光化学分析仪和液体深度传感器制造技术

一种光化学分析仪，包括：第一数量的辐射的源；光学模块，配置为引导第一数量的辐射，使得所述辐射入射到目标位置处的目标上或穿过目标位置处的目标，光学模块还配置为从该目标接收第二数量的拉曼散射辐射并将第二数量的辐射引导至空间干涉傅里叶变换模块，SIFT模块包括第一色散元件和第二色散元件，配置为由第一色散元件接收第二数量的辐射的一部分，并使该部分辐射与由第二色散元件接收到的第二数量的辐射的一部分相互干涉以便形成干涉图案；SIFT模块还包括检测器，配置为捕获干涉图案的至少一部分的图像并基于捕获到的图像产生检测器信号；以及处理器，配置为从检测器接收检测器信号并对检测器信号执行傅里叶变换，从而获得第二数量的辐射的频谱。

【技术实现步骤摘要】
光化学分析仪和液体深度传感器本申请是申请日为2014年1月9日的中国专利申请“化学分析仪和液体深度传感器”(申请号201480013295.4)的分案申请。
本专利技术涉及一种光化学分析仪和一种液体深度传感器。具体地，本专利技术涉及一种光化学分析仪和一种液体深度传感器，可以被附连到流体容器(fluidvessel)，例如，气体管道(gaspipeline)。
技术介绍
气体管道形成用于从入口点向出口点传送气体的国家输气系统(NTS)的一部分。入口点可以包括沿海码头、处理设施和存储设施。出口点可以包括与分布网络、重要顾客和其它存储站点的连接。一段时间以来，气体管道中存在污染物已成为难题。例如，每年在NTS的气体管道中都存在若干种液体污染物，其中的一些液体污染物对构成NTS一部分的气体设备或大型工业客户的设备造成损坏。仅UK每年用于修复损坏和赔偿顾客的资金就大约超过￡1M。对于液体污染物，存在三个主要可疑机制。首先，气体产生器(即，经由馈送点向NTS提供气体的设备)可能偶尔允许液体(例如，二醇类、甲醇、胺类、水或气体凝结物)污染气体。这可能是由于若干原因。二醇类脱水是用于从气体去除不想要的水的公知方法。可以使用的二醇类的示例包括三甘醇(TEG)和乙二醇(MEG)。将二醇类添加到气体中，使得它们可以使气体脱水，然后接着从气体去除二醇类。根据相似方式，可以向气体添加胺类以便去除不想要的硫化氢和二氧化碳。可以添加甲醇以便降低形成水合物(hydrate)的风险。在一些情况下，对添加的甲醇和/或胺类的去除可能并不彻底，导致它们仍然留存在气体中作为液体污染物。此外，较重的碳氢凝结物(例如，具有六个或更多的碳链长度的化合物)可能存在于所述气体中。其次，在NTS中的气体可以某种组成(composition)，使得气体分量(component)在特定物理条件下(例如，温度、压力和/或气流改变)以不希望的方式从气体凝结出，作为液体污染物。第三，构成NTS一部分的压缩机站的操作问题可能导致向气体管道泄漏压缩机油。当前用于在NTS的入口点和NTS内监控气体污染物的化学分析仪是气相系统，也就是说，它们仅监测气体种类的存在。因此，可能无法通过该分析仪来检测液体污染物，和/或气体内存在液体污染物可能引起损坏分析仪或要求对分析仪进行长时间的维护。如果分析仪受损或需要维护，则它必须采用重要的离线测量系统，直到可以执行修复。如果撤下测量系统，同时由测量系统覆盖的NTS的部分继续操作，则无法检测在NTS的该部分中是否存在污染物。如上所述，无法检测在NTS的气体管道中是否存在液体污染物可能导致损坏形成NTS的一部分的气体设备，或损坏大型工业客户的设备。应认识到，由于当前无法检测是否存在液体污染物，同样不可能识别在NTS的气体管道中存在何种液体污染物(如果存在液体污染物)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于用上述或以上未描述的公知化学分析仪和/或检测液体污染物的方法解决或缓解这些问题。本专利技术的另一目的在于提供备选的化学分析仪和/或备选的液体深度传感器。