[发明专利]气体测量系统

权利要求书

1.一种用于测量天然气样本中的痕量级及/或超痕量级的硫化氢的光谱测量系统，所述系统包括：

激光器，其用于以从约0.1Hz到约1000Hz的扫描频度在一组一或多个离散或连续的波长频带内产生在所述一组一或多个离散或连续的波长频带内的输出束；

传输光学器件，其用于将所述输出束从所述激光器引导及/或成形到所述天然气样本；

光学检测器，其用于从所述天然气样本接收光且产生与所接收的光对应的检测器信号；及

计算装置的处理器及上面存储有指令的存储器，其中所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器依据与所接收的光对应的所述信号来计算所述天然气样本中的所述痕量级及/或超痕量级的硫化氢，

其中所述一组一或多个离散或连续的波长频带包括以下频带(i)及(ii)中的一者或两者：

(i)宽度为至少0.05cm^-1的第一频带，所述第一频带含有介于5066cm^-1与5076cm^-1之间的至少一个值；及

(ii)宽度为至少0.05cm^-1的第二频带，所述第二频带含有介于5086cm^-1与5097cm^-1之间的至少一个值。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器将所述激光器的波长扫描与所述检测器信号同步，以在时域中将对所述检测器信号的测量与所述波长扫描对准来生成吸收光谱。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器分析所生成的吸收光谱以确定所述天然气样本中的所述痕量级及/或超痕量级的硫化氢。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述天然气样本是至少20％的甲烷。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述指令在由所述处理器执行时识别与所述天然气样本中的甲烷对应的吸收峰值，且使用与甲烷对应的所述吸收峰值来对所述激光器的输出波长进行线锁定且使所述激光器的一或多个输出波长频带稳定，借此在不使用单独参考气体池的情况下减小由激光器漂移所导致的误差。

6.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括补充光学检测器，所述补充光学检测器用于从所述激光器的未穿过所述天然气样本的所述输出束接收光且用于产生所得补充信号，其中所述指令在由所述处理器执行时对所述补充信号进行分析以确定参考通道基线标志且从样本气体基线信号减去所述参考通道基线标志，借此减少噪声。

7.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括样本气体调节系统。

8.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括流动控制装置，所述流动控制装置用于控制所述天然气样本进入/穿过流动池的流动速率。

9.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括泵，所述泵用于在所述天然气样本流动进入/穿过流动池之前控制及/或减小所述天然气样本的压力。

10.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括真空泵，所述真空泵用于为流动池中的所述天然气样本产生真空。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述激光器包括从由以下各项组成的群组选择的成员：

可调谐二极管激光器，

外部腔二极管激光器或垂直外部腔面发射激光器VECSEL，及

可调谐量子级联激光器QCL。