CN113720796A - 基于红外光谱的录井气体分析系统、方法、设备及介质 - Google Patents

基于红外光谱的录井气体分析系统、方法、设备及介质 Download PDF

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CN113720796A
CN113720796A CN202011430619.8A CN202011430619A CN113720796A CN 113720796 A CN113720796 A CN 113720796A CN 202011430619 A CN202011430619 A CN 202011430619A CN 113720796 A CN113720796 A CN 113720796A
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宋明会
孙海钢
闫飞
董飞
梁宝安
孙海波
孟祥文
赵元
张五才
李东军
刘晓静
凌风春
田士伟
郑丽君
余多光
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Abstract

本申请公开了一种基于红外光谱的录井气体分析系统、方法、设备及介质，涉及光谱气体分析领域。该系统包括：第一可移动反射镜，用于将沿第一入射光路传播的红外光反射至第二入射光路；短光程气室，用于接收从第一入射光路入射的红外光，使红外光沿第一射出光路射出；长光程气室，用于接收从第二入射光路入射的红外光，使红外光沿第二射出光路射出；第二可移动反射镜，用于将沿第二射出光路传播的红外光反射至第三射出光路；计算机设备，用于控制电机移动第一可移动反射镜和第二可移动反射镜。该系统检测气体浓度范围覆盖了10ppm‑1000000ppm，满足行业规范中对气体组分检测范围的要求。

Description

基于红外光谱的录井气体分析系统、方法、设备及介质
技术领域
本申请涉及光谱气体分析领域，特别涉及一种基于红外光谱的录井气体分析系统、方法、设备及介质。
背景技术
在石油钻井现场，气测录井通常采用气相色谱仪分析从钻井液中分离出的烃类气体，进而判断含油气层段。
随着油气勘探目标的日趋复杂化和钻井工艺的进步，为了适应钻井提速条件下薄层油气的快速识别和发现，近几年红外光谱气体分析技术逐渐应用于石油气测录井中。红外光谱气体分析技术具有分析速度快、操作简单，无需空气压缩机和氢气发生器等辅助设备等优点。但是现在应用在气测录井行业中的红外光谱仪采用一个光源、一个检测室、一个检测器。如果需要检测低浓度的气体(例如10-100000ppm的甲烷)就需要长光程的气室，而较高浓度的气体(例如20％的甲烷就会在)在长光程的气室就会发生红外光谱吸收的饱和，不能准确测量高浓度的气体。反之，如果采用短光程的气室，则可以检测高浓度气体，但是无法检测到低浓度气体。
因此这种红外光谱分析技术往往分析范围不能达到《SY/T 5190-2016石油综合录井仪技术条件》中对天然气组分检测范围的要求,而难以在油气勘探现场推广应用。
发明内容
本申请实施例提供了一种基于红外光谱的录井气体分析系统、方法、设备及介质，其检测气体浓度范围覆盖了10ppm-1000000ppm，满足《SY/T 5190-2016石油综合录井仪技术条件》中对天然气组分检测范围的要求。所述技术方案包括：
根据本申请的一方面，提供了一种基于红外光谱的录井气体分析系统，所述系统包括：
光源，用于产生沿第一入射光路传播的红外光；
第一可移动反射镜，用于将沿所述第一入射光路传播的所述红外光反射至第二入射光路；
短光程气室，用于接收从所述第一入射光路入射的所述红外光，使所述红外光沿第一射出光路射出；
长光程气室，用于接收从所述第二入射光路入射的所述红外光，使所述红外光沿第二射出光路射出，所述第一射出光路与所述第二射出光路相交于第三位置；
第二可移动反射镜，用于将沿所述第二射出光路传播的所述红外光反射至第三射出光路，所述第三射出光路与所述第一射出光路部分重合；
