本发明专利技术提供了一种现场碳同位素光谱检测装置，包括阀门，设置有进样口和气路；色谱柱，所述进样口通过所述气路与所述色谱柱的输入端连接，气态样品的各个组分在色谱柱中发生分离并按照顺序从色谱柱中排出；燃烧池，所述燃烧池的输入端通过所述气路与所述色谱柱的输出端连接，各种含碳组分会在燃烧池中被完全氧化转变为二氧化碳和水蒸气；光谱模块，所述光谱模块的输入端通过所述气路与所述燃烧池的输出端口连接，所述二氧化碳气体进入所述光谱模块中，被光谱模块检测得到同位素值。本发明专利技术装置测量所需样品量为微升级别，因而可应用于分析气袋、取气管、取气罐等现场采样样品，同时可应用于井口全自动实时分析随钻气等连续生产气样品。产气样品。产气样品。
【技术实现步骤摘要】
一种现场碳同位素光谱检测装置及检测方法
[0001]本专利技术涉及碳同位素光谱检测装置，具体的涉及现场碳同位素光谱检测装置。
技术介绍
[0002]在传统的油气勘探开发中，碳同位素在油源对比、沉积环境分析、成熟度研究、地质事件分析和古环境分析中均有较好的应用，传统的质谱单体同位素测量仪价格昂贵，对检测环境稳定性要求高，便携性差且维护复杂。因此，同位素分析还多停留于现场取样实验室分析的工作模式，这极大限制了样品检测的实时性和其在油气勘探中的应用。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供高精度激光碳同位素的测量装置，实现现场碳同位素光谱检测。
[0004]为了实现以上目的及其他目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种现场碳同位素光谱检测装置，包括
[0005]阀门，设置有进样口和气路；
[0006]色谱柱，所述进样口通过所述气路与所述色谱柱的输入端连接，气态样品的各个组分在色谱柱中发生分离并按照顺序从色谱柱中排出；
[0007]燃烧池，所述燃烧池的输入端通过所述气路与所述色谱柱的输出端连接，各种含碳组分会在燃烧池中被完全氧化转变为二氧化碳和水蒸气；
[0008]光谱模块，所述光谱模块的输入端通过所述气路与所述燃烧池的输出端口连接，所述二氧化碳气体进入所述光谱模块中，被光谱模块检测得到同位素值。
[0009]在一实施例中，所述光谱模块包括红外激光器，空心波导管和第一中红外激光探测器，所述二氧化碳流入所述空心波导管中，所述中红外激光器发射激光穿过所述空心波导管，所述第一中红外激光探测器探测穿出所述空心波导管的激光。
[0010]在一实施例中，所述空心波导管具有气体腔室，所述空心波导管窗口片能通过中红外激光。
[0011]在一实施例中，所述光谱模块还包括参考管，所述参考管内装有特定浓度的CO2气体，作为所述光谱模块寻找CO2特征峰的参考。
[0012]在一实施例中，所述光谱模块还包括第二中红外激光探测器，所述第二中红外激光探测器探测穿过所述参考管的激光。
[0013]在一实施例中，所述光谱模块还包括数据采集卡，所述数据采集卡采集所述第一和第二中红外激光探测器的输出数据。
[0014]在一实施例中，所述光谱模块还包括数据处理系统，所述数据处理系统采集所述数据采集卡的数据，通过积分可计算出二氧化碳气体中所含有的同位素比值。
[0015]在一实施例中，所述光谱模块包括温度控制器，所述温度控制器控制所述中红外激光器、空心波导管的温度。
[0016]本专利技术还提供一种现场碳同位素光谱检测检测方法，包括如下步骤：
[0017]步骤S1，等待温度和基线稳定，
[0018]步骤S2，判断是否自动进样，
[0019]如果自动进样，步骤S3设置稀释比，并通过定量环进样；
[0020]如果手动进样，步骤S4手动进样，
[0021]进样完成后，启动测试，步骤207显示并保存数据。
[0022]本专利技术实现了高精度激光碳同位素的测量。该装置稳定性好、抗干扰性强，能同时应用于实验室环境以及井口现场等恶劣的野外环境。装置测量所需样品量为微升级别，因而可应用于分析气袋、取气管、取气罐等现场采样样品，同时可应用于井口全自动实时分析随钻气等连续生产气样品。具有良好的使用和推广价值。
附图说明
[0023]图1显示为本专利技术检测装置的结构示意图。
[0024]图2显示为本专利技术检测方法的流程图。
[0025]图3显示为本专利技术光谱模块的机构示意图。
[0026]图4显示为本专利技术一实施例中光谱分析结果波形图。
具体实施方式
[0027]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。
