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_3

文档序号:8317612阅读:来源:国知局
[0107] 第一高压表10分别与中压容器6和高压容器7的气腔相连接,以检测二者的气腔 压力;
[0108] 第二高压表11为一个量程为60mpa的压力表,其分别与中压容器6和高压容器7 的增压腔相连接,以检测二者的增压腔压力;
[0109] 泄压口 15分别与中压容器6和高压容器7的增压腔相连接,压力液体通过泄压口 15流出,降低所述气腔以及二者增压腔内的压力。
[0110] 气体探测器为GM2000E型点型可燃气体探测器,其设置在系统外壳表面,用于检 测实验过程中可燃气体的泄漏程度。
[0111] 拉曼检测模块包括GeoFlUid FIS20型毛细管包裹体12、拉曼光谱仪13以及计算 机16 ;
[0112] 毛细管包裹体12的输入端与的中压容器6以及高压容器7的气腔出口相连接,拉 曼光谱仪13的入射光照射毛细管包裹体12,拉曼光谱仪13的信号采集端与计算机16相连 接。
[0113] 系统中各模块的节点处分别设置有阀门,其具体为:
[0114] 三条气体输入管路的出口处分别设置有一号阀门S1、二号阀门S2以及三号阀门 S3 ;
[0115] 真空泵4的输出端设置有四号阀门S4 ;
[0116] 体积转移器3的入口处设置有五号阀门S5,体积转移器3出口与中压容器6气腔 入口之间设置有七号阀门S7 ;
[0117] 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,并在此气体通路 中设置六号阀门S6 ;第二个输入端与中压容器6和高压容器7相连接,并在此气体通路中 设置八号阀门S8 ;七号阀门S7隔断六号阀门S6与八号阀门S8之间的气体通路;
[0118] 中压容器6的气腔出口设置有九号阀门S9、中压容器6的增压腔入口设置有十四 号阀门S14 ;高压容器7的气腔出口设置有十号阀门S10,高压容器7的增压端入口设置有 十三号阀门S13 ;
[0119] 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 ;毛细管包裹体12的入口设置有十一号阀门Sll。
[0120] 实施例1
[0121] 本发明利用所述系统结合拉曼光谱仪对室温下包裹体中甲烷气的压力与拉曼位 移的关系进行了研究,甲烷气体的纯度大于或等于99. 999% ;
[0122] 具体步骤为:
[0123] 步骤1,所述系统搭建步骤:
[0124] 将所述气瓶1、减压阀2、体积转移器3、中压容器6以及所述拉曼检测模块依次连 接,并在各部件的节点处设置所述阀门;
[0125] 步骤2,参数设置步骤:
[0126] 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 0· 8mpa、实验所需气体体积值、气体管线中的真空压力值0· OOOlmpa以及一组拉曼光谱检 测实验所需气体压力值;
[0127] 步骤3,抽真空处理步骤:
[0128] 步骤3-1 :关闭所述减压阀2,打开所述一号阀门S1、二号阀门S2、三号阀门S3、 五号阀门S5、七号阀门S7、九号阀门S9、十号阀门SlO以及^ 号阀门S11,关闭所述四号 阀门S4、六号阀门S6、八号阀门S8、十二号阀门S12、十三号阀门S13、十四号阀门S14以及 十五号阀门S15 ;
[0129] 步骤3-2 :开启所述真空泵4,打开所述四号阀门S4,对所述系统中的气体管线做 抽真空处理;同时,通过所述低压表14读取所述气体管线的压力值,并与所述步骤2设置的 真空压力值进行比对;
[0130] 若所述低压表14的读数大于或等于所述真空压力值,则重复执行所述步骤3-2 ;
[0131] 若所述低压表14的读数小于所述真空压力值,则关闭所述一号阀门S1、二号阀 门S2、三号阀门S3、四号阀门S4、七号阀门S7、九号阀门S9、十号阀门SlO以及十一号阀门 Sl 1,关闭所述真空泵4,并跳转至步骤4 ;
[0132] 步骤4,甲烷气输入步骤:
[0133] 步骤4-1,调节所述减压阀2的压力值与所述步骤2的预设值相等;
