【技术实现步骤摘要】
分层溶液上层液体厚度检测方法
本专利技术涉及激光技术，特别涉及基于激光等离子体光谱法的分层溶液上层液体厚度检测技术。
技术介绍
目前，在现实中有多种情况下需要测量两种不相溶液体的上层液体厚度，典型的例如油水分离时，以油水分离技术为例，目前已知的油水分离方法有重力式分离、过滤式分离、离心式分离、电分离、吸附分离及膜处理等，油水分离方法的发展也促进油水监测方法的快速发展，而油水监测中很重要的一点就是测量油层厚度，目前利用电导率差异、拉曼光谱法、激光超声遥感、热红外光谱、差分激光三角测量及光纤位移传感器等检测方法，实现了多种方式的油层厚度测量，替代了传统的标尺检测，且易于自动化。但在实际测量中，由于油品种类的复杂多样，油面的自身属性差异，例如化学组成、折射率、密度、颜色及透光性等，会使得已有测量方式的普适性受到限制。参见“AhmadH,YasinM,ThambiratnamK,etal.Fiberopticdisplacementsensorformicro-thicknessmeasurement[J].SensorReview,2012,32(3):230-235.”，其中，Ahmad,H等提出一种基于光纤的传感器，能够进行3μm以内的微厚度精细测量；参见“Denkilkian,Hovig；Koulakezian,Agop；Ohannessian,Rostom,etal.WirelessSensorforContinuoμsReal—TimeOilSpillThicknessandLocationMeasure...
【技术保护点】
1.分层溶液上层液体厚度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、预先确定所需要检测的分层溶液上层液体分子式及下层液体分子式，选择上层液体分子式中的上层特征元素及下层液体分子式中的下层特征元素，并确定上层特征元素在击穿光谱中的特征谱线与下层特征元素在击穿光谱中的特征谱线；/n步骤2、取一定量上层液体与下层液体组成样本溶液，且确定检测激光的能量及焦距，获取检测激光击穿样本溶液时的击穿距离及比例系数，所述比例系数是指上层特征元素的特征谱线中的特征峰与下层特征元素的特征谱线中的特征峰的比值和击穿区域中上层特征元素与下层特征元素的原子个数比的比例系数；/n步骤3、采用检测激光对所需要检测的分层溶液进行照射，获取当前击穿光谱，根据击穿距离、比例系数及所获取击穿光谱中的上层特征元素的特征谱线中的特征峰与下层特征元素的特征谱线中的特征峰的比值计算得出上层液体厚度。/n
【技术特征摘要】
1.分层溶液上层液体厚度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、预先确定所需要检测的分层溶液上层液体分子式及下层液体分子式，选择上层液体分子式中的上层特征元素及下层液体分子式中的下层特征元素，并确定上层特征元素在击穿光谱中的特征谱线与下层特征元素在击穿光谱中的特征谱线；
步骤2、取一定量上层液体与下层液体组成样本溶液，且确定检测激光的能量及焦距，获取检测激光击穿样本溶液时的击穿距离及比例系数，所述比例系数是指上层特征元素的特征谱线中的特征峰与下层特征元素的特征谱线中的特征峰的比值和击穿区域中上层特征元素与下层特征元素的原子个数比的比例系数；
步骤3、采用检测激光对所需要检测的分层溶液进行照射，获取当前击穿光谱，根据击穿距离、比例系数及所获取击穿光谱中的上层特征元素的特征谱线中的特征峰与下层特征元素的特征谱线中的特征峰的比值计算得出上层液体厚度。
2.如权利要求1所述的分层溶液上层液体厚度检测方法，其特征在于，步骤1中，所述选择上层液体分子式中的上层特征元素及下层液体分子式中的下层特征元素，并确定上层特征元素在击穿光谱中的特征谱线与下层特征元素在击穿光谱中的特征谱线的方法为：
若上层液体分子式或下层液体分子式中具有其独有的元素，则选择该元素的一条灵敏度最高的谱线作为该特征元素的特征谱线，该元素即为特征元素；
若上层液体分子式与下层液体分子式中所含有的元素完全相同，则选择选择强度差异大的谱线作为该元素的特征谱线，对应的元素即为特征元素；
若上层液体分子式与下层液体分子式所含有的元素不完全相同，且其独有的特征元素灵敏度低不便于计算时，则选择共有元素中强度差异大的特征谱线对应的元素作为特征元素，对应的特征谱线即为确定的特征谱线。
3.如权利要求1所述的分层溶液上层液体厚度检测方法，其特征在于，步骤2中，所述取一定量上层液体与下层液体组成样本溶液，且确定检测激光的能量及焦距，获取检测激光击穿样本溶液时的击穿距离，包括以下步骤：
步骤2A、取一定量上层液体与下层液体组成样本溶液，且确定检测激光的能量及焦距，所述检测激光能够击穿样本溶液中的上层液体，即检测激光击穿距离大于等于样本溶液中的上层液体厚度；
步骤2B、采用检测激光聚焦作用于样本溶液，同时采集其击穿光谱，根据击穿光谱信息得到上层特征元素与下层特征元素的特征峰强度比，并记录当前上层液体厚度及本次得到的特征峰强度比，同时判断本次得到特征峰强度比与上一次记录的特征峰强度比是否相同，若相同则进入步骤2D，否则进入步骤2C；
步骤2C、增加样本溶液中上层液体厚度，回到步骤2B；
步骤2D、上一次记录的特征峰强度比对应的上层液体厚度即为击穿距离。
4.如权利要求1所述的分层溶液上层液体厚度检测方法，其特征在于，步骤2中，所述取一定量上层液体与下层液体组成样本溶液，且确定检测激光的能量及焦距，获取检测激光击穿样本溶液时的击穿距离，包括以下步骤：
步骤201、取一定量上层液体与下层液体组成样本溶液，获取上层液体厚度，且预设一个检测激光的能量及焦距，所述检测激光能够击穿样本溶液中的上层液体，即检测激光击穿距离大于等于样本溶液中的上层液体厚度；
步骤202、采用检测激光聚焦作用于样本溶液，同时采集其击穿光谱，根据击穿光谱信息得到上层特征元素与下层特征元素的特征峰强度比，并记录当前检测激光的能量及焦距和本次得到的特征峰强度比，同时判断本次得到特征峰强度比与上一次记录的特征峰强度比是否相同，若相同则进入步骤204，否则进入步骤203；
步骤203、调整检测激光的能量及焦距，以使检测激光的击穿距离减小，回到步骤202；
步骤204、上一次记录的特征峰强度比对应的检测激光的能量及焦距即为所确定的检测激光的能量及焦距，上层液体厚度即为击穿距离。
5.如权利要求1所述的分层溶液上层液体厚度检测方法，其特征在于，步骤2中，比例系数根据以下方法进行计算：
当上层液体的特征元素与下层液体的特征元素不同且为其各自独有时，设：
上层液体的分子式为B0、D0及E0分别为元素、元素及元素的相对原子质量，其密度为ρup，特征元素为元素；
下层液体的分子式为T0、Y0...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩敬华，王瑞，冯国英，门金亮，
申请(专利权)人：四川大学，江苏瑞尔丽新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。