[0028]须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域的技术人员了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。
[0029]如图1所示，本专利技术的检测装置，包括阀门1、色谱柱2、燃烧池3和光谱模块4，所述色谱柱2、燃烧池3和光谱模块4与所述阀门1连接，并通过所述阀门1中设置的气路相互之间连同。所述阀门1还设置有至少一个自动进样口12和至少一个手动进样口11，气态样品通过至少一个自动进样口12和至少一个手动进样口11进入到阀门1中并通过气路进入到色谱柱2中。当气态样品进入到色谱柱2中，气态样品的各个组分在色谱柱2中发生分离并按照顺序从色谱柱2中排出，伴随载气(零空气)经过阀门1中的气路进入到燃烧池3中，在燃烧池3中催化剂的作用下，各种含碳组分会被完全氧化转变为二氧化碳和水蒸气。二氧化碳气体经过open split接口进入到光谱模块4中，被光谱模块4检测得到同位素值。其余的气体排空。所述open split接口包括TPU管和PEEK管，所述PEEK管套设于所述TPU管之外，TPU管连接燃烧池3的出口，PEEK管连接光谱模块4。
[0030]手动进样，使用进样针抽取适量气体后，通过手动进样口11进样。
[0031]自动进样，气体稀释模块根据器接收到的稀释比值，对样品气进行稀释，使样品气浓度满足检测需求；气体稀释模块另一方面可稀释CO2气体，通过配置不同浓度的CO2气体用于矫正不同浓度下的红外吸收峰，内置的流量计可配置浓度准确性变化小于1％，系统可
实时测量不同浓度的同位素值。自动进样口12配有定量环，用于自动进样时，保证样品气进样量始终固定。
[0032]载气经过电子压力控制器进入阀门，可控制载气(零空)的压力，维持管路压力的稳定，用于进样、洗气或排空。
[0033]切换阀门1，使得样品气、标准气、载气、CO2气有序流入色谱仪，从而达到分离样品气、洗气、排空等目的。
[0034]所述光谱模块4保持气体密闭且精确温控。如图3所示，所述光谱模块4包括，中红外激光器411、空心波导管416和中红外激光探测器417，空心波导管内部设有气体腔室，所述气体腔室为柱形孔，所述柱形孔一方面作为激光光路通道，另一方面作为待测气体流动通道，二氧化碳通过毛细管流入到空心波导管416中，中红外激光探测器417对流经空心波导管416的气体组分进行红外激光光谱检测。空心波导管416的窗口片能通过中红外激光。
[0035]中红外激光器411，发射波长在中红外波段的量子级联激光器，通过激光驱动器驱动，中红外激光器411发出的激光波长精确平滑地从一个波长调谐到另一个波长。中红外激光器411采用量子级联激光器能发射波长为4.6um的中红外激光，中红外激光器411输出功率大于30mW，工作温度在40
‑
60℃。
[0036]所述中红外激光探测器417本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种现场碳同位素光谱检测装置，其特征在于，包括阀门，设置有进样口和气路；色谱柱，所述进样口通过所述气路与所述色谱柱的输入端连接，气态样品的各个组分在色谱柱中发生分离并按照顺序从色谱柱中排出；燃烧池，所述燃烧池的输入端通过所述气路与所述色谱柱的输出端连接，各种含碳组分会在燃烧池中被完全氧化转变为二氧化碳和水蒸气；光谱模块，所述光谱模块的输入端通过所述气路与所述燃烧池的输出端口连接，所述二氧化碳气体进入所述光谱模块中，被光谱模块检测得到同位素值。2.如权利要求1所述一种现场碳同位素光谱检测装置，其特征在于，所述光谱模块包括红外激光器，空心波导管和第一中红外激光探测器，所述二氧化碳流入所述空心波导管中，所述中红外激光器发射激光穿过所述空心波导管，所述第一中红外激光探测器探测穿出所述空心波导管的激光。3.如权利要求2所述一种现场碳同位素光谱检测装置，其特征在于，所述空心波导管具有气体腔室，所述空心波导管窗口片能通过中红外激光。4.如权利要求3所述一种现场碳同位素光谱检测装置，其特征在于，所述光谱模块还包括参考管，所述参考管内装有特定浓...
【专利技术属性】
技术研发人员：史哲，朱地，于广友，景一峰，谢灵，康淑娟，张焕旭，
申请(专利权)人：苏州冠德能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。