根据本专利技术的一个方面，提供了一种光化学分析仪，包括：第一数量的辐射的源；光学模块，配置为引导第一数量的辐射，使得所述辐射入射到目标位置处的目标上或穿过目标位置处的目标，所述光学模块还配置为从该目标接收第二数量的辐射并将第二数量的辐射引导至空间干涉傅里叶变换(SIFT)模块，所述SIFT模块包括第一色散(dispersive)元件和第二色散元件，SIFT模块配置为由第一色散元件接收第二数量的辐射的一部分，并使该部分的辐射与由第二色散元件接收到的第二数量的辐射的一部分相互干涉以便形成干涉图案；所述SIFT模块还包括检测器，配置为捕获干涉图案的至少一部分的图像并基于捕获到的图像产生检测器信号；以及处理器，配置为从检测器接收检测器信号并对检测器信号执行傅里叶变换，从而获得第二数量的辐射的频谱。所述目标可以位于高压环境下的气体中。高压环境可以是压力大于约3bar并小于约300bar的环境。在其它实施例中，压力可以大于约300bar。在一些实施例中，压力可以大于约70bar。所述目标可以位于容器中，可选地，所述容器可以是气体管道。光化学分析仪可以配置为位于相对目标位置的远离位置(stand-offlocation)处，使得在目标位置以及光学模块的任意光学组件之间沿着第一和第二数量的辐射中的每一辐射的光路的距离大于约30cm，其中在使用时第一或第二数量的辐射经过所述光学模块的任意光学组件。这样使得能够例如结合较大直径的管道来使用光化学分析仪，其中，光化学分析仪的一部分被安装到管道的顶部，目标位置处于管道的底部。第一数量的辐射可以基本是单色的；SIFT模块还可以包括第三色散元件和第四色散元件，SIFT模块配置为由第三色散元件接收第一数量的辐射的一部分，并使该部分与由第四色散元件接收到的第一数量的辐射的一部分进行干涉，以便形成第二干涉图案；SIFT模块还包括第二检测器，配置为捕获第二干涉图案的至少一部分的图像并基于由第二检测器捕获到的图像产生第二检测器信号；以及处理器，配置为从第二检测器接收第二检测器信号并对第二检测器信号执行傅里叶变换，从而获得第一数量的辐射的频率，所述处理器还配置为将第二数量的辐射的频谱与第一数量的辐射的频谱进行比较，以便产生吸收谱。所述处理器可以配置为产生吸收谱的频率，从而识别在目标中是否存在物质(或，在备选实施例中，识别是否不存在物质)，和/或确定目标中物质的浓度。第一数量的辐射可以基本是单色且基本相干。所述处理器可以配置为处理第二数量的辐射的频谱，从而识别在目标中是否存在物质和/或确定物质在目标中的浓度。第二数量的辐射可以是被拉曼散射的辐射。光学模块还可以包括抑制滤波器，配置为基本防止第二数量的辐射的分量到达SIFT模块，其中该分量的频率基本与第一数量的辐射的频率相同。所述光学模块可以包括光纤，其中第一和第二数量的辐射沿着光纤传播。SIFT模块可以包括分束装置，配置为将第二数量的辐射划分为：由第一色散元件接收的第二数量的辐射的一部分；以及由第二色散元件接收到第二数量的辐射的一部分。第一和第二色散元件可以分别是第一和第二衍射光栅，第一和第二衍射光栅中的每一个的平面可以分别相对于由第一和第二衍射光栅接收到的第二数量的辐射的各部分的光轴是不垂直的。所述检测器可以包括CCD或CMOS传感器。光化学分析仪还可以包括目标检测模块，所述目标检测模块配置为检测期望类别的目标的存在性的改变，并当检测到关于期望类别的目标的存在性的预定改变时，输出目标改变信号。可以配置所述光化学分析仪，使得基于由目标检测模块输出的目标改变信号，光化学分析仪的至少一部分从断电状态进入通电状态。所述从断电状态进入通电状态的光化学分析仪的至少一部分可以是第一数量的辐射的源和/或检测器。所述目标检测模块可以包括根据下文讨论的本专利技术第二方面的液体深度传感器。液体深度传感器的控制器可以配置为当液体深度的测量值超过预定阈值时输出目标改变信号。所述光化学分析仪还可以包括辐射引导元件，辐射引导元件配置为将第二数量的辐射引导到SIFT模块，将第二数量的检测辐射引导到传感器装置。