[发明专利]一种流体测量光学系统

说明书

本发明提供了一种流体测量光学系统，包括光源、光谱检测装置、控制装置和光源监测装置，光谱检测装置用于检测并分析待测流体样品，光源监测装置包括监测光纤、光电探测器、光源调节装置和备用光源，光源光通过监测光纤传输至光电探测器，光电探测器将光信号转换为电信号后发送给控制装置，控制装置若判断光源非正常工作，则控制光源调节装置对光源进行调节或启用备用光源。本发明可应用于流体分析技术领域。光源监测装置通过监测并自动调节光源的光功率，以完成光源的实时监测和自动校准，从而保证光源准确可靠，进而提高流体测量的准确性和可靠性。本发明结构紧凑牢固、占用空间小、抗振性好，可适用于井下高温高压流体环境下的流体测量。

技术领域

本发明涉及流体分析技术领域，特别涉及一种流体测量光学系统。

背景技术

随着能源经济的快速发展，流体测量技术在化工、冶金、海洋开发、油气开采、地层勘探等领域中的应用越来越广泛，针对不同领域的特殊测量条件下，开发出测量精确且实用性强的流体测量工具成为当前亟待解决的问题。

目前，对于井下、深海等极端工况条件下，光源设备在工作过程中往往会受到外界高温、高压、噪声、振动等复杂环境因素作用的影响，导致光源的光功率容易产生偏移或出现异常，进而导致流体测量结果不准确。现有技术的流体测量工具中采用多光源、多传光装置和多探测器装置的结构配置，通过获得多组光源参考光信号对光源基准光信号(指光源正常工作时的光信号)进行校准，并重新进行光源基准信号数据的刻度，从而补偿光源的偏移。由于此类流体测量工具组件相对较多，整体结构体积较大，导致其在井下等使用空间较小条件下应用受限；同时，由于流体测量工具对内部光学组件之间的相对位置要求严格，组件数量的增多也使得各组件之间的位置关系繁杂，从而难以保证测量工具整体结构的紧凑性、装配稳定性和密闭性，这势必会严重影响测量工具在高压流体环境条件下的测量稳定性和准确性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种结构紧凑牢固、占用空间小、测量稳定性高的流体测量光学系统，通过实时监测并自动校准光源的光功率，保证流体测量准确可靠，可适用于井下高温、高压流体环境中的流体测量。

为了达到本发明的目的，本发明提供的流体测量光学系统，包括光源、光谱检测装置和控制装置，所述光谱检测装置所述光谱检测装置用于检测并分析待测流体样品，所述光谱检测装置与所述控制装置电连接；所述流体测量光学系统还包括光源监测装置，所述光源监测装置包括监测光纤、光电探测器、光源调节装置和备用光源，所述监测光纤将所述光源发出的光传输至所述光电探测器，所述光电探测器将光信号转换为电信号，所述光电探测器和光源调节装置分别与控制装置电连接，所述控制装置若根据所述电信号判断所述光源非正常工作，则控制所述光源调节装置对光源进行调节或启用备用电源。

本发明实施例中，通过设置一个光源即可产生覆盖宽光谱范围的入射光束，以满足详细流体光谱信息分析的需求。进行流体分析时，首先，待测流体样品进入光谱检测装置内的流体测量池中；接着，光源产生的入射光进入流体测量池中的流体样品中，基于流体中各组分对不同波长的光的吸收量不同的原理，入射光束与流体样品相互作用后输出流体样品的出射光束；进而，通过光谱检测装置先对出射光束进行分析处理以得到流体的吸收光谱信息，再将流体的吸收光谱进行光-电信号转换，最终将流体的电信号结果发送至控制装置供分析流体性质使用。