一种流体测量设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种流体测量设备，包括光源、光谱检测装置、控制装置和光源监测装置，光谱检测装置用于检测并分析待测流体样品，光源监测装置包括监测光纤、光电探测器和光源调节装置，光源光通过监测光纤传输至光电探测器，光电探测器将光信号转换为电信号后发送给控制装置，控制装置若判断光源非正常工作，则控制光源调节装置对光源进行调节。本实用新型专利技术可应用于流体分析技术领域。光源监测装置通过对光源的光功率进行监测并自动调节，以完成光源的实时监测和自动校准，从而保证光源准确可靠，进而提高流体测量的准确性和可靠性。本实用新型专利技术结构紧凑牢固、占用空间小、抗振性好，可适用于井下高温、高压流体环境下的流体测量。

A fluid measuring device

The utility model provides a fluid measuring device, which comprises a light source, a spectrum detecting device, a control device and a light source monitoring device. The spectrum detecting device is used to detect and analyze the fluid sample to be measured. The light source monitoring device includes a monitoring optical fiber, a photoelectric detector and a light source regulating device, and the light source light is transmitted to the liquid sample through the monitoring optical fiber. Photoelectric detector, photoelectric detector converts the light signal into electrical signal and sends it to the control device. If the control device judges that the light source is not working properly, it controls the light source regulating device to adjust the light source. The utility model can be applied to the field of fluid analysis technology. The light source monitoring device monitors and automatically adjusts the light power of the light source to complete the real-time monitoring and automatic calibration of the light source, thus ensuring the accuracy and reliability of the light source, thereby improving the accuracy and reliability of the fluid measurement. The utility model has the advantages of compact and firm structure, small occupancy space and good vibration resistance, and can be used for fluid measurement under high temperature and high pressure fluid environment in the underground.

【技术实现步骤摘要】
一种流体测量设备
本技术涉及流体分析
，特别涉及一种流体测量设备。
技术介绍
