用于拉曼光谱仪的气体在线定量混合增压系统及操作方法_2

文档序号:8317612阅读:来源:国知局
述高压容器7的增压 端入口设置有十三号阀门S13 ;
[0045] 储水箱8的输出端设置有十二号阀门S12,泄压口 15的输入端设置有十五号阀门 S15 ;
[0046] 毛细管包裹体12的入口设置有十一号阀门Sll。
[0047] 本发明的第二个保护主题是:利用所述系统的多元气体在线定量混合配制方法;
[0048] 所述配置方法的具体步骤为:
[0049] 步骤1,系统搭建步骤:
[0050] 将各所述气体输入管线并行设置在所述体积转移器3入口,所述体积转移器3的 出口与所述中压容器6的气腔入口相连接,所述中压容器6的气腔出口与所述高压容器7 的气腔入口相连接,所述高压容器7的气腔出口与所述毛细管包裹体12的入口相连接,所 述增压单元的输出端分别与所述中压容器6和高压容器7的增压腔相连接;
[0051] 步骤2,参数设置步骤:
[0052] 在所述计算机16中设置实验参数,所述实验参数包括所述减压阀2的压力值、定 量混合气体中各路气体的体积值、定量混合气体的压力值、所述中压容器6的压力承载上 限值、所述高压容器7的压力承载上限值;
[0053] 步骤3,多元气体输入步骤:
[0054] 对每路所述气体输入管线分别执行步骤3-1至步骤3-3,将各路气体分别输入所 述中压容器6的气腔中,并在所述气腔中混合均匀,得到定量混合气体,其具体过程是:
[0055] 步骤3-1,抽真空步骤;
[0056] 利用所述真空泵4对所述气体输入管线抽真空;
[0057] 步骤3-2,量取定量气体体积步骤;
[0058] 移动所述活塞3-2,调整所述气体量取容器3-1的容积,以符合所述步骤2设置的 各路气体的体积值;
[0059] 气体在负压作用下由所述气瓶1,经所述减压阀2减压后,传输至所述气体量取容 器 3-1 ;
[0060] 再次移动所述活塞3-2,使所述气体量取容器3-1的容积归零,即采用所述活塞 3-2将定量气体推送至所述中压容器6的气腔中;
[0061] 步骤3-3,混合步骤;
[0062] 将各路定量气体在所述中压容器6气腔中静置至少2个小时,得到定量混合气 体;
[0063] 步骤4,多元定量混合气体的二级增压步骤:
[0064] 步骤4-1,利用所述电动增压泵9将高压水源注入所述中压容器6的增压腔,对所 述定量混合气体加压,直至所述定量混合气体的压力值达到所述中压容器6的压力承载上 限;
[0065] 步骤4-2,将所述定量混合气体由所述中压容器6气腔传输至所述高压容器7气 腔;
[0066] 步骤4-3,再次利用所述电动增压泵9将高压水源注入所述高压容器7的增压腔, 对所述定量混合气体加压,直至所述定量混合气体的压力值达到所述步骤2的预设值; [0067] 步骤4-4,将所述定量混合气体由所述高压容器7气腔传输至所述毛细管包裹体 12 ;
[0068] 步骤5,拉曼光谱检测步骤:
[0069]向所述毛细管包裹体12发射激光,并利用所述拉曼光谱仪13采集激光散射信号, 并将采集到的激光散射信号传输至所述计算机16,通过所述计算机16获取当前气体压力 条件下的拉曼光谱图;
[0070] 步骤6,重复执行所述步骤4至步骤5,获取下一个气体压力值条件下的拉曼光谱 图,直至获取全部实验所需气体压力值下的拉曼光谱图;
[0071] 步骤7,分析步骤:
[0072] 利用所述计算机16将所述步骤6中得到的拉曼光谱图进行汇总分析,得到峰面积 和峰商;
[0073] 步骤8,系统复位步骤:
[0074] 将所述中压容器6、高压容器7以及气体管线中的残余物质通过所述排气口 5和泄 压口 15排出所述系统。
[0075] 在对所述定量混合气体进行二级增压过程中,通过所述第二高压表11实时监测 所述中压容器6以及高压容器7中的增压腔压力,并与所述步骤2中预设的压力承载上限 值进行比对;
[0076] 若所述增压腔的压力值大于预设值,则控制压力液体通过所述泄压口 15排出系 统,降低所述增压腔的压力,直至其小于预设值。