电机，与所述第一可移动反射镜和所述第二可移动反射镜相连，用于将第一位置的所述第一可移动反射镜移动至第二位置，同时将所述第三位置的所述第二可移动反射镜移动至第四位置；或，将所述第二位置的所述第一可移动反射镜移动至所述第一位置，同时将所述第四位置的所述第二可移动反射镜移动至所述第三位置；所述第一位置位于所述第一入射光路上，所述第二位置位于所述第一入射光路外，所述第四位置位于所述第一射出光路之外；
气体样品泵，通过气体管道与所述长光程气室和所述短光程气室相连，用于向所述长光程气室和所述短光程气室输送样品气体；
检测设备，用于检测沿所述第一射出光路入射的所述红外光得到光谱吸光度，或，检测沿所述第三射出光路入射的所述红外光得到所述光谱吸光度；
计算机设备，与所述检测设备相连，用于响应于所述光谱吸光度大于第一阈值，控制所述电机将所述第一可移动反射镜移动至所述第二位置，同时控制所述电机将所述第二可移动反射镜移动至所述第四位置；还用于响应于所述光谱吸光度小于第二阈值，控制所述电机将所述第一可移动反射镜移动至所述第一位置，同时控制所述电机将所述第二可移动反射镜移动至所述第三位置。
在一种可选的实施例中，所述短光程气室，包括设置在外壁上的第一透明窗片和第二透明窗片，所述第一透明窗片位于所述第一入射光路上使所述红外光从所述第一透明窗片入射所述短光程气室，所述第二透明窗片用于使所述红外光沿所述第一射出光路射出所述短光程气室；
所述长光程气室，包括设置在外壁上的第三透明窗片和第四透明窗片，所述第三透明窗片位于所述第二入射光路上使所述红外光从所述第三透明窗片入射所述长光程气室，所述第四透明窗片用于使所述红外光沿所述第二射出光路射出所述长光程气室。
在一种可选的实施例中，所述第一入射光路和所述第一射出光路为直线，所述第二入射光路为包括第一光路和第二光路的折线，所述第二射出光路为包括第三光路和第四光路的折线，所述第三射出光路为包括所述第三光路、所述第四光路和第五光路的折线，所述第五光路与所述第一射出光路重合；
所述第一可移动反射镜，用于将沿所述第一入射光路传播的所述红外光反射至所述第一光路；
所述系统还包括：
第一固定反射镜，位于所述第一光路上，用于将沿所述第一光路传播的所述红外光反射至所述第二光路，使所述红外光沿所述第二光路入射所述第三透明窗片；
第二固定反射镜，位于所述第三光路上，用于将沿所述第三光路从所述长光程气室射出的所述红外光反射至所述第四光路；
所述第二可移动反射镜，用于将沿所述第四光路传播的所述红外光反射至所述第五光路。
在一种可选的实施例中，所述短光程气室，设置有第一气体入口和第一气体出口，所述第一气体出口与排气管道相连；
所述长光程气室，设置有第二气体入口和第二气体出口，所述第二气体出口与所述排气管道相连；
所述气体样品泵，通过所述气体管道与所述第一气体入口和所述第二气体入口相连，用于同时向所述第一气体入口和所述第二气体入口输送所述样品气体。
在一种可选的实施例中，所述系统还包括：
迈克尔逊干涉仪，用于使所述光源发出的所述红外光经过干涉后沿所述第一入射光路传播。
在一种可选的实施例中，所述系统还包括：
电机控制器，与所述计算机设备和所述电机相连，用于接收所述计算机设备的控制指令，根据所述控制指令控制所述电机。
在一种可选的实施例中，所述计算机设备，用于响应于所述光谱吸光度小于所述第二阈值，记录所述光谱吸光度小于所述第二阈值的次数；响应于所述次数大于次数阈值，控制所述电机将所述第一可移动反射镜移动至所述第一位置，同时控制所述电机将所述第二可移动反射镜移动至所述第三位置。
在一种可选的实施例中，所述计算机设备，用于获取长光程气室切换到短光程气室的第一气室阈值和第一气室系数，所述第一气室系数用于调整所述第一阈值；将所述第一气室阈值和所述第一气室系数的乘积确定为所述第一阈值；获取短光程气室切换到长光程气室的第二气室阈值和第二气室系数，所述第二气室系数用于调整所述第二阈值；将所述第二气室阈值和所述第二气室系数的乘积确定为所述第二阈值。
根据本申请的另一方面，提供了一种基于红外光谱的录井气体分析方法，所述方法包括：
获取所述检测设备生成的光谱吸光度；
响应于所述光谱吸光度大于第一阈值，发送第一控制指令，所述第一控制指令用于控制电机将第一可移动反射镜移动至第二位置，同时控制所述电机将第二可移动反射镜移动至第四位置；
响应于所述光谱吸光度小于第二阈值，发送第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述电机将所述第一可移动反射镜移动至第一位置，同时控制所述电机将所述第二可移动反射镜移动至第三位置；
其中，位于所述第二位置的所述第一可移动反射镜用于使红外光入射短光程气室，位于所述第四位置的所述第二可移动反射镜用于使从所述短光程气室射出的所述红外光入射检测设备；
位于所述第一位置的所述第一可移动反射镜用于使红外光入射长光程气室，位于所述第三位置的所述第二可移动反射镜用于使从所述长光程气室射出的所述红外光入射所述检测设备。
在一种可选的实施例中，所述响应于所述光谱吸光度小于第二阈值，发送第二控制指令，包括：
响应于所述光谱吸光度小于所述第二阈值，记录所述光谱吸光度小于所述第二阈值的次数；
响应于所述次数大于次数阈值，发出所述第二控制指令。
在一种可选的实施例中，所述方法还包括：
获取长光程气室切换到短光程气室的第一气室阈值和第一气室系数，所述第一气室系数用于调整所述第一阈值；
将所述第一气室阈值和所述第一气室系数的乘积确定为所述第一阈值；
获取短光程气室切换到长光程气室的第二气室阈值和第二气室系数，所述第二气室系数用于调整所述第二阈值；
将所述第二气室阈值和所述第二气室系数的乘积确定为所述第二阈值。
根据本申请的另一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述方面所述的基于红外光谱的录井气体分析方法。
根据本申请的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述方面所述的基于红外光谱的录井气体分析方法。
根据本申请的另一方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，所述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从所述计算机可读存储介质读取所述计算机指令，所述处理器执行所述计算机指令，使得所述计算机设备执行如上方面所述的基于红外光谱的录井气体分析方法。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过同时使用短光程气室和长光程气室，用可移动反射镜来控制光源发出的红外光的光路，当检测设备检测出此时气室内的样品气体的光谱吸光度较大时，说明样品气体的浓度较大，则计算机设备控制可移动反射镜使红外光进入短光程气室，采用短光程气室来进行气体检测，当检测设备检测出此时气室内的样品气体的光谱吸光度较小时，说明样品气体的浓度较小，则计算机设备控制可移动反射镜使红外光进入长光程气室，采用长光程气室来进行气体检测。如此，可以同时检测高浓度和低浓度的气体，扩大可检测的气体浓度范围，使检测气体浓度范围覆盖了10ppm-1000000ppm，满足《SY/T 5190-2016石油综合录井仪技术条件》中对天然气组分检测范围的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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。
图1是本申请一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析系统的示意图；
图2是本申请另一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析系统的示意图；
图3是本申请另一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析系统的示意图；
图4是本申请另一个示例性实施例提供的第一阈值和第二阈值的示意图；
图5是本申请另一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析系统的示意图；
图6是本申请另一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析系统的示意图；