随着能源经济的快速发展，流体测量技术在化工、冶金、海洋开发、油气开采、地层勘探等领域中的应用越来越广泛，针对不同领域的特殊测量条件下，开发出测量精确且实用性强的流体测量工具成为当前亟待解决的问题。目前，对于井下、深海等极端工况条件下，光源设备在工作过程中往往会受到外界高温、高压、噪声、振动等复杂环境因素作用的影响，导致光源的光功率容易产生偏移或出现异常，进而导致流体测量结果不准确。现有技术的流体测量工具中采用多光源、多传光装置和多探测器装置的结构配置，通过获得多组光源参考光信号对光源基准光信号(指光源正常工作时的光信号)进行校准，并重新进行光源基准信号数据的刻度，从而补偿光源的偏移。由于此类流体测量工具组件相对较多，整体结构体积较大，导致其在井下等使用空间较小条件下应用受限；同时，由于流体测量工具对内部光学组件之间的相对位置要求严格，组件数量的增多也使得各组件之间的位置关系繁杂，从而难以保证测量工具整体结构的紧凑性、装配稳定性和密闭性，这势必会严重影响测量工具在高压流体环境条件下的测量稳定性和准确性。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了一种结构紧凑牢固、占用空间小、测量稳定性高的流体测量设备，通过实时监测并自动校准光源的光功率，保证流体测量准确可靠，可适用于井下高温、高压流体环境中的流体测量。为了达到本技术的目的，本技术提供的流体测量设备，包括光源、光谱检测装置和控制装置，所述光谱检测装置所述光谱检测装置用于检测并分析待测流体样品，所述光谱检测装置与所述控制装置电连接；所述流体测量设备还包括光源监测装置，所述光源监测装置包括监测光纤、光电探测器和光源调节装置，所述监测光纤将所述光源发出的光传输至所述光电探测器，所述光电探测器将光信号转换为电信号，所述光电探测器和光源控制模块分别与控制装置电连接，所述控制装置若根据所述电信号判断所述光源非正常工作，则控制所述光源调节装置对光源进行调节。本技术实施例中，通过设置一个光源即可产生覆盖宽光谱范围的入射光束，以满足详细流体光谱信息分析的需求。进行流体分析时，首先，待测流体样品进入光谱检测装置内的流体测量池中，接着，光源产生的入射光进入流体测量池中的流体样品中，基于流体中各组分对不同波长的光的吸收量不同的原理，入射光束与流体样品相互作用后输出流体样品的出射光束，进而通过光谱检测装置先对出射光束进行分析处理后得到流体的吸收光谱信息，再将流体的吸收光谱进行光-电信号转换，最终将流体的电信号结果发送至控制装置供分析流体性质使用。该系统中还包括光源监测装置，光源监测装置利用监测光纤直接采集光源发出的入射光束，并通过光电探测器对入射光束的光信号进行光-电信号转换，最终将电信号结果输出给控制装置，控制装置通过识别该输出的光源电信号对光源的光功率进行监测，若控制装置根据该电信号判断光源非正常工作(即光源的光功率偏移设定值或出现异常)时，控制装置则控制光源调节装置对光源的光功率进行自动调节，直到光源的光功率恢复正常(即光源的光功率为设定值且保持稳定)，从而完成光源的实时监测和自动校准，以确保光谱检测装置中备存的光源的基准信号数据(指光源正常工作条件下的光信号)准确可靠。相比于现有技术中采用多光源及多个光谱仪等装置来校准光源基准信号数据的方式，本技术通过配置一根监测光纤和一个光电探测器对光源的光信号进行实时监测，从而保证了光源的光功率准确可靠，进而提高流体分析结果的准确性和可靠性。利用该流体测量系统进行流体测量时，不仅减少了对多个独立的光源及光谱仪的配置需求，简化了测量系统的整体结构，从而实现了该测量系统的紧凑化、小型化，同时，也使测量系统的结构成本及其维护成本相应降低，实现了一种更经济、更实用的流体测量方式。可选地，所述光源监测装置还包括设置在所述监测光纤和所述光电探测器之间的聚焦透镜。利用聚焦透镜可对光源产生的入射光进行聚焦，进而更加充分地导入监测光纤中，以确保光电探测器输出的光源光信号完整、准确。可选地，所述光谱检测装置包括流体测量池、第一光学窗口片、第二光学窗口片和光谱分析仪，所述流体测量池具有中空凹腔，所述第一光学窗口片设置在所述中空凹腔内并位于靠近所述光源的一侧，所述第二光学窗口片设置在所述中空凹腔内并位于靠近所述光谱分析仪的一侧，所述第一光学窗口片与所述第二光学窗口片之间形成流体样品通道，所述第二光学窗口片与所述光谱分析仪之间还设有凸透镜和传光光纤，所述凸透镜位于靠近所述第二光学窗口片的一侧，所述传光光纤通过所述光纤耦合接头与所述光谱分析仪相连接。光谱检测装置中，流体测量池采用钛合金加工制作，其内部开设有中空凹腔，第一光学窗口片和第二光学窗口片可分别安装在中空凹腔两侧的固定位置上，通过第一光学窗口片和第二光学窗口片的内表面与中空凹腔紧贴连接，使第一光学窗口片与第二光学窗口片之间形成一密闭的流体样品通道，该流体测量池结构设计精巧，且结构强度高，使得流体测量结构整体紧凑牢固。