用于确定样品成分的荧光测量装置、系统和方法制造方法及图纸

单波长光源(104)被配置为产生激发光束(106)。限定内腔的样品保持器(102)能够保持样品并且包括对激发光束透明的表面。一个或多个底座与光源(104)或样品保持器(102)中的至少一个附接。底座被配置为改变激发光束(106)在样品保持器的表面上的入射角。一个或多个光学组件位于从该表面发射的荧光发射(110)的路径中，并将荧光发射(110)引导到检测器(112)。检测器(112)检测荧光发射(110)的强度。

Fluorescence measuring device, system and method for determination of sample composition

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定样品成分的荧光测量装置、系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年8月21日递交的美国专利申请No.15/682,026的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及流体荧光。
技术介绍
一些流体能够发出荧光，即，当受到来自外部光源的特定波长的光激励时，它们会发光。不同流体对不同波长的光敏感，并且当激励或激发时，不同流体发出不同波长的荧光。
技术实现思路
本公开涉及确定样品的成分。本公开中描述的主题的示例实施方式是具有以下特征的荧光测量装置。单波长光源被配置为产生激发光源。限定内腔的样品保持器能够保持样品并且包括对激发光源透明的表面。一个或多个底座与光源或样品保持器中的至少一个附接。底座被配置为改变激发光源在表面上的入射角。一个或多个光学组件位于从该表面发射的荧光发射的路径中，并将荧光发射引导到检测器。检测器检测荧光发射的强度。可以单独地或以组合的方式与示例实施方式组合的示例实施方式的各方面包括以下内容。一个或多个底座包括与光源附接的可移动底座。该可移动底座能够改变激发光源相对于样品保持器表面的入射角。可以单独地或以组合的方式与示例实施方式组合的示例实施方式的各方面包括以下内容。入射角范围可以在0°-80°的范围内。可以单独地或以组合的方式与示例实施方式组合的示例实施方式的各方面包括以下内容。滤光器位于样品保持器的表面和检测器之间。滤光器允许特定范围的波长通过该滤光器。可以单独地或以组合的方式与示例实施方式组合的示例实施方式的各方面包括以下内容。一个或多个光学组件可以包括位于该表面和检测器之间的透镜，并且该透镜被配置为将荧光发射聚焦在光纤光缆的入口处。光纤光缆可以位于透镜与检测器之间，其中入口被配置为接收聚焦的荧光发射，而出口被定位为将聚焦的荧光发射引导到检测器。可以单独地或以组合的方式与示例实施方式组合的示例实施方式的各方面包括以下内容。样品包括碳氢化合物流体。可以单独地或以组合的方式与示例实施方式组合的示例实施方式的各方面包括以下内容。样品是不透明的。可以单独地或以组合的方式与示例实施方式组合的示例实施方式的各方面包括以下内容。光源的波长包括紫外波长。本公开中描述的主题的示例实施方式是具有以下特征的方法。由限定内腔的样品保持器接收液体样品，该样品保持器被配置为保持样品并且包括对激发光源透明的表面。通过由单波长光源产生的光在液体样品中诱发荧光。改变样品保持器的表面与该光之间的入射角。通过检测器检测随着入射角的改变的荧光强度的变化。可以单独地或以组合的方式与示例方法组合的示例方法的各方面包括以下内容。绘制荧光强度与入射角的曲线图(plot)。将该曲线图与曲线图库进行比较。响应于比较曲线图，确定液体样品的内容。可以单独地或以组合的方式与示例方法组合的示例方法的各方面包括以下内容。改变入射角包括调整光源的角度和位置。可以单独地或以组合的方式与示例方法组合的示例方法的各方面包括以下内容。改变入射角是由微处理器控制的。可以单独地或以组合的方式与示例方法组合的示例方法的各方面包括以下内容。液体样品包括碳氢化合物流体。可以单独地或以组合的方式与示例方法组合的示例方法的各方面包括以下内容。液体样品是不透明的。可以单独地或以组合的方式与示例方法组合的示例方法的各方面包括以下内容。改变入射角包括在0°-80°之间改变角度。本公开中描述的主题的示例实施方式是具有以下特征的液体识别系统。样品保持器填充有未知流体。样品保持器对特定波长的光是透明的。激光器被配置为引导激光束朝向样品保持器的表面。检测器朝向样品保持器的表面。检测器能够检测来自样品保持器内未知流体的荧光发射。该系统包括微处理器。计算机可读存储介质存储可由微处理器执行的指令。该指令包括：从激光器将激光束发射到样品保持器的表面处；通过特定波长的由激光器产生的激光束在液体中诱发荧光；改变样品保持器的表面和激光束之间的入射角；检测随着入射角的改变的荧光强度的变化；绘制荧光强度与入射角的曲线图；将曲线图与曲线图库进行比较；以及响应于比较曲线图确定液体的成分。可以单独地或以组合的方式与示例系统组合的示例系统的各方面包括以下内容。未知流体包括碳氢化合物流体。可以单独地或以组合的方式与示例系统组合的示例系统的各方面包括以下内容。未知流体是不透明的。可以单独地或以组合的方式与示例系统组合的示例系统的各方面包括以下内容。改变入射角包括调整激光器的角度和位置。可以单独地或以组合的方式与示例系统组合的示例系统的各方面包括以下内容。激光器的波长包括紫外波长。在附图和以下描述中阐述了本公开中所述的主题的一个或多个实现的细节。根据说明书、附图和权利要求书，本主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。附图说明图1是示例荧光测量装置的示意图。图2A-2B是示出了包含样品的样品保持器的侧视截面图的示意图。图3A-3B是示出了可旋转样品保持器底座的透视图的示意图。图4A-4B是示出了可旋转样品保持器底座的俯视图的示意图。图5是示出了荧光测量装置的光源的示意图。图6A-6D是不同潜在样品的荧光强度的示例曲线图。图7是用于使用荧光强度识别样品的示例方法的流程图。各个附图中相似的附图标记和标志指示相似的要素。具体实施方式在远程工作场所和设施中(例如，离岸生产或钻探平台)，技术人员可能被要求识别未知物质。识别的原因可以包括检查污染、验证混合比、确定未贴标签的容器中的物质或其他原因。通常，样品的许多识别测试被异地发送到实验室，并且可能需要若干天甚至更长的周转时间。在许多实例中，现场技术人员最好能够快速并且在现场识别物质。本公开描述了一种用于基于流体的荧光来识别流体的方法和装置。该装置可以包括：用于在样品中诱发荧光的激发光源；用于保持样品的样品保持器；以及用于测量荧光强度的光电检测器。激发光束可以以与样品保持器的平坦透明表面成非垂直的角度被导向样品。由于激光束穿透到流体中的深度，激光器可以在流体中诱发内滤效应。检测器检测内滤效应的荧光强度，并且检测器可以被配置为检测预期荧光的波长。光束捕集器(beamdump)可以捕获从样品保持器表面反射的光，以防止或减少对检测到的荧光的干扰。在一些实施方式中，旋转样品保持器以改变光束穿透流体的深度，并且因此内滤效应的荧光强度可以改变。在一些实施方式中，样品保持器被保持固定，并且激光器被移动到不同的位置以改变激光束穿透样品(例如，流体)的深度，并且因此内滤效应的荧光强度可以改变。相对于激光器和样品保持器的正面之间的入射角来记录强度变化。从该测试产生的曲线图可用于识别流体。图1示出了根据本公开的一些实施方式的荧光测量装置100。例如，荧光测量装置100可以被配置为基于激发光的入射角来测量荧光强度的变化。在高水平上，装置100包括：样品保持器102；激发光源104，被配置为将激发光导向样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荧光测量装置，包括：/n单波长光源，被配置为产生激发光源；/n限定内腔的样品保持器，被配置为保持样品并且包括对所述激发光源透明的表面；/n一个或多个底座，附接到所述光源或所述样品保持器中的至少一个，并且被配置为改变所述激发光源在所述表面上的入射角；/n一个或多个光学组件，位于从所述表面发射的荧光发射的路径中，并且被配置为将所述荧光发射引导到检测器；以及/n检测器，被配置为检测所述荧光发射的强度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170821 US 15/682,0261.一种荧光测量装置，包括：
单波长光源，被配置为产生激发光源；
限定内腔的样品保持器，被配置为保持样品并且包括对所述激发光源透明的表面；
一个或多个底座，附接到所述光源或所述样品保持器中的至少一个，并且被配置为改变所述激发光源在所述表面上的入射角；
一个或多个光学组件，位于从所述表面发射的荧光发射的路径中，并且被配置为将所述荧光发射引导到检测器；以及
检测器，被配置为检测所述荧光发射的强度。