图7是本申请另一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析方法的流程图；
图8是本申请另一个示例性实施例提供的计算机设备的装置示意图；
图9是另一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析方法的流程图；
图10是本申请一个示例性实施例提供的计算机设备的示意图。
附图标记分别表示：
1 长光程气室；
2 第一固定反射镜；
3 第二固定反射镜；
4 第二气体入口；
5 第二气体出口；
6 第一气体入口；
7 第一气体出口；
8 第一可移动反射镜；
9 短光程气室；
10 电机；
11 第二可移动反射镜；
12 气体样品泵；
13 光源；
14 检测设备；
15 计算机设备；
16 第一入射光路；
17 迈克尔逊干涉仪；
18 电机控制器；
19 第一遮光板；
20 第二遮光板；
21 第一半透半反镜；
22 第二半透半反镜。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
首先，对本申请实施例涉及的名词进行介绍。
录井：是用岩矿分析、地球物理、地球化学等方法，观察、采集、收集、记录、分析随钻过程中的固体、液体、气体等井筒返出物信息，以此建立录井地质剖面、发现油气显示、评价油气层，并为石油工程(投资方、钻井工程、其它工程)提供钻井信息服务的过程。录井技术是油气勘探开发活动中最基本的技术，是发现、评估油气藏最及时、最直接的手段，具有获取地下信息及时、多样，分析解释快捷的特点。
气测录井：是从安置在振动筛前的脱气器可获得从井底返回的钻井液所携带的气体，对其进行组分和含量的检测和编录，从而判断油气层的工作。气测录井是直接测定钻井液中可燃气体含量的一种录井方法。气测录井是在钻进过程中进行的，利用气测资料能及时发现油气显示，并能预报井喷，在探井中广泛采用。
傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform infrared spectroscopy，FTIR)：是一种将傅立叶变换的数学处理，用计算机技术与红外光谱相结合的分析鉴定方法，主要由光学探测部分和计算机部分组成。当样品(样品气体)放在干涉仪光路中，由于吸收了某些频率的能量，使所得的干涉图强度曲线相应地产生一些变化，通过数学的傅立叶变换技术，可将干涉图上每个频率转变为相应的光强，而得到整个红外光谱图，根据光谱图的不同特征，可检定未知物的功能团、测定化学结构、观察化学反应历程、区别同分异构体、分析物质的纯度等。傅里叶红外光谱法是通过测量干涉图和对干涉图进行傅里叶变化的方法来测定红外光谱。红外光谱的强度h(δ)与形成该光的两束相干光的光程差δ之间有傅里叶变换的函数关系。
图1示出了本申请一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析系统的示意图。该系统包括光源13、气体样品泵12、双通道可切换气体分析池、检测设备14和计算机设备15。
其中，气体样品泵12通过气体管道与双通道可切换气体分析池相连；检测设备14与计算机设备15通过数据线相连，或，检测设备14与计算机设备15通过通信网络进行数据通信，通信网络包括有线网络和无线网络中的至少一种，且该通信网络可以是局域网、城域网以及广域网中的至少一种；双通道可切换气体分析池与计算机设备15通过数据线相连，或，双通道可切换气体分析池与计算机设备15通过通信网络进行数据通信。
双通道可切换气体分析池包括长光程气室1、短光程气室9、电机10、第一可移动反射镜8和第二可移动反射镜11。
其中，长光程气室1、短光程气室9分别与气体样品泵12通过气体管道相连，气体样品泵12通过气体管道向长光程气室1和短光程气室9中输送样品气体。第一可移动反射镜8、第二可移动反射镜11分别与电机10刚性连接，电机10通过带动刚性连接的连接臂来控制第一可移动反射镜8、第二可移动反射镜11上下或前后移动。
光源13，用于产生沿第一入射光路传播的红外光。
在一种可选的实现方式中，如图1所示，光源13向着短光程气室9发射沿第一入射光路16传播的红外光。
示例性的，第一入射光路呈直线。示例性的，第一入射光路所呈的直线连接光源13和短光程气室9。
第一可移动反射镜8，用于将沿第一入射光路传播的红外光反射至第二入射光路；
示例性的，位于第一位置的第一可移动反射镜8可以将第一入射光路上的红外光反射至第二入射光路，第一位置位于第一入射光路上；位于第二位置的第一可移动反射镜8则不会将第一入射光路上的红外光反射至第二入射光路。
因此，当第一可移动反射镜8位于第二位置时，光源13发出的红外光可以直接沿第一入射光路入射短光程气室9；当第一可移动反射镜8位于第一位置时，光源13发出的红外光可以反射至第二入射光路，沿第二入射光路入射长光程气室1。
短光程气室9，用于接收从第一入射光路入射的红外光，使红外光沿第一射出光路射出；
示例性的，第一射出光路呈直线，示例性，第一射出光路所呈的直线连接短光程气室9和检测设备14。
长光程气室1，用于接收从第二入射光路入射的红外光，使红外光沿第二射出光路射出，第一射出光路与第二射出光路相交于第三位置；
第二可移动反射镜11，用于将沿第二射出光路传播的红外光反射至第三射出光路，第三射出光路与第一射出光路部分重合；
示例性的，位于第三位置的第二可移动反射镜11可以将第二射出光路上的红外光反射至第三射出光路；位于第四位置的第二可移动反射镜11则不会将第二射出光路上的红外光反射至第三射出光路。
因此，当第二可移动反射镜11位于第三位置时，从长光程气室1中射出的沿第二射出光路传播的红外光可以被反射至第三射出光路上，从而使红外光沿第三射出光路入射检测设备14；当第二可移动反射镜11位于第四位置时，从短光程气室9中射出的红外光可以沿第一射出光路入射检测设备14。
电机10，与第一可移动反射镜8和第二可移动反射镜11相连，用于将第一位置的第一可移动反射镜8移动至第二位置，同时将第三位置的第二可移动反射镜11移动至第四位置；或，将第二位置的第一可移动反射镜8移动至第一位置，同时将第四位置的第二可移动反射镜11移动至第三位置；第一位置位于第一入射光路上，第二位置位于第一入射光路外，第四位置位于第一射出光路之外；
示例性的，位于第一位置的第一可移动反射镜8可以反射第一入射光路上的红外光，而位于第二位置的第一可移动反射镜8则不会影响第一入射光路上的红外光。同理，位于第三位置上的第二可移动反射镜11可以遮挡第一射出光路上的红外光，并且反射第二射出光路上的红外光，而位于第四位置上的第二可移动反射镜11则不会影响第一射出光路上的红外光。
示例性的，第一可移动反射镜8和第二可移动反射镜11的位置变化是同步的，当第一可移动反射镜8位于第一位置时，第二可移动反射镜11位于第三位置；当第一可移动反射镜8位于第二位置时，第二可移动反射镜11位于第四位置。
气体样品泵12，通过气体管道与长光程气室1和短光程气室9相连，用于向长光程气室1和短光程气室9输送样品气体；
检测设备14，用于检测沿第一射出光路入射的红外光得到光谱吸光度，或，检测沿第三射出光路入射的红外光得到光谱吸光度；
计算机设备15，与检测设备14相连，用于响应于光谱吸光度大于第一阈值，控制电机10将第一可移动反射镜8移动至第二位置，同时控制电机10将第二可移动反射镜11移动至第四位置；还用于响应于光谱吸光度小于第二阈值，控制电机10将第一可移动反射镜8移动至第一位置，同时控制电机10将第二可移动反射镜11移动至第三位置。
综上所述，本实施例提供的系统，通过同时使用短光程气室和长光程气室，用可移动反射镜来控制光源发出的红外光的光路，当检测设备检测出此时气室内的样品气体的光谱吸光度较大时，说明样品气体的浓度较大，则计算机设备控制可移动反射镜使红外光进入短光程气室，采用短光程气室来进行气体检测，当检测设备检测出此时气室内的样品气体的光谱吸光度较小时，说明样品气体的浓度较小，则计算机设备控制可移动反射镜使红外光进入长光程气室，采用长光程气室来进行气体检测。如此，可以同时检测高浓度和低浓度的气体，扩大可检测的气体浓度范围，使检测气体浓度范围覆盖了10ppm-1000000ppm，满足《SY/T 5190-2016石油综合录井仪技术条件》中对天然气组分检测范围的要求。
示例性的，给出两种基于红外光谱的录井气体分析系统的实施例。
