红外光谱气体分析装置制造方法及图纸

本公开是关于一种红外光谱气体分析装置，属于石油开采领域。红外光谱气体分析装置包括第一气室、第二气室、迈克尔逊干涉仪、检测单元、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜和第四反射镜；第一气室位于迈克尔逊干涉仪和检测单元之间，第一光线入口朝向迈克尔逊干涉仪的出光口，第一光线出口朝向检测单元的入光口。第一反射镜的反射面朝向第二光线入口，第二反射镜的反射面朝向第二光线出口。当第三反射镜位于第一光线入口和迈克尔逊干涉仪的出光口之间，第四反射镜位于第一光线出口和检测单元的入光口之间时，光依次经过第三反射镜、第一反射镜、第二气室、第二反射镜、第四反射镜和检测单元，光在第二气室中的光程和在第一气室中的光程不同。光程不同。光程不同。

【技术实现步骤摘要】
红外光谱气体分析装置


[0001]本公开涉及石油开采领域，特别涉及一种红外光谱气体分析装置。

技术介绍

[0002]在石油开采中，需要对从钻井液中分离出的烃类气体进行浓度测试来判断含油气层段中油气的含量。在石油开采领域，常采用红外光谱气体分析装置进行烃类气体的浓度测试。
[0003]红外光谱气体分析装置是一种用于测试气体浓度的装置。红外光谱气体分析装置包括迈克尔逊干涉仪、气室和检测仪，气室位于迈克尔逊干涉仪和检测仪之间。待测气体位于气室中，红外光经过迈克尔逊干涉仪后变成干涉光，干涉光进入气室，干涉光穿过气室后进入检测仪中，气体中烃类气体的浓度不同，干涉光在气室中能量损失不同，检测仪对经过气室的干涉光进行能量分析，得出待测气体中烃类气体的浓度。
[0004]通过实验验证不同的气室可检测的气体的浓度有限，相关技术中，红外光谱气体分析装置只包括一个气室，能够分析的气体浓度区间受限，不能满足石油钻探中地层气体全量程覆盖，而不同浓度范围的气体需要不同光程的气室，使得红外光谱气体分析装置仅能检测浓度在该气室对应的浓度范围内的气体，当需要测量其他浓度的气体时，需要更换气室，效率低下。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种红外光谱气体分析装置，可以测量多个浓度范围内的气体中烃类气体的浓度。所述技术方案如下：
[0006]本公开提供了一种红外光谱气体分析装置，所述红外光谱气体分析装置包括：第一气室、第二气室、迈克尔逊干涉仪、检测单元、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜和第四反射镜；/>[0007]所述第一气室位于所述迈克尔逊干涉仪和所述检测单元之间，且所述迈克尔逊干涉仪、所述第一气室和所述检测单元沿第一方向排布，所述第一方向为所述迈克尔逊干涉仪的出光方向，所述第一气室具有第一光线入口和第一光线出口，所述第一光线入口朝向所述迈克尔逊干涉仪的出光口，所述第一光线出口朝向所述检测单元的入光口；
[0008]所述第二气室位于所述第一气室的一侧，且所述第一气室和所述第二气室沿第二方向排布，所述第二方向和所述第一方向相互垂直，所述第二气室具有第二光线入口和第二光线出口；
[0009]所述第一反射镜的反射面朝向所述第二光线入口，所述第二反射镜的反射面朝向所述第二光线出口；
[0010]所述第三反射镜和所述第四反射镜沿所述第二方向可移动地布置，当所述第三反射镜位于所述第一光线入口和所述迈克尔逊干涉仪的出光口之间，所述第四反射镜位于所述第一光线出口和所述检测单元的入光口之间时，所述迈克尔逊干涉仪射出的光依次经过
所述第三反射镜、所述第一反射镜、所述第二气室、所述第二反射镜、所述第四反射镜和所述检测单元；并且，所述迈克尔逊干涉仪射出的光在所述第二气室中的光程和在所述第一气室中的光程不同。
[0011]在本公开实施例的一种实现方式中，所述迈克尔逊干涉仪射出的光在所述第二气室中的光程大于在所述第一气室中的光程。
[0012]在本公开实施例的一种实现方式中，所述红外光谱气体分析装置还包括位于所述第二气室内的第一平面反射镜、第二平面反射镜、第一凹面反射镜、第二凹面反射镜和第三凹面反射镜；
[0013]所述第一平面反射镜位于所述第二光线入口处，所述第一平面反射镜的反射面朝向所述第二光线入口；
[0014]所述第二平面反射镜位于所述第二光线出口处，所述第二平面反射镜的反射面朝向所述第二光线出口；
[0015]所述第一凹面反射镜位于所述第一平面反射镜和所述第二平面反射镜之间，所述第二凹面反射镜的反射面和所述第三凹面反射镜的反射面分别与所述第一凹面反射镜的反射面相对，所述第二凹面反射镜的反射面还与所述第一平面反射镜的反射面相对，所述第三凹面反射镜的反射面还与所述第二平面反射镜的反射面相对；
[0016]从所述第二光线入口入射的光依次经过所述第一平面反射镜、所述第二凹面反射镜、所述第一凹面反射镜、所述第三凹面反射镜、所述第一凹面反射镜、所述第二凹面反射镜、所述第一凹面反射镜、所述第三凹面反射镜、所述第二平面反射镜、所述第二反射镜、所述第四反射镜和所述检测单元；或者，
[0017]从所述第二光线入口入射的光依次经过所述第一平面反射镜、所述第二凹面反射镜、所述第一凹面反射镜、所述第三凹面反射镜、所述第二平面反射镜、所述第二反射镜、所述第四反射镜和所述检测单元。
[0018]在本公开实施例的一种实现方式中，所述红外光谱气体分析装置还包括：传动组件和电机；
[0019]所述第三反射镜和所述第四反射镜分别通过所述传动组件与所述电机的驱动轴连接。
[0020]在本公开实施例的一种实现方式中，所述红外光谱气体分析装置还包括电机控制器，所述电机控制器的输出端与所述电机的控制端连接。
[0021]在本公开实施例的一种实现方式中，所述迈克尔逊干涉仪射出的光在所述第一气室中的光程在1米至3米之间。
[0022]在本公开实施例的一种实现方式中，所述迈克尔逊干涉仪射出的光在所述第二气室中的光程在3厘米至7厘米之间。
[0023]在本公开实施例的一种实现方式中，所述第一气室具有第一进气口和第一出气口，所述第二气室具有第二进气口和第二出气口。
[0024]在本公开实施例的一种实现方式中，所述红外光谱气体分析装置还包括样品泵；
[0025]所述样品泵的出口分别与所述第一进气口和所述第二进气口连通。
[0026]在本公开实施例的一种实现方式中，所述第一气室的壳体和所述第二气室的壳体均为不锈钢壳体，所述第一光线入口、所述第一光线出口、所述第二光线入口和所述第二光
线出口处均具有透光窗片。
[0027]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0028]在本公开实施例提供的红外光谱气体分析装置中，第一气室和第二光室都可以用于装待测的气体，红外光通过迈克尔逊干涉仪后变成干涉光，干涉光从迈克尔逊干涉仪的出光口射出，干涉光进入第一气室或第二光室，待测气体吸收干涉光的能量，干涉光从第一气室或第二光室射出后进入检测单元，检测单元通过检测干涉光的能量确定待测气体中烃类气体的浓度。
[0029]由于第三反射镜和第四反射镜沿第二方向可移动地布置，当需要使用第一光室时，将第三反射镜从第一光线入口处移走，将第四反射镜从第一光线出口处移走，迈克尔逊干涉仪的出光口射出的干涉光从第一光线入口进入第一光室，干涉光在第一光室内传播，并从第一光线出口进入检测单元。当需要使用第二光室时，将第三反射镜放置在第一光线入口和迈克尔逊干涉仪的出光口之间，将第四反射镜放置在第一光线出口和检测单元的入光口之间，迈克尔逊干涉仪的出光口射出的干涉光依次经过第三反射镜、第一反射镜、第二气室、第二反射镜、第四反射镜和检测单元。由于迈克尔逊干涉仪射出的干涉光在第二气室中的光程和在第一气室中的光程不同，红外光谱气体分析装置可以检测多个浓度范围内的气体的浓度，在测量不同浓度的气体时，可以直接通过控制第三反射镜和第四反射镜的位置来更换气室，更加快本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外光谱气体分析装置，其特征在于，所述红外光谱气体分析装置包括：第一气室(10)、第二气室(20)、迈克尔逊干涉仪(30)、检测单元(40)、第一反射镜(50)、第二反射镜(60)、第三反射镜(70)和第四反射镜(80)；所述第一气室(10)位于所述迈克尔逊干涉仪(30)和所述检测单元(40)之间，且所述迈克尔逊干涉仪(30)、所述第一气室(10)和所述检测单元(40)沿第一方向排布，所述第一方向为所述迈克尔逊干涉仪(30)的出光方向，所述第一气室(10)具有第一光线入口(101)和第一光线出口(102)，所述第一光线入口(101)朝向所述迈克尔逊干涉仪(30)的出光口(301)，所述第一光线出口(102)朝向所述检测单元(40)的入光口(401)；所述第二气室(20)位于所述第一气室(10)的一侧，且所述第一气室(10)和所述第二气室(20)沿第二方向排布，所述第二方向和所述第一方向相互垂直，所述第二气室(20)具有第二光线入口(201)和第二光线出口(202)；所述第一反射镜(50)的反射面朝向所述第二光线入口(201)，所述第二反射镜(60)的反射面朝向所述第二光线出口(202)；所述第三反射镜(70)和所述第四反射镜(80)沿所述第二方向可移动地布置，当所述第三反射镜(70)位于所述第一光线入口(101)和所述迈克尔逊干涉仪(30)的出光口(301)之间，所述第四反射镜(80)位于所述第一光线出口(102)和所述检测单元(40)的入光口(401)之间时，所述迈克尔逊干涉仪(30)射出的光依次经过所述第三反射镜(70)、所述第一反射镜(50)、所述第二气室(20)、所述第二反射镜(60)、所述第四反射镜(80)和所述检测单元(40)；并且，所述迈克尔逊干涉仪(30)射出的光在所述第二气室(20)中的光程和在所述第一气室(10)中的光程不同。2.根据权利要求1所述的红外光谱气体分析装置，其特征在于，所述迈克尔逊干涉仪(30)射出的光在所述第二气室(20)中的光程大于在所述第一气室(10)中的光程。3.根据权利要求2所述的红外光谱气体分析装置，其特征在于，所述红外光谱气体分析装置还包括位于所述第二气室(20)内的第一平面反射镜(901)、第二平面反射镜(902)、第一凹面反射镜(903)、第二凹面反射镜(904)和第三凹面反射镜(905)；所述第一平面反射镜(901)位于所述第二光线入口(201)处，所述第一平面反射镜(901)的反射面朝向所述第二光线入口(201)；所述第二平面反射镜(902)位于所述第二光线出口(202)处，所述第二平面反射镜(902)的反射面朝向所述第二光线出口(202)；所述第一凹面反射镜(903)位于所述第一平面反射镜(901)和所述第二平面反射镜(902)之间，所述第二凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东生，陈志伟，宋明会，孙海钢，闫飞，董飞，梁宝安，孙海波，孟祥文，赵元，张五才，李东军，刘晓静，凌风春，田士伟，郑丽君，余多光，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：新型
国别省市：