2.根据权利要求1所述的荧光测量装置，其中，所述一个或多个底座包括附接到所述光源的可移动底座，所述可移动底座被配置为改变所述激发光源相对于所述样品保持器的表面的入射角。


3.根据权利要求1所述的荧光测量装置，其中，入射角的范围能够在0°-80°的范围内。


4.根据权利要求1所述的荧光测量装置，还包括位于所述样品保持器的表面和所述检测器之间的滤光器，所述滤光器被配置为允许特定范围的波长通过所述滤光器。


5.根据权利要求1所述的荧光测量装置，还包括：
透镜，位于所述样品保持器的表面和所述检测器之间，所述透镜被配置为收集由荧光发射发出的光并引导由荧光发射发出的光朝向所述检测器；以及
光纤光缆，连接在所述透镜和所述检测器之间，所述光纤光缆被配置为将光从所述透镜引导到所述检测器。


6.根据权利要求1所述的荧光测量装置，其中，所述样品包括碳氢化合物流体。


7.根据权利要求1所述的荧光测量装置，其中，所述样品是不透明的。


8.根据权利要求1所述的荧光测量装置，其中，所述光源的波长包括紫外波长。


9.一种方法，包括：
由限定内腔的样品保持器来接收液体样品，所述样品保持器被配置为保持样品并且包括对激发光源透明的表面；
通过由单波长光源产生的光在所述液体样品中诱发荧光；
改变所述样品保持器的表面与所述光之间的入射角；以及
通过检测器检测随着所述入射角的改变的荧光强...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊扎特·赫加齐，文森特·坎宁安，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA