外光纤另一端连接于一积分球，积分球内部设有中红外光源；气室另一端密封连接有第二中红外光纤，第二中红外光纤与第一中红外光纤同轴设置，第二中红外光纤另一端连接于一热释电红外传感器，热释电红外传感器上连接有一计算机。该装置能够在高压气体实验系统中对微量混合气体进行浓度在线检测与分析，测量结果准确，结构简单、适用范围广、工作稳定性高。
【IPC分类】G01N21-3504
【公开号】CN204594874
【申请号】CN201520211361
【发明人】岳湘安, 安维青, 张立娟, 冯雪钢, 方欣, 张雪楠, 邹积瑞
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月9日