[发明专利]一种流体组分分析仪及其探测通道布置方法

权利要求书

1.一种流体组分分析仪，其特征在于：它包括一上位机、一控制系统、一光源模块、一光学探头和若干探测器，其中，所述光学探头包括若干探测通道，且所述探测通道和探测器一一对应；

所述上位机供用户输入控制指令，并将控制指令发送给所述控制系统，所述控制系统接收控制指令并驱动所述光源模块发光，所述光源模块将所发的光经所述光学探头发送到待测流体表面，光在待测流体表面发生反射并经各探测通道发送到所述探测器，所述探测器将探测到的反射光强信号通过所述控制系统发送到所述上位机，所述上位机将各所述探测器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；

其中，所述标准库的制作方法，其包括以下步骤：

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；

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；

3)通过测量得到流体为不同比例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；

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；

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；

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。

2.如权利要求1所述一种流体组分分析仪，其特征在于：所述控制系统内设置一调制模块、一数字锁相放大器和一光强归一化模块；所述调制模块接收所述上位机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，所述光源驱动电路接收调制信号驱动所述光源模块发光，所述光源模块所发的光强信号通过一光强探测器监测，所述光强探测器将其监测到的光强信号发送到所述数字锁相放大器，所述数字锁相放大器接收光强信号，同时接收各所述探测器探测到的反射光强信号，所述数字锁相放大器采用与所述调制模块的调制信号相同的信号作为参考信号，对所述光强探测器监测到的光强信号和各所述探测器探测到的反射光强信号进行相敏解调后发送到所述光强归一化模块，所述光强归一化模块对各所述探测器探测到的反射光强信号进行归一化后发送到所述上位机。

3.如权利要求2所述一种流体组分分析仪，其特征在于：所述光源模块包括一光源、一光纤耦合器和一多模光纤；所述光源将所发出的光依次通过所述光纤耦合器和多模光纤发送到所述光学探头。

4.如权利要求2所述一种流体组分分析仪，其特征在于：所述光学探头包括一蓝宝石棱镜、一压盖、一偏振片和一光纤端头，其中，所述蓝宝石棱镜顶部两端对称剖切一入射面和一探测面；所述蓝宝石棱镜顶部中心间隔设置两安装孔，所述压盖的形状与所述蓝宝石棱镜顶部形状相对应；与所述探测面相对应的所述压盖底部一端横向间隔设置各所述探测通道，与所述安装孔位置相对应，所述压盖底部中心设置盲孔，所述盲孔和安装孔之间通过螺杆固定连接；与入射面相对应的所述压盖底部另一端设置一通孔，所述入射面上贴设固定所述偏振片，所述光纤端头的一端垂直所述偏振片，所述光纤端头的另一端通过所述通孔连接多模光纤。

5.如权利要求1或2或3或4所述一种流体组分分析仪，其特征在于：各所述探测器均通过接收光纤探测反射光强信号，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，所述探测器放大电路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所述控制系统。