CN105738290A - 不同产地原油表征和识别的光反射差装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光反射差法表征和识别不同产地原油的装置及方法，包括入射光路、样品台、样品池、出射光路、信号放大装置和数据采集和处理系统，入射光路包括激光器、起偏器、光弹调制器和移相器，样品池包括，基底、箱体、密封盖，出射光路包括检偏器和光电信号转换器，光电信号转换器为光电二极管，信号放大装置为锁相放大器，本发明的装置结构简单，易于操作，大大提高信噪比，可以对不同产地原油进行快速精准表征和识别。

Description

不同产地原油表征和识别的光反射差装置和方法

技术领域

本发明涉及一种光学仪器，尤其涉及一种光反射差表征和识别不同产地原油的装置及方法。

背景技术

石油是当今世界上最重要的能源之一，也是化工行业最重要的原料，是关系到世界发展的重要因素。由于形成方式、条件不同，故造成了不同产地的石油组成成分含量各不相同，对加工的要求也各不相同。所以能简单准确的识别不同产地的原油对于技术与成本来说是重要的。为此，本发明提出一种不同产地原油表征与识别检测的光反射差装置和方法，能快速、准确的检测与分析不同产地原油表征与识别。

发明内容

本发明的目的是克服现有不同产地原油表征和识别测量技术的缺陷，从而提供一种光反射差法表征和识别不同产地原油的装置及方法，该方法具有操作简单、监测时间短、系统噪声低、能定性、定量分析不同产地原油表征和识别的特点。

本发明提供的光反射差法表征和识别不同产地原油的装置，包括入射光路、样品台、样品池、出射光路、信号放大装置和数据采集和处理系统，所述入射光路包括激光器、起偏器、光弹调制器和移相器；所述样品池固定在样品台上；所述出射光路包括检偏器和光电信号转换器；所述光电信号转换器通过信号放大装置连接到所述数据采集和处理系统。

在上述的技术方案中，所述样品池包括，基底、箱体、密封盖。

在上述的技术方案中，所述基底为双面抛光透明玻璃或石英薄片。

在上述的技术方案中，所述箱体连接在基底上，并存在一个开口，连接密封盖。

在上述的技术方案中，所述样品台为为高精密三维平移台。

在上述的技术方案中，所述数据采集和处理系统包括，BNC适配器、数据采集卡和数据处理装置；其中所述数据采集卡采集BNC适配器输出的数据，并传送给数据处理装置；其中所述数据处理装置为电子计算机或微处理器，对数据采集卡发送来的数据进行存储、分析和处理。

本发明利用上述装置进行不同产地原油表征和识别的方法，包括如下步骤：

1.用移液管取原油少量，滴在光反射差法表征和识别不同产地原油装置的样品池上；

2.打开激光器，输出的激光入射到起偏器，调节起偏器的透光轴方向，使其平行于基片入射平面的P偏振方向，从起偏器出射的偏振光通过前方的光弹调制器，光弹调制器的频率设为50kHz；

3.调节相移器，将基频信号调零，调节样品台，使光路通过样品，调节聚焦装置，使得光汇聚在样品表面处；

4.用光电二极管做探测器，用电子计算机或微处理器对检测结果进行数据采集和处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明实施例中不同产地原油表征和识别的光反射差装置组成示意图；

图2是本发明实施例中不同产地原油表征和识别的光反射差装置样品池结构示意图；

图3是本发明实施例中不同产地原油表征和识别的光反射差装置使用流程图；

图中：

101----激光器102----起偏器103----光弹调制器104----移相器

106----样品台107----样品池108----检偏器

109----光电信号转换器110---信号放大装置111----数据采集和处理系统

201----样品池基底202----样品池箱体203----样品池密封盖

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

为了有效实现对不同产地原油的表征，本发明实施例提供一种不同产地原油表征和识别的光反射差装置及方法。图1为本发明实施例中不同产地原油表征和识别的光反射差装置组成示意图。如图1所示，本实施例的装置，包括入射光路、样品台106、样品池107、出射光路、信号放大装置110和数据采集和处理系统111，所述入射光路包括激光器101、起偏器102、光弹调制器103和移相器104；所述样品池107固定在样品台106上；所述出射光路包括检偏器108和光电信号转换器109；所述光电信号转换器109通过信号放大装置110连接到所述数据采集和处理系统111。