当进行流体测量时，流体从流体测量池上的流体入口进入流体样品通道，并沿流体样品通道流动，经过流体通道出口时流出流体样品通道。接着，使光源发出的入射光束经过第一光学窗口片扩散进入流体样品中，通过入射光束与流体中各组分之间相互作用后，从第二光学窗口片输出流体的出射光束，即流体样品的吸收光谱信息。本技术实施例中，通过采用硬度极高的且具有一定厚度的蓝宝石材质的第一、第二光学窗口片，使得第一、第二光学窗口片可承受外界流体的高温、高压、腐蚀介质等环境作用，并保证流体样品通道完全密闭，防止外界流体进入系统内部损坏系统内部元器件。并且，第一、第二光学窗口片与流体的接触面上采用精抛光和镀膜工艺进行表面处理，从而提高粘稠流体在光学窗口片上的流动性，避免流体在光学窗口片上粘黏导致流体测量不准确。此外，第二光学窗口片与光谱分析仪之间设有的凸透镜，凸透镜可对输出的出射光束进行聚焦，使流体出射光束尽可能完整地且以会聚的方式导入传输光纤，并利用光纤耦合接头传输光纤的出射光束发送给光谱分析仪。由于该流体测量设备中各光学组件结构紧凑，通过固定基座牢靠固定，从而使得该测量系统具有测量稳定性高、光信号传递耦合度高的优异性能。可选地，所述光谱检测装置还包括第一压块和第二压块，所述第一压块的一端插入所述中空凹腔中并将所述第一光学窗口片压紧固定，所述第二压块的一端插入所述中空凹腔中并将所述第二光学窗口片压紧固定，所述第一压块与所述第一光学窗口片之间、所述第二压块与所述第二光学窗口片之间设有密封圈。当第一压块、第二压块插入中空凹腔时，第一压块、第二压块的一端面分别压靠在第一光学窗口片和第二光学窗口片的外表面上，将第一光学窗口片和第二光学窗口片进行定位，并且，第一压块和第二压块的外侧壁面与中空凹腔的内侧壁面紧密配合，将第一光学窗口片和第二光学窗口片压紧固定在中空凹腔内，以保证流体样品通道的结构牢固性和密闭性；当两压块完全嵌入中空凹腔内时，两压块、中空凹腔及两光学窗口片三者之间构成一体结构(即流体测量池装配结构)，使该流体测量池装配结构紧凑牢固，以确保两光学窗口片在极高压力条件下能够与中空凹腔之间始终保持紧密配合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体测量设备，包括光源、光谱检测装置和控制装置，其特征在于，所述光谱检测装置用于检测并分析待测流体样品，所述光谱检测装置与所述控制装置电连接；所述流体测量设备还包括光源监测装置，所述光源监测装置包括监测光纤、光电探测器和光源调节装置，所述监测光纤将所述光源发出的光传输至所述光电探测器，所述光电探测器将光信号转换为电信号，所述光电探测器和光源控制模块分别与控制装置电连接，所述控制装置若根据所述电信号判断所述光源非正常工作，则控制所述光源调节装置对光源进行调节。

【技术特征摘要】
1.一种流体测量设备，包括光源、光谱检测装置和控制装置，其特征在于，所述光谱检测装置用于检测并分析待测流体样品，所述光谱检测装置与所述控制装置电连接；所述流体测量设备还包括光源监测装置，所述光源监测装置包括监测光纤、光电探测器和光源调节装置，所述监测光纤将所述光源发出的光传输至所述光电探测器，所述光电探测器将光信号转换为电信号，所述光电探测器和光源控制模块分别与控制装置电连接，所述控制装置若根据所述电信号判断所述光源非正常工作，则控制所述光源调节装置对光源进行调节。2.根据权利要求1所述的流体测量设备，其特征在于，所述光源监测装置还包括设置在所述监测光纤和所述光电探测器之间的聚焦透镜。3.根据权利要求1所述的流体测量设备，其特征在于，所述光谱检测装置包括流体测量池、第一光学窗口片、第二光学窗口片和光谱分析仪，所述流体测量池具有中空凹腔，所述第一光学窗口片设置在所述中空凹腔内并位于靠近所述光源的一侧，所述第二光学窗口片设置在所述中空凹腔内并位于靠近所述光谱分析仪的一侧，所述第一光学窗口片与所述第二光学窗口片之间形成流体样品通道，所述第二光学窗口片与所述光谱分析仪之间还设有凸透镜和传光光纤，所述凸透镜位于靠近所述第二光学窗口片的一侧，所述传光光纤通过光纤耦合接头与所述光谱分析仪相连接。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈阳，孔笋，张小康，孙洪义，黄贺勇，曹军，冯恩龙，岳志亮，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海油田服务股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11