图2示出了本申请一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析系统的示意图。基于图1所示的系统，该系统还包括迈克尔逊干涉仪17、第一固定反射镜2、第二固定反射镜3和电机控制器18。在短光程气室9上还配置有第一气体入口6和第一气体出口7，在长光程气室1上还配置有第二气体入口4和第二气体出口5。检测设备14包括DLATGS(Deuterated L-Alanine Triglycine Sulfate，氘化L-丙氨酸硫酸三苷肽)和信号处理单元。
示例性的，双通道可切换气体分析池还包括第一固定反射镜2、第二固定反射镜3。
DLATGS检测器是一种新型的高灵敏度热电检测器。热电材料在感受到的热量时会产生自极化，从而产生电荷，称为热电效应。
在一个可选的实施例中，短光程气室9，包括设置在外壁上的第一透明窗片和第二透明窗片，第一透明窗片位于第一入射光路上使红外光从第一透明窗片入射短光程气室9，第二透明窗片用于使红外光沿第一射出光路射出短光程气室9；
长光程气室1，包括设置在外壁上的第三透明窗片和第四透明窗片，第三透明窗片位于第二入射光路上使红外光从第三透明窗片入射长光程气室1，第四透明窗片用于使红外光沿第二射出光路射出长光程气室1。
示例性的，长光程气室1为一个外形为长方体的空心腔体，上端两侧设置有透明窗片，内部安装有若干反射镜，红外光经过第三透明窗片透射进入腔体，在长光程气室1腔内经过反射镜的多次反射后，从第四透明窗片射出长光程气室1。
示例性的，短光程气室9为一个外形为长方体的空心腔体，两侧设置有透明窗片，红外光经过第一透明窗片透射进入腔体，从第二透明窗片射出短光程气室9。
示例性的，长光程气室内的光程长度为1至3米，短光程气室内的光程长度为3至7厘米。
在一个可选的实施例中，第一入射光路和第一射出光路为直线，第二入射光路为包括第一光路和第二光路的折线，第二射出光路为包括第三光路和第四光路的折线，第三射出光路为包括第三光路、第四光路和第五光路的折线，第五光路与第一射出光路重合；
第一可移动反射镜8，用于将沿第一入射光路传播的红外光反射至第一光路；
该系统还包括：
第一固定反射镜2，位于第一光路上，用于将沿第一光路传播的红外光反射至第二光路，使红外光沿第二光路入射第三透明窗片；
第二固定反射镜3，位于第三光路上，用于将沿第三光路从长光程气室1射出的红外光反射至第四光路；
第二可移动反射镜11，用于将沿第四光路传播的红外光反射至第五光路。
第一光路、第二光路、第三光路、第四光路和第五光路为直线。
示例性的，如图2所示，长光程气室1位于短光程气室9的上方，长光程气室1的第三透明窗片的入射面与短光程气室9的第一透明窗片的入射面平行，第一入射光路与第一透明窗片垂直且相交。第一可移动反射镜8的第一位置位于第一入射光路上，第一可移动反射镜8的反射面与第一入射光路呈45°角，位于第一位置的第一可移动反射镜8将沿第一入射光路传播的红外光向上反射至第二入射光路的第一光路上，第一光路与第一入射光路垂直，第一固定反射镜2位于第一位置的上方，同时第一固定反射镜2也位于第一光路和第二光路的交叉点上，第一固定反射镜2的反射面与第一光路呈45°角，第一固定反射镜2将沿第一光路传播的红外光向右反射至第二光路上，第二光路垂直于第三透明窗片的入射面且与入射面相交，第二光路平行于第一入射光路。
示例性的，如图2所示，长光程气室1的第四透明窗片的入射面与短光程气室9的第二透明窗片的入射面平行，第一射出光路与第二透明窗片垂直且相交，第二射出光路的第三光路与第四透明窗片垂直且相交，第二固定反射镜3位于第三光路上，第二固定反射镜3的反射面与第三光路呈45°角，第二固定反射镜3将沿第三光路传播的红外光向下反射至第四光路上，第四光路与第三光路垂直，第二可移动反射镜11的第三位置位于第四光路与第一射出光路的交叉点上，第二可移动反射镜11的反射面与第四光路呈45°角、与第一射出光路呈45°角，位于第三位置的第二可移动反射镜11将沿第四光路传播的红外光向右反射至第五光路上，第五光路与第一射出光路重合。第一射出光路、第五光路分别与检测设备的红外光入射口垂直且相交。
