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_4

文档序号:8317612阅读:来源:国知局
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)的输入端与所述气体输入管线相连接,所述气体量取容器 (3-1)的输出端与所述增压容器的气体入口相连接;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; 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。
3. 根据权利要求1或2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: 所述气体输入模块包括1~3条所述气体输入管线,各所述气体输入管线并行设置; 每条所述气体输入管线分别包括气瓶(1)和减压阀(2);所述气瓶(1)出口与所述体积 转移器(3 )的气体入口相连接,所述减压阀(2 )设置在所述气瓶(1)与体积转移器(3 )之间 的气体输入管线上。
4. 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: 所述增压模块包括所述增压容器和增压单元; 所述增压容器包括中压容器(6)和高压容器(7),二者内腔均为活塞式结构,所述活塞 式结构包括用活塞隔开的气腔和增压腔; 所述中压容器(6)的气腔入口与所述体积转移器(3)的气体出口相连接,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 所述气体输出模块的输入端相连接;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)增压腔相连通; 各路气体在所述中压容器(6)的气腔中混合均匀,通过所述增压单元对所述中压容器 (6)中的气体进行一级增压,将一级增压后的气体传输至所述高压容器(7)的气腔,再次通 过所述增压单元对所述高压容器(7)中的气体进行二级增压,即实现对多元定量混合气体 的两级连续增压。
5. 根据权利要求4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: 所述增压单元为电动增压单元,其包括储水箱(8)和电动增压泵(9); 所述储水箱(8)的出水口与所述电动增压泵(9)内腔相连通;所述电动增压泵(9)的输 出端分别与所述中压容器(6)和高压容器(7)的增压腔相连通;所述电动增压泵(9)将高压 水源分别注入所述增压腔,压缩所述气腔容积,使所述气腔内部压力升高。
6. 根据权利要求4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: 所述系统还包括报警模块,所述报警模块包括第一高压表(10)、第二高压表(11)以及 泄压口(15); 所述第一高压表(10)分别与所述中压容器(6)和高压容器(7)的气腔相连接,以检测 所述气腔压力; 所述第二高压表(11)分别与所述中压容器(6)和高压容器(7)的增压腔相连接,以检 测所述增压腔压力; 所述泄压口(15)分别与所述中压容器(6)和高压容器(7)的增压腔相连接,压力液体 通过所述泄压口( 15)流出,降低所述气腔以及增压腔内的压力。
7. 根据权利要求6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: 所述报警模块还包括气体探测器;所述气体探测器设置在所述系统外壳表面,用于检 测实验过程中可燃气体的泄漏程度。
8. 根据权利要求1或4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: 所述气体输出模块为拉曼检测模块,所述拉曼检测模块包括毛细管包裹体(12)、拉曼 光谱仪(13)以及计算机(16);所述毛细管包裹体(12)的输入端与所述的中压容器(6)以及 高压容器(7)的输出端相连接,所述拉曼光谱仪(13)与所述计算机(16)通过数据线连接; 所述拉曼光谱仪(13)的入射光照射所述毛细管包裹体(12),所述拉曼光谱仪(13)接 收散射信号,并将散射信号传输至所述计算机(16)。
9. 根据权利要求4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)的容积上限为250ml ; 所述中压容器(6)的压力承载上限为20mpa,所述高压容器(7)的压力承载上限为 50mpa〇
10. 利用权利要求1~9之一所述系统的多元气体在线定量混合配制方法,其特征在 于: 所述配置方法的具体步骤为: 步骤1,系统搭建步骤: 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; 步骤2,参数设置步骤: 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; 步骤3,多元气体输入步骤: 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: 步骤3-1,抽真空步骤; 利用所述真空泵(4)对所述气体输入管线抽真空; 步骤3-2,量取定量气体体积步骤; 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; 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); 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; 步骤3-3,混合步骤; 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; 步骤4,多元定量混合气体的二级增压步骤: 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; 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; 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; 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); 步骤5,拉曼光谱检测步骤: 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; 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; 步骤7,分析步骤: 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1? ; 步骤8,系统复位步骤: 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。
【专利摘要】本发明为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,该系统包括气体输入模块、增压模块以及气体输出模块;气体输入模块包括体积转移器、真空泵以及至少一条气体输入管线;各气体输入管线分别与体积转移器的气体入口相连接,体积转移器的气体出口与增压模块的压力容器输入端连接,压力容器输出端与气体输出模块连接;该方法为各路气体依次通过体积转移器实现气体的定量获取、通过压力容器实现定量气体的均匀混合与增压,再通过拉曼检测模块对定量混合气体进行拉曼分析;本发明的系统操作简单灵活、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,具有较高的科研和实用价值。
【IPC分类】G01N21-01, G01N21-65
【公开号】CN104634770
【申请号】CN201310551569
【发明人】施伟军, 徐旭辉, 席斌斌, 蒋宏, 张渠, 李志明, 王强
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月7日
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