[0134] 步骤4-2,打开所述一号阀门S1,由气瓶1输出甲烷气,经所述减压阀2减压后,传 输至所述体积转移器3 ;关闭所述一号阀门Sl、五号阀门S5,通过所述体积转换器3读取气 体体积值,并将读取的气体体积值与所述步骤2预设的实验所需气体体积值进行比对;
[0135] 若读取的气体体积值小于所述步骤2预设的实验所需气体体积值,则重复执行所 述步骤4-2 ;
[0136] 若读取的气体体积值等于所述步骤2预设的实验所需气体体积值,则顺序执行步 骤 4-3 ;
[0137] 步骤4-3,打开所述七号阀门S7、九号阀门S9、十四号阀门S14以及十五号阀门 S15,使所述体积转移器3中的气体传输至所述中压容器6,关闭所述七号阀门S7、九号阀门 S9、十四号阀门S14以及十五号阀门S15 ;
[0138] 步骤5, 一级增压步骤:
[0139] 步骤5-1,打开所述六号阀门S6和八号阀门S8,将所述气体管线中气体通过所述 排气口 5排净,关闭所述六号阀门S6和八号阀门S8 ;
[0140] 步骤5-2,开启所述真空泵4,打开所述四号阀门S4、五号阀门S5以及七号阀门 S7,对所述气体管线做抽真空处理;同时,通过所述低压表14读取所述气体管线的压力值, 并与所述步骤2预设的实验所需的真空压力值进行比对;
[0141] 若读取的气体管线的压力值大于或等于实验所需的所述真空压力值,则重复执行 所述步骤5-2 ;
[0142] 若读取的气体管线的压力值小于实验所需的所述真空压力值,则关闭所述四号阀 门S4、五号阀门S5以及七号阀门S7,同时关闭所述真空泵4,并顺序执行步骤5-3 ;
[0143] 步骤5-3,打开所述十二号阀门S12,启动所述电动增压泵9,将所述储水箱8中的 水注入所述电动增压泵S12内腔,关闭所述十二号阀门S12 ;
[0144] 步骤5-4,开启所述九号阀门S9、十一号阀门Sll以及十四号阀门S14,将所述电动 增压泵9内腔中的水注入到所述中压容器6中,推动所述中压容器6内腔中的活塞移动,压 缩所述活塞一端的气体体积,从而使气体压力升高;同时,利用所述第一高压表10获取所 述中压容器6中的气体压力值,并与所述步骤2中预设的实验所需气体压力值进行比对;
[0145] 若读取的气体压力值小于实验所需气体压力值,则重复执行所述步骤5-4 ;
[0146] 若读取的气体压力值等于实验所需气体压力值,则停止所述电动增压泵9,并跳转 至所述步骤6 ;
[0147] 步骤6,拉曼光谱检测步骤:
[0148] 开启所述拉曼光谱仪13,利用所述拉曼光谱仪13向所述毛细管包裹体12进行激 光入射,并通过所述计算机16获取相应气体压力下的拉曼光谱图;
[0149] 步骤7,重复执行所述步骤5-4至步骤6,按照0. 3-0. 4Mpa的压力梯度对甲烷气 进行逐级增加并进行激光拉曼在线分析,直至获取全部实验所需气体压力值下的拉曼光谱 图;
[0150] 步骤8,分析步骤:
[0151] 利用所述计算机16将各实验所需气体压力值下得到的拉曼光谱图进行汇总分 析,获得甲烷气的拉曼位移值与压力对应值如表1所示;
[0152] 表 1
【主权项】
1. 用于拉曼光谱仪的气体在线定量混合增压系统,所述系统包括气体输入模块、增压 模块以及气体输出模块;所述气体输入模块的输出端与所述增压模块的输入端相连接,所 述增压模块的输出端与所述气体输出模块的输入端相连接; 其特征在于: 所述气体输入模块包括至少一条气体输入管线;所述增压模块包括增压容器; 所述系统还包括体积转移器(3)、真空泵(4)以及排气口(5); 所述体积转移器(3)的气体入口与所述气体输入管线相连接,所述体积转移器(3)的 气体出口与所述增压容器的气体入口相连接;所述真空泵(4)设置在所述气体输入管线 中,所述排气口(5)分别与所述体积转移器(3)的气体出口以及所述增压容器的气体出口 相连接; 所述体积转移器(3)内部为活塞式内腔,各条所述气体输入管线输出的气体通过所述 体积转移器(3)获取定量体积,各路定量体积气体由所述体积转移器(3)分别传输至所述 增压模块,通过所述增压模块对各路所述定量体积气体进行混合、增压处理后,输出定量混 合气体。
2. 根据权利要求1所述的用于拉曼光谱仪的气体在线定量混合增压系统,其特征在 于: 所述体积转移器(3)包括气体量取容器(3-1)、活
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