示例性的，如图3所示，当第一可移动反射镜8移动至第二位置、第二可移动反射镜11移动至第四位置时，第一可移动反射镜8将不再遮挡第一入射光路，从迈克尔逊干涉仪射出的红外光(干涉光)可以延第一入射光路从第一透明窗片射入短光程气室9；第二可移动反射镜11也不再遮挡第一射出光路，从短光程气室9射出的红外光可以沿第一射出光路直接射入DLATGS检测器中。
在一个可选的实施例中，短光程气室9，设置有第一气体入口6和第一气体出口7，第一气体出口7与排气管道相连；
长光程气室1，设置有第二气体入口4和第二气体出口5，第二气体出口5与排气管道相连；
气体样品泵12，通过气体管道与第一气体入口6和第二气体入口4相连，用于同时向第一气体入口6和第二气体入口4输送样品气体。
示例性的，长光程气室1和短光程气室9均设置有气体入口和气体出口，气体样品泵12抽取样品气体泵送至两个气室，经过红外光透射分析后，从气体出口排出到室外。
在一个可选的实施例中，该系统还包括：
迈克尔逊干涉仪17，用于使光源13发出的红外光经过干涉后沿第一入射光路传播。
示例性的，光源13发出的红外光经过迈克尔逊干涉仪17后产生红外光的干涉光，干涉光入射双通道可切换气体分析池的长光程气室1或短光程气室9，然后射出到DLATGS检测器，将光信号转换为电信号，将电信号输入信号处理单元，由信号处理单元根据电信号得到光谱吸光度A，将光谱吸光度A以及电信号输出到计算机设备，计算机设备上运行光谱分析程序得到红外吸收谱图，并对红外吸收谱图分析计算出样品气体中气体的种类和浓度，并根据光谱吸光度A对电机控制器18发出控制指令，控制电机转动，带动可移动反射镜发生位移。当样品气体浓度较高，在长光程气室中对红外光吸收较多时，计算机设备控制电机正转，则可移动反射镜向上移动，红外光直接通过短光程气室，适合于分析较高浓度的气体。当样品气体浓度降低时，在短光程气室中对红外光吸收较低时，计算机设备发出指令控制电机反转，则可带动可移动反射镜向下移动，遮挡短光程气室，把红外光反射至第一固定反射镜后，进入长光程气室，适合于分析较低浓度的气体。并且在计算机设备的分析程序中可以设置控制电机动作的切换门限(阈值)。
在一个可选的实施例中，该系统还包括：
电机控制器18，与计算机设备15和电机10相连，用于接收计算机设备15的控制指令，根据控制指令控制电机10。
示例性的，在短光程气室的两侧分别设置有两个可移动反射镜，两个可移动反射镜由传动杆连接至电机10，由电机10带动前后或者上下移动。示例性的，电机10位步进电机，电机控制器18为步进电机控制器。
在一个可选的实施例中，计算机设备15，用于响应于光谱吸光度小于第二阈值，记录光谱吸光度小于第二阈值的次数；响应于次数大于次数阈值，控制电机10将第一可移动反射镜8移动至第一位置，同时控制电机10将第二可移动反射镜11移动至第三位置。
在一个可选的实施例中，计算机设备15，用于获取长光程气室1切换到短光程气室9的第一气室阈值和第一气室系数，第一气室系数用于调整第一阈值；将第一气室阈值和第一气室系数的乘积确定为第一阈值；获取短光程气室9切换到长光程气室1的第二气室阈值和第二气室系数，第二气室系数用于调整第二阈值；将第二气室阈值和第二气室系数的乘积确定为第二阈值。
在实际录井气体分析过程中，往往会出现样品气体的浓度在长光程气室和短光程气室的切换门限(阈值)附近上下波动，造成了电机频繁动作，甚至导致不能正常分析的情况发生。为了避免这种情况，本申请提出了双阈值切换控制方法，即设置长光程气室切换到短光程气室和短光程气室切换到长光程气室的两个不同阈值，如图4所示。第一阈值301为长光程气室分析切换到短光程气室分析的门限，第二阈值302为短光程气室分析切换到长光程气室分析的门限。第一阈值301小于等于长光程气室的检测上限，第二阈值302大于等于短光程气室的检测下限。第一阈值301大于第二阈值302。
综上所述，本实施例提供的系统，基于傅立叶变换红外光谱技术，分析区间在波长为2.5μm～25μm之间的中红外谱段。由于烃类气体的中红外吸收光谱比近红外吸收光谱更加明显，可以减小长光程气体吸收池的容积进而缩短分析系统的响应时间。
本实施例提供的系统，红外光经过迈尔克逊干涉仪产生的干涉光全部进入长光程气室或者短光程气室，不经过分光，提高了光强能量，可提高光谱仪的信噪比，进而提高分析精度。
