[发明专利]一种便携式常规天然气热值测量设备及其测量方法

说明书

本申请涉及天然气热值的测量领域，特别涉及一种便携式常规天然气热值测量设备及其测量方法。所述集成箱上设有打开或闭合所述顶部开口的顶盖，所述测试管的第一端从所述集成箱的侧壁伸入后与所述四通阀连通，所述测试管的第二端位于所述集成箱外，所述四通阀通过管道与所述激光拉曼光谱仪的进气口连通，所述四通阀还通过管道与所述标准气体存储瓶连通，所述四通阀与所述标准气体存储瓶之间的管道上设有所述第三截止阀，所述激光拉曼光谱仪与所述便携式计算机电连接。本发明通过从集成箱的侧壁伸出的测试管与天然气管道连通，可以有效对天然气进行测量。集成箱方便移动和携带，解决了现有测量常规天然气热值缺乏便携式商品化设备的技术问题。

技术领域

本申请涉及天然气热值的测量领域，特别涉及一种便携式常规天然气热值测量设备及其测量方法。

背景技术

测量天然气发热量的方法有热量计直接测量法、组分间接测量法和关联法等。热量计直接测量法对环境条件要求较为苛刻，操作过程复杂，易受人为因素干扰，不易准确规范的对设备进行标定，而且购置成本较高，因此其应用较为有限。关联技术是利用天然气热值和其相关联的物理性质之间的关系来进行测量的，处于研究阶段，尚未成熟。组分间接测量法主要是一类采用气相色谱、光谱等技术对天然气的各个组分进行定性及定量的方法，然后再通过查表得到各组分在参比计量条件下的发热量，并计算得到该条件下的压缩因子，最后根据已发布的标准进行计算得出天然气的发热量。该类方法所必需的标准天然气一般在国家授权的量值传递机构购买，因此具有较佳的准确度和溯源性。

现有测量方法中有采用激光拉曼光谱仪进行天然气热值的测量。拉曼光谱是由光被样品分子散射产生频率变化形成，和红外光谱的原理有所区别，因此无论分子是否有极性，都可以产生拉曼光谱，可以实现天然气中C1～C5烃类、二氧化碳等多种组分的定性和定量分析。但是，常规光源拉曼效应太弱，所以一般采用激光光源使其灵敏度和信噪比大大提高。激光拉曼光谱一次能进行50～4000波数范围内的检测，也能同时对天然气中的多种组分进行定性及定量测量，而且抗干扰性强，适用于分析多相态样品，准确度和灵敏度较高。此外，激光拉曼光谱一次检测仅仅需要数秒，重复性和稳定性好，易于实现在线实时连续检测。

然而，目前激光拉曼光谱技术在天然气组成和物性分析方面应用研究较少，国内外市场上也缺乏应用广泛的便携式商品化设备。在进行发热量离线测量时，需要预先到现场取样，再拿到实验室进行进样检测及计算，操作复杂繁琐，检测效率较低，另外，须定期对整体设备进行现场检定，不易送检，对实验人员的专业水平和操作水平要求也较高，所以限制了该方法的大规模使用。

发明内容

本申请实施例提供了一种便携式常规天然气热值测量设备及其测量方法，能够解决现有测量天然气热值缺乏便携式商品化设备的技术问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种便携式天然气热值测量设备，包括顶部开口的集成箱、测试管、第三截止阀、标准气体存储瓶、四通阀、激光拉曼光谱仪和便携式计算机，其中：

所述第三截止阀、所述标准气体存储瓶、所述四通阀、所述激光拉曼光谱仪和所述便携式计算机均设置在所述集成箱内；

所述集成箱上设有打开或闭合所述顶部开口的顶盖；

所述测试管的第一端从所述集成箱的侧壁伸入后与所述四通阀连通，所述测试管的第二端位于所述集成箱外；

所述四通阀通过管道与所述激光拉曼光谱仪的进气口连通，所述四通阀还通过管道与所述标准气体存储瓶连通，所述四通阀与所述标准气体存储瓶之间的管道上设有所述第三截止阀；

所述激光拉曼光谱仪与所述便携式计算机连接。