[发明专利]一种多元热流体组分CO2和H2O含量激光反射式检测装置

说明书

一种多元热流体组分CO₂和H₂O含量激光反射式检测装置，涉及浓度检测装置技术领域，它包括激光发生接收模块、气体检测模块和数据采集处理模块三部分，所述的激光发生接收模块包括信号发生器、TDLAS控制器和反射激光，所述的气体检测模块包括聚焦透镜A、聚焦透镜B、聚焦透镜C、聚焦透镜D和两个气体检测室。本多元热流体组分CO₂和H₂O含量激光反射式检测装置以激光反射为基础，结合TDLAS技术及谐波检测技术，实现了多元热流体CO₂、H₂O浓度的在线检测，提高了检测的准确性，实现了检测系统小型化。

技术领域

本发明涉及浓度检测装置技术领域，具体涉及一种多元热流体组分CO₂和H₂O含量激光反射式检测装置。

背景技术

稠油多元热流体开采工艺主要利用多元热流体发生器，将注入的燃料（柴油或天然气）和空气在燃烧室中燃烧，依靠产生的高温高压燃气将混合掺入的水汽化，产生多元复合热流体，多元热流体是由H₂O、N₂、CO₂组成的高温高压混合气体，其浓度直接影响到原油在岩石中的流动能力，从而影响油井的产能。所以对多元热流体混合气体浓度的检测至关重要。当前各种传统气体检测方法很难实现对多元热流体CO2和H2O含量的在线检测，急需一种响应快、灵敏度高，可在线检测的方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种多元热流体组分CO₂和H₂O含量激光反射式检测装置，它基于激光反射理论和光谱分析法，实现多元热流体含量检测，保证多元热流体含量检测的准确性，提高了检测的效率。

本发明采用的技术方案为：一种多元热流体组分CO₂和H₂O含量激光反射式检测装置，包括激光发生接收模块、气体检测模块和数据采集处理模块三部分，

所述的激光发生接收模块包括信号发生器、TDLAS控制器和反射激光，TDLAS控制器与信号发生器连接，信号发生器输出两条不同波形的信号，两条不同波形的信号与激光驱动板A和激光驱动板B的输入端分别连接，激光驱动板A和激光驱动板B的输出端分别与H₂O激光发生器A和CO₂激光发生器B的输入端相连，H₂O激光发生器A和CO₂激光发生器B分别通过单模光纤A和单模光纤B将激光分别通过激光准直器A和激光准直器B发射到气体检测模块；反射激光与光电探测器A和光电探测器B的输入端分别连接，光电探测器A和光电探测B的输出端与锁相放大器A和锁相放大器B的输入端分别连接，锁相放大器A和锁相放大器B的输出端分别与数据采集处理模块连接；

所述的气体检测模块包括聚焦透镜A、聚焦透镜B、聚焦透镜C和聚焦透镜D，聚焦透镜A、聚焦透镜B、聚焦透镜C和聚焦透镜D上分别安装红外滤光片A、红外滤光片B、红外滤光片C和红外滤光片D，所述的激光通过红外滤光片A和红外滤光片B分别射入气体检测室内，一个气体检测室内设有反射镜A、反射镜B和反射镜C，另一气体检测室内设有反射镜D、反射镜E和反射镜F，两个气体检测室内分别设有温度传感器A和温度传感器B，两个气体检测室内分别设有压力传感器A和压力传感器B，两个气体检测室均与进气管连通，两个气体检测室均与排气管连接。

所述的信号发生器采用的型号为TFG6930A，为独立双通道数字信号发生器。

所述的H₂O激光发生器A和CO₂激光发生器B分别采用的是2004nm-DBF蝶形激光二极管和1397nm-DBF蝶形激光二极管。

所述的激光驱动板A和激光驱动板B均包括激光电流驱动板和激光温度驱动板，激光驱动板的驱动电流为40～60mA，激光温度驱动的温度为28～30℃。