[0077] 与现有技术相比,本发明可以安全地进行混合气体高压模拟实验;本系统与毛细 管合成包裹体联用,操作简单灵活、安全性高、气路密闭性好,能够准确有效地对不同组成 的流体拉曼光谱与压力、组成的关系进行研究,保证了分析结果的可靠性,具有较高的生产 和科研价值。
【附图说明】
[0078] 图1为现有的气体在线增压系统工作流程图;
[0079] 图2a为本发明的气体在线定量混合增压系统的装置流程图;
[0080] 图2b为体积转移器的结构示意图;
[0081] 图3为甲烷气的拉曼位移与压力散点图;
[0082] 图4a为盐度0%时,甲烷气水溶液的溶解度与ICH4/H20之间的标准曲线图;
[0083] 图4b为盐度5. 5%时,甲烷气水溶液的溶解度与ICH4/H20之间的标准曲线图;
[0084] 图4c为盐度10%时,甲烷气水溶液的溶解度与ICH4/H20之间的标准曲线图;
[0085] 图4d为盐度14. 3%时,甲烷气水溶液的溶解度与ICH4/H20之间的标准曲线图;
[0086] 图5为商用标样与在线混样拉曼谱图;
[0087] 附图标号说明:
[0088] 1-气瓶;2-减压阀;3-体积转移器;4-真空泵;5-排气口;
[0089] 6-中压容器;7-高压容器;8-储水箱;9-电动增压泵;10-第一高压表;
[0090] 11-第二高压表;12-毛细管包裹体;13-拉曼光谱仪;14-低压表;
[0091] 15-泄压口; 16-计算机;
[0092] 3-1气体量取容器;3-2活塞;3-3螺杆;3-4刻度盘;3-5刻度指针;
[0093] 3-6 手柄;
[0094] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细地说明,本发明的保护范围 不局限于下述的【具体实施方式】。
【具体实施方式】
[0095] 如图2a、图2b所示,用于拉曼光谱仪的气体在线定量混合增压系统;
[0096] 所述系统包括气体输入模块、体积转移器3、真空泵4、排气口 5、增压模块、拉曼检 测模块以及报警模块;
[0097] 其中,气体输入模块包括三条并行设置的气体输入管线,每条所述气体输入管线 分别包括气瓶1和减压阀2 ;减压阀2设置在气瓶1与体积转移器3之间的气体输入管线 上;
[0098] 体积转移器3包括气体量取容器3-1、活塞3-2、螺杆3-3、刻度盘3-4、刻度指针 3-5以及手柄3-6 ;所述气体量取容器3-1的输入端与减压阀2输出端相连接,所述气体量 取容器3-1的输出端与所述中压容器6气腔入口相连接;所述活塞3-2活动设置在所述气 体容器3-1中,所述螺杆3-3 -端与所述活塞3-2固定连接,所述螺杆3-3另一端与所述手 柄3-6相连接;所述刻度盘3-4和刻度指针3-5分别设置在所述气体量取容器3-1上; [0099] 通过旋转所述手柄3-6,使所述螺杆3-3带动所述活塞3-2沿所述气体量取容器 3-1内腔做往复运动,所述气体量取容器3-1的容积大小通过所述刻度盘3-4和刻度指针 3-5指示。真空泵4和低压表14分别设置在加压阀2与体积转移器3之间的气体输入管线 中;
[0100] 所述气体量取容器3-1的容积上限为250ml ;
[0101] 增压模块包括增压容器和增压单元;
[0102] 增压容器包括中压容器6和高压容器7 ;中压容器6的气腔入口与体积转移器3的 出口相连接,中压容器6的气腔出口与高压容器7的气腔入口相连接,且同时与拉曼检测模 块入口相连接;高压容器7的气腔出口与拉曼检测模块的入口相连接;
[0103] 中压容器6的压力承载上限为20mpa,高压容器7的压力承载上限为50mpa。
[0104] 增压单元包括储水箱8和电动增压泵9 ;储水箱8的出水口与电动增压泵9内腔 相连通;电动增压泵9的输出端分别与中压容器6和高压容器7的增压腔相连接;电动增压 泵9将高压水源分别注入所述增压腔,压缩所述气腔容积,使气体压力升高。
[0105] 排气口 5包含两个输入端,第一个输入端与体积转移器3相连接,第二个输入端与 中压容器6和高压容器7相连接;
[0106] 报警模块包括第一高压表10、第二高压表11、泄压口 15以及气体探测器;
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