本实施例的装置中，所述样品池107包括，基底201、箱体202、密封盖203。

本实施例的装置中，所述基底201为双面抛光透明玻璃或石英薄片。

本实施例的装置中，所述箱体202连接在基底201上，并存在一个开口，连接密封盖203。

本实施例的装置中，所述样品台106为为高精密三维平移台。

本实施例的装置中，所述数据采集和处理系统111包括，BNC适配器、数据采集卡和数据处理装置；其中所述数据采集卡采集BNC适配器输出的数据，并传送给数据处理装置；其中所述数据处理装置为电子计算机或微处理器，对数据采集卡发送来的数据进行存储、分析和处理。

本实施例的装置中采用的是功率为4mW，波长为632.8nm的He-Ne激光器作为光源，其出光孔径为3mm，从激光器出射的激光束经由起偏器校正偏振方向后变成偏振方向平行于入射面的p偏振光；而后再经过光弹调制器产生p和s偏振态间的周期性调制，调制频率为50KHz；从光弹调制器出射的偏振调制光经由一直径为25.4mm的石英多级半波片构成的移相器引进p和s偏振态间的可调节位相补偿；所述样品台采用市场上购买的不锈钢台面、可以实现三维调节的平台，调节精度为0.01mm，三维行程为50mm；

样品表面反射的反射光经检偏器108调节后由光电二极管阵列109接收；锁相放大器110连接到光电二极管阵列109，使光信号转化成电信号后可以被数据采集和处理系统读取；

本装置中的数据采集和处理系统111采用计算机，该机算计配置有数据采集卡、BNC适配器和LabVIEW编写的采集程序，锁相放大器110输出的电信号首先经由BNC适配器进行分通道处理，锁相放大器110输出的信号被分成振幅信息和位相信息两个部分，然后将锁相放大器110的振幅信息和位相信息分别送入数据采集卡采集，最后把采集到的数据传送给采用LabView编写的数据处理程序进行存储、分析和处理。

本发明利用上述装置进行不同产地原油表征和识别的方法，包括如下步骤：

步骤201：用移液管取原油少量，滴在光反射差法表征和识别不同产地原油装置的样品池上；

步骤202：打开激光器，输出的激光入射到起偏器，调节起偏器的透光轴方向，使其平行于基片入射平面的P偏振方向，从起偏器出射的偏振光通过前方的光弹调制器，光弹调制器的频率设为50kHz；

步骤203：调节相移器，将基频信号调零，调节聚焦装置，使得光汇聚在样品表面处；

步骤204：用硅光二极管做探测器，用电子计算机或微处理器对检测结果进行数据采集和处理。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光反射差法表征和识别不同产地原油的装置，其特征在于，包括：入射光路、样品台、样品池、出射光路、信号放大装置和数据采集和处理系统，所述入射光路包括激光器、起偏器、光弹调制器和移相器；所述样品池固定在样品台上；所述出射光路包括检偏器和光电信号转换器；所述光电信号转换器通过信号放大装置连接到所述数据采集和处理系统。

2.如权利要求1所述的光反射差法表征和识别不同产地原油的装置，其特征在于，所述样品池包括，基底、箱体、密封盖。

3.如权利要求2所述的光反射差法表征和识别不同产地原油的装置，其特征在于，所述基底为双面抛光透明玻璃或石英薄片。

4.如权利要求2所述的光反射差法表征和识别不同产地原油的装置，其特征在于，所述箱体连接在基底上，并存在一个开口，连接密封盖。

5.如权利要求1所述的光反射差法表征和识别不同产地原油的装置，其特征在于，所述样品台为为高精密三维平移台。

6.如权利要求1所述的光反射差法表征和识别不同产地原油的装置，其特征在于，所述的光反射差法表征和识别不同产地原油的装置进行原油表征和识别时包括以下步骤：

(1)用移液管取原油少量，滴在光反射差法表征和识别不同产地原油装置的样品池上；

(2)打开激光器，输出的激光入射到起偏器，调节起偏器的透光轴方向，使其平行于基片入射平面的P偏振方向，从起偏器出射的偏振光通过前方的光弹调制器，光弹调制器的频率设为50kHz；

(3)调节相移器，将基频信号调零，调节样品台，使光路通过样品，调节聚焦装置，使得光汇聚在样品表面处；

(4)用光电二极管做探测器，用电子计算机或微处理器对检测结果进行数据采集和处理。