述光学探头4发送到待测流体6表 面，光在待测流体6表面发生反射并经各探测通道41发送到探测器5,探测器5将探测到的反 射光强信号通过控制系统4发送到上位机1，上位机1将各探测器5探测到的光强值与标准库 进行对比，进而确定待测流体的组分及比例。
[0029] 在一个优选的实施例中，上位机1通过串行通信装置7和控制系统2进行双向通信， 且使用RS485或者RS232通信协议。
[0030] 在一个优选的实施例中，控制系统2可以采用FPGA或DSP构成;控制系统2内设置一 调制模块、一数字锁相放大器和一光强归一化模块;调制模块接收上位机1的控制指令后产 生调制信号，并将调制信号发送到一光源驱动电路21，光源驱动电路21接收调制信号驱动 光源模块3发光，光源模块3所发的光强信号通过一光强探测器22监测，光强探测器22将其 监测到的光强信号发送到数字锁相放大器，数字锁相放大器接收光强信号，同时接收各探 测器5探测到的反射光强信号，数字锁相放大器采用与调制信号相同的信号作为参考信号， 对光强探测器22监测到的光强信号和各探测器5探测到的反射光强信号进行相敏解调后发 送到光强归一化模块，光强归一化模块以光强探测器22监测到的光强信号作为标准光强对 各探测器5探测到的反射光强信号进行归一化后发送到上位机1。
[0031] 在一个优选的实施例中，光源模块3包括一光源31、一光纤耦合器32和一多模光纤 8;光源31在光源驱动电路21的驱动下发光，光源31所发光通过光纤耦合器32进行耦合后通 过多模光纤8发送到光学探头4,其中，光源31可以采用激光器或LED，光源31的波长可选近 红外光波段或可见光波段。
[0032] 在一个优选的实施例中，如图3~12所示，光学探头4包括一蓝宝石棱镜42、一压盖 43、一偏振片44和一SMA905光纤端头45，其中，蓝宝石棱镜42为一圆柱体结构，蓝宝石棱镜 42顶部两端对称剖切一入射面421和一探测面422;蓝宝石棱镜42的顶的顶部中心间隔设置 两安装孔423,压盖43的形状与蓝宝石棱镜43顶部形状相对应，以保证压盖43能够和蓝宝石 棱镜42顶部相互扣合;与探测面422相对应的压盖43底部一端横向间隔设置各探测通道41， 与安装孔423位置相对应，压盖43底部中心设置盲孔431，盲孔431和安装孔423之间通过螺 杆固定连接，以使得压盖43和蓝宝石棱镜42固定连接为一体，与入射面421相对应的压盖43 底部另一端设置一通孔，通孔外侧固定设置一安装座432,入射面421上贴设固定偏振片44， SMA905光纤端头45的一端垂直偏振片44，SMA905光纤端头45的另一端依次穿过通孔和安装 座432连接多模光纤8。
[0033] 在一个优选的实施例中，各探测器5均通过接收光纤51探测反射光强信号，并将探 测到的反射光强信号转化成电流信号后发送到一探测器放大电路52,探测器放大电路52将 各电流信号转化成电压信号，并对各电压信号进行幅度放大后发送到控制系统2。
[0034] 在一个优选的实施例中，上位机1位于井上，控制系统2、光源模块3、光学探头4和 探测器5位于井下，且控制系统2、光源模块3和探测器4设置在一保温结构9内。
[0035] 本发明的流体组分分析仪的探测通道的布置方法，包括以下步骤：
[0036] 1、分别确定空气、水、油和蓝宝石棱镜的折射率，并分别绘制待测界面为棱镜/空 气、棱镜/水和棱镜/油时反射率随入射角变化曲线图，如图13所示；
[0037] 2、根据所绘制的待测界面为棱镜/空气、棱镜/水和棱镜/油时反射率随入射角变 化曲线图分别对应确定待测界面为棱镜/空气、棱镜/水和棱镜/油时发生全反射的临界角， 与棱镜/空气到棱镜/水发生全反射的临界角之间以及棱镜/水到棱镜/油发生全反射的临 界角之间相对应的光学探头上设置探测通道，为了便于描述，与棱镜/空气到棱镜/水发生 全反射的临界角之间相对应设置光学探头的探测通道称为第一组探测通道，与棱镜/水到 棱镜/油发生全反射的临界角之间相对应的光学探头上设置的探测通道称为第二组探测通 道。
[0038] 本发明的流体组分分析仪的标准库的制作方法，包括以下步骤：