所述辐射引导元件可以包括二向色滤波器。所述光学模块可以配置为引导第一数量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光化学分析仪，包括目标检测模块，所述目标检测模块被配置为检测期望类别的目标的存在性的改变，并当检测到期望类别的目标的存在性的预定改变时，输出目标改变信号；并且其中，所述光化学分析仪被配置为使得基于所述目标检测模块输出所述目标改变信号，所述光化学分析仪的至少一部分从断电状态进入通电状态。

【技术特征摘要】
2013.01.09 GB 1300371.01.一种光化学分析仪，包括目标检测模块，所述目标检测模块被配置为检测期望类别的目标的存在性的改变，并当检测到期望类别的目标的存在性的预定改变时，输出目标改变信号；并且其中，所述光化学分析仪被配置为使得基于所述目标检测模块输出所述目标改变信号，所述光化学分析仪的至少一部分从断电状态进入通电状态。2.根据权利要求1所述的光化学分析仪，其中从断电状态进入通电状态的所述光化学分析仪的所述至少一部分可以是检测器和/或辐射源，所述辐射源被配置为入射在目标上，以便所述光化学分析仪根据所述目标的化学组成输出信号。3.根据权利要求1或权利要求2所述的光化学分析仪，其中所述目标是流体并且所述流体包含在容器中。4.根据权利要求3所述的光化学分析仪，其中所述光化学分析仪被配置为位于所述容器外部。5.根据权利要求3所述的光化学分析仪，其中所述容器是管道的一部分。6.根据权利要求3所述的光化学分析仪，还包括：成像设备。7.根据权利要求6所述的光化学分析仪，其中所述成像设备被配置为产生所述容器中的所述流体的图像。8.根据任何权利要求6所述的光化学分析仪，还包括成像控制器，所述成像控制器被配置为使得所述成像控制器基于所述目标改变信号，选择性地向所述成像设备提供能量。9.根据权利要求1或权利要求2所述的光化学分析仪，还包括悬浮物检测模块，所述悬浮物检测模块包括：第一强度传感器，被配置为测量在流体处引导的一定量的辐射入射到所述流体之前的强度；第二强度传感器，被配置为测量由所述流体背向散射的一定量的辐射的强度；以及处理器，被配置为将由所述第一强度传感器测量到的强度与由所述第二强度传感器测量到的强度进行比较，以便确定对在所述流体内的悬浮物的量加以指示的测量值。10.根据权利要求1或权利要求2所述的光化学分析仪，其中所述光化学分析仪包括：第一数量的辐射的源；光学模块，被配置为引导所述第一数量的辐射，以便所述辐射入射到目标位置处的目标上或穿过所述目标位置处的目标，所述光学模块还被配置为从所述目标接收第二数量的辐射并将所述第二数量的辐射引导至空间干涉傅里叶变换SIFT模块，所述SIFT模块包括第一色散元件和第二色散元件，所述SIFT模块被配置为使得所述第二数量的辐射中的由所述第一色散元件接收的部分，并使所述部分辐射与所述第二数量的辐射中的由所述第二色散元件接收到的部分相互干涉以便形成干涉图案；所述SIFT模块还包括检测器，被配置为捕获所述干涉图案的至少一部分的图像并基于捕获到的图像产生检测器信号；以及处理器，被配置为从所述检测器接收所述检测器信号并对所述检测器信号执行傅里叶变换，从而获得所述第二数量的辐射的频谱。11.根据权利要求10所述的光化学分析仪，其中所述第一数量的辐射可以基本是单色的；并且其中所述SIFT模块还包括第三色散元件和第四色散元件，所述SIFT模块配置为使得由所述第三色散元件接收所述第一数量的辐射的一部分，并使所...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·斯托克维尔，戴维·维德普，迈克尔·福斯特，乔纳森·斯托利，
申请(专利权)人：国际湿度分析仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB