一种溶液浓度检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种溶液浓度在线检测装置，用于对缓蚀剂残余溶度进行检测，其特征在于，该装置包括光学分析单元，该光学分析单元包括微处理器，触屏显示器，脉冲氙灯光源，衍射光栅，光电二极管阵列和数据采集器，脉冲氙灯光源发出的光束经过所述石英流动池，被滤液吸收后，进入衍射光栅进行分光，最后由PDA光电转换器和AD数据采集器进行光电转换和模数转换，得到透射比和吸光度值，即可得到被测缓蚀剂的残余浓度。

【技术实现步骤摘要】
一种溶液浓度检测装置
本专利技术属于光学分析检测装置，具体涉及一种溶液浓度检测方法，适用于油、水、气混合介质中缓蚀剂残余浓度的检测。
技术介绍
根据油田用缓蚀剂(咪唑啉、季铵盐、脂肪酰胺及有机磷酸酯)的性质，常见的称重法、萃取法、滴定分析法、交流示波极谱法、色谱法、电化学方法和毛细管电泳法等方法均可用于缓蚀剂残余浓度的定量分析，但这些分析方法对试样的预处理要求较高，不适用于现场检测，而且在预处理不当时，测量误差较大。当前各油田对于井下产出液中缓蚀剂残余浓度多采用光电(荧光、紫外或可见光显色)分析仪进行离线检测，现有装置虽然使用简便易行，但需要定时人工现场取、送样，不仅操作繁琐，还可能由于人为因素造成漏检、误检，影响了检测分析的效果；同时，所采用的较大功率的高压汞灯光源及扫描式转动光栅功耗大、机械稳定性差，不适于野外现场等恶劣环境下使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种溶液浓度检测方法，用于对缓蚀剂残余浓度进行检测，该方法操作简便、结果准确，检测浓度范围1～100mg。本专利技术采用的技术方案是：一种溶液浓度在线监测装置，用于对缓蚀剂残余溶度进行检测，其特征在于，该装置包括光学分析单元，该光学分析单元包括微处理器，触屏显示器，脉冲氙灯光源，衍射光栅，光电二极管阵列和数据采集器，脉冲氙灯光源发出的光束经过所述石英流动池，被滤液吸收后，进入衍射光栅进行分光，最后由PDA光电转换器和AD数据采集器进行光电转换和模数转换，得到透射比和吸光度值，即可得到被测缓蚀剂的残余浓度。进一步地，该装置还包括自动进样单元，其中，所述自动进样单元包括油水分离柱，过滤柱，电磁进样阀，蠕动泵和石英流动比色池，油气管道的产出液经所述电磁进样阀进入油水分离柱和过滤柱，进行分离和过滤处理后，滤液经所述蠕动泵送入到石英流动池。与现有检测装置相比，本专利技术具有以下明显的优点：1)具有油水分离、过滤和石英流动比色池结构，装置内设有电磁阀和蠕动泵，具有自动进样和自动清洗功能，特别适用于油气田现场产出液分析；2)本方法采用氙灯紫外光源，单色器为衍射光栅后分光，无需转动光栅，在1s左右时间内就可完成对样品的全光谱扫描，与常规室内装置相比，具有更好的机械稳定性，适于现场恶劣条件下使用；3)本专利技术方法的光路分析采用后分光光路，衍射光栅为C-T单色器，样品室采用1cm～3cm光程石英矩形流动池，适用于现场低浓度缓蚀剂分析；采用双光束进行背景消除，可自动扣除杂质的吸光度值。附图说明图1为本专利技术的缓蚀剂残余浓度现场测试方法的光学分析模块原理框图。其中，1.充电电池(锂离子或铅酸电池)，2.进液管，3.排液管，4.微处理器，5.触屏显示器，6.USB通讯接口，7.氙灯光源，8.石英流动池，9.衍射光栅，10.光电二极管阵列，11.数据采集器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。缓蚀剂多属于有机化合物，在紫外区具有特征的吸收光谱，因此可用紫外分光光度法对缓蚀剂残余浓度进行定量测定。紫外光度法定量测定的依据是朗伯-比耳(Lambert-Beer)定律(公式1)，即物质在一定浓度的吸光度与它的吸收介质的厚度呈正比。测量缓蚀剂浓度时，首先确定缓蚀剂的紫外吸收光谱，确定最大吸收波长。在选定的波长下，作出缓蚀剂溶液的吸光度工作曲线，根据在相同条件下测得待测液的吸光度值，通过与工作曲线比对来确定溶液中缓蚀剂的含量。其中，A为吸光度，T为透射比，ε为吸光系数，L为比色皿厚度，c为样品浓度；微分后得：根据公式(2)，当A＝0.4343时，吸光度测量误差最小。咪唑啉缓蚀剂分子中有共轭基团，在235nm处有强烈的紫外吸收，其本质是分子中的化学键吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同。因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度高低判别或测定该物质的含量。对于没有紫外吸收的季铵盐缓蚀剂的浓度测定，常利用显色反应将被测组分转变为在一定波长范围有吸收的物质。常见的显色反应有配位反应、氧化还原反应等。参见图1，本装置的光学分析单元包括：1.充电电池(锂离子或铅酸电池)，2.进液管，3.排液管，4.微处理器，5.触屏显示器，6.USB通讯接口，7.氙灯光源，8.石英流动池，9.衍射光栅，10.光电二极管阵列，11.数据采集器。在IP67防护等级铝合金壳体内有一个32bit微处理器4，微处理器4采用ARM9系列低功耗芯片。微处理器4分别连接触屏显示器5、USB接口6、氙灯脉冲光源7、光电二极管阵列10和双通道数据采集器11。微处理器4内部集成有1Mbyte数据存储器，用于储存标准曲线或吸光度数据。充电电池1可采用铅酸蓄电池或锂离子电池，并通过专门的电源管理器进行充放电管理。触屏显示器5采用320×240或640×480TFT显示屏，并支持触摸键盘。USB通讯接口6采用CP2102或CP2110接口芯片。测量缓蚀剂残余浓度时，进样控制器打开进样阀，来自油气管道的产出液通过油水分离柱和过滤柱，滤除过量的原油，滤液经过蠕动泵进入到石英流动池。过量的溶液经排液管3导入到废液池。操作人员通过触摸屏，将波长扫描范围和积分时间等参数输入到微处理器4，然后微处理器4启动脉冲氙灯光源7，光束经过石英流动池8，被样品部分吸收后，进入衍射光栅9分光，最后由PDA光电转换器10和AD数据采集器11进行光电转换和模数转换，得到透射比和吸光度值，并与波长值一起显示在触屏显示器上5。微处理器4将不同浓度的样品吸光度值对样品浓度进行线性回归，并将工作曲线保存在微处理器4的内存内。在测量未知浓度的缓蚀剂样品时，可由吸光度值查询透射比，并由工作曲线查询被测缓蚀剂的残余浓度。在产出液样品分析完成后，通过进样控制器关闭进样阀，打开清洗阀，由蠕动泵自动压入清洗液对液流管路和石英流动池进行清洗，为下一个缓蚀剂样品分析做准备。本专利技术的方法采用紫外光谱和显色剂技术分析油田产出液中缓蚀剂的残余浓度。装置以长寿命脉冲氙灯作光源,单色器为衍射光栅后分光，检测器为光电二极管阵列(PDA)，在微处理器控制下，可以对地层产出液进行快速全光谱扫描。装置前端采用强电场进行油水分离，后级以滤柱滤除不溶性杂质，滤液由电磁阀和蠕动泵自动压入石英流动池进行光谱分析和浓度测量，该装置的缓蚀剂残余浓度监测装置采用2.8英寸～4.3英寸真彩触摸屏实现人机接口，也可通过USB接口联接PC机，在设定波长范围内执行透射比、吸光度和缓蚀剂浓度直读测定，可作双波长、多波长测定，波长、时间扫描等高级功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种溶液浓度在线监测方法，用于对缓蚀剂残余溶度进行检测，其特征在于，该方法包括：以脉冲氙灯作光源，单色器为衍射光栅后分光，检测器为光电二极管阵列(PDA)，在微处理器控制下，对地层产出液进行快速全光谱扫描；装置前端采用强电场进行油水分离，后级以滤柱滤除不溶性杂质，滤液由电磁阀和蠕动泵自动压入石英流动池进行光谱分析和浓度测量；该装置的缓蚀剂残余浓度监测装置采用触摸屏实现人机接口，在设定波长范围内执行透射比、吸光度和缓蚀剂浓度直读测定，可作双波长、多波长测定，波长、时间扫描等。

【技术特征摘要】
1.一种溶液浓度在线监测方法，用于对缓蚀剂残余溶度进行检测，其特征在于，该方法包括：以脉冲氙灯作光源，单色器为衍射光栅后分光，检测器为光电二极管阵列(PDA)，在微处理器控制下，对地层产出液进行快速全光谱扫描；装置前端采用强电场进行油水分离，后级以滤柱滤除不溶性杂质，滤液由电磁阀和蠕动泵自动压入石英流动池进行光谱分析和浓度测量；该装置的缓蚀剂残余浓度监测装置采用触摸屏实现人机接口，在设定波长范围内执行透射比、吸光度和缓蚀剂浓度直读测定，可作双波长、多波长测定，波长、时间扫描等。2.根据权利要求1所述的溶液浓度在线监测方法，其特征在于，该方法具体过程为...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：湖北知本信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42