[0039] 1、通过测量得到流体为纯空气时通过各探测通道探测到的光强和光强探测器监 测到的光强，以光强探测器监测到的光强为标准光强对各探测通道探测到的光强进行归一 化，得到纯空气的标准库，其中，对通过各探测通道探测到的光强进行归一化的计算公式如 下：
[0040]
[0041] 式中，<_表示流体为纯空气时归一化后的光强值；v〖表示第i个探测通道探测到 的光强，本实施例中，i = 1，2... 7; vo表示光强探测器监测到的光强；
[0042] 2、通过测量得到流体为纯油时通过各探测通道探测到的光强和光强探测器监测 到的光强，以光强探测器监测到的光强为标准光强对各探测通道探测到的光强进行归一 化，得到纯油的标准库，其中，对通过各探测通道探测到的光强进行归一化的计算公式如 下：
[0043]
[0044] 式中，表示流体为纯油时归一化后的光强值；表示第i个探测通道探测到的 光强;V1表示光强探测器监测到的光强；
[0045] 3、通过测量得到流体为不同比例(不同比例之间的比例间隔值一般为5%)的油和 气时通过各探测通道探测到的光强和光强探测器监测到的光强，以光强探测器监测到的光 强为标准光强对各探测通道探测到的光强进行归一化，得到不同比例的油和气的标准库， 其中，对通过各探测通道探测到的光强进行归一化的计算公式如下：
[0046]
[0047] 式中，表示流体为不同比例的油和气时归一化后的光强值；表示第i个 探测通道探测到的光强;vstdl表示光强探测器监测到的光强；
[0048] 4、通过测量得到流体为纯水时通过各探测通道探测到的光强和光强探测器监测 到的光强，以光强探测器监测到的光强为标准光强对各探测通道探测到的光强进行归一 化，得到纯水的标准库，其中，对通过各探测通道探测到的光强进行归一化的计算公式如 下：
[0049]
[0050] 式中，岐胃表示流体为纯水时归一化后的光强值；&表示第i个探测通道探测到的 光强;V2表示光强探测器监测到的光强；
[0051] 5、通过测量得到流体为不同比例的油和水时通过各探测通道探测到的光强和光 强探测器监测到的光强，以光强探测器监测到的光强为标准光强对各探测通道探测到的光 强进行归一化，得到不同比例的油和水的标准库，其中，对各探测通道探测到的光强进行归 一化的计算公式如下：
[0052]
[0053] 式中，匕2 _表示流体为不同比例的油和水时归一化后的光强值；匕2表示第i个 探测通道探测到的光强;vstd2表示光强探测器监测到的光强；
[0054] 6、分别通过计算得到流体为不同比例的油和气以及不同比例的油和水时，归一化 后的通过各探测通道探测到的光强相对于流体为纯油时，通过各探测通道探测到的光强的 增量，并将所有的光强的增量存入标准库中，其中，光强增量的计算公式如下：
[0055]
[0056] 式中，表示流体为不同比例的油和气时，存入标准库的光强增量；
[0057] 流体为不同比例的油和水时，光强增量的计算公式如下：
[0058]
[0059] 式中，热42_表示流体为不同比例的油和水时，存入标准库的光强增量。
[0060] 本发明的流体组分分析仪的使用时包括以下内容：
[0061] 1、将光学探头4插入到一井下流体管道上设置的探测孔61内，并使得光学探头4的 底面与待测流体6表面接触；
[0062] 2、上位机1将控制指令发送到控制系统2,控制系统2接收控制指令并驱动光源模 块3发光，光源模块3将所发的光依次通过多模光纤8、SMA905光纤端口 45到偏振片44，偏振 片44将SMA905光纤端口 45出射光转换为发散状态的偏振光，使得入射光具有不同的入射角 之后射入蓝宝石棱镜42，并照亮蓝宝石棱镜42与待测流体6表面交界面处一个椭圆形区域， 并在该区域发生反射；
[0063] 3、各探测器5通过相应的探测通道41探测反射光强信号并进行处理后通过控制系 统2发送到上位机1，上位机1对各反射光强信号进行处理，并分别获取一段时间（一段时间 通常是30S~60S)内各探测器5探测到的光强相对于流体为纯油时，通过各探测通道探测到 的光强的增量平均值，将通过第一组探测通道探测到的光强相对于流体为纯油时，通过各 探测通道探测到的光强增量的平均值与通过第二组探测通道探测到的光强相对于流体为 纯油时，通过各探测通道探测到的光强增量的平均值进行对比，如果对比结果没有明显差 异（明显差异是指对比结果误差大于标准库中油和气