本实施例提供的系统，样品气体通过气体样品泵并行进入两个气室，两个气室中始终都充满了样品气体，当控制可移动反射镜移动，切换另一个气室进行检测时，可以实现两个气室的分析数据的无缝衔接。
本实施例提供的系统，采用双通道自由切换的傅立叶红外吸收光谱分析方法，可以覆盖10ppm-1000000ppm录井烃类气体全范围检测。
本实施例提供的系统，提出的双阈值切换控制方法可避免出现频繁切换导致分析数据异常的情况，保证分析数据连续稳定。
示例性的，可以将可移动反射镜更换为半透半反镜(分光镜)。
图5和图6示出了本申请一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析系统的示意图。与图2所示的系统相比，将图2中的第一可移动反射镜替换为第一半透半反镜21，将第二可移动反射镜替换为第二半透半反镜22，将电机替换为阀A和阀B，阀A用于控制第一遮光板19的抬升和落下，阀B用于控制第二遮光板20的抬升和落下。
示例性的，长光程气室1位于短光程气室9的下方。第一半透半反镜21位于第一入射光路上，与第一入射光路呈45°角；第二半透半反镜22位于第一射出光路和第二射出光路的交叉点上，与第一射出光路呈45°角，与第二射出光路呈45°角。阀A和阀B位于长光程气室1和短光程气室9之间，阀A控制的第一遮光板19落下后，可以遮挡第一入射光路上的红外光，使红外光无法射入长光程气室1，第一遮光板19抬升后，不会遮挡第一入射光路上的红外光，红外光可以射入长光程气室1。阀B控制的第二遮光板20抬升后，会遮挡第二射出光路上的红外光，第二遮光板20落下后，不会遮挡第二射出光路上的红外光。
图5和图6中省略了两个气室中输送气体的气体管道部分，仅示出了光路图。图5为红外光经过长光程气室检测长光程气室中气体的光路示意图，图6为红外光经过短光程气室检测短光程气室中气体的光路示意图。
光源，用于产生沿第一入射光路传播的红外光；
第一半透半反镜21，用于将沿第一入射光路传播的红外光分光为透射光和反射光，反射光沿第二入射光路的第一光路传播，透射光沿第一入射光路继续传播，第二入射光路和第一入射光路垂直；
长光程气室1，用于接收从第一入射光路入射的红外光(透射光)，使红外光沿第一射出光路射出；
第一固定反射镜2，用于将沿第一光路传播的红外光(反射光)反射至第二光路，第二入射光路包括第一光路和第二光路，第一光路和第二光路垂直；
短光程气室9，用于接收从第二光路入射的红外光(反射光)，使红外光沿第二射出光路的第三光路射出；
第二固定反射镜3，用于将沿第三光路传播的红外光反射至第四光路，第三光路和第四光路垂直，第二射出光路包括第三光路和第四光路；
第二半透半反镜22，用于将沿第四光路传播的红外光分光为透射光和反射光，反射光沿第五光路传播，第五光路垂直于第四光路，第五光路与第一射出光路重合，第三射出光路包括第三光路、第四光路和第五光路；
阀A，用于控制第一遮光板19抬升和落下，落下的第一遮光板19与第一入射光路相交，位于第一半透半反镜21之后，用于遮挡从第一半透半反镜透出的透射光，使之无法进入长光程气室1；
阀B，用于控制第二遮光板20抬升和落下，抬升的第二遮光板20与第二射出光路相交，位于第二固定反射镜3之前，用于遮挡从短光程气室9射出的红外光，使之无法经过第二固定反射镜3；
气体样品泵，通过气体管道与长光程气室1和短光程气室9相连，用于向长光程气室1和短光程气室9输送样品气体；
检测设备，用于检测沿第一射出光路入射的红外光得到光谱吸光度，或，检测沿第三射出光路入射的红外光得到光谱吸光度；
计算机设备，与检测设备相连，用于响应于光谱吸光度大于第一阈值，控制阀A落下第一遮光板19，同时控制阀B落下第二遮光板20；还用于响应于光谱吸光度小于第二阈值，控制阀A抬升第一遮光板19，同时控制阀B抬升第二遮光板20。
如图5所示，光源发出的红外光经过第一半透半反镜21发生透射和反射，透射光继续沿第一入射光路的方向传播射入长光程气室1，反射光沿第二入射光路的方向传播经过第一固定反射镜2反射后，射入短光程气室9。
红外光经过长光程气室1后，沿第一射出光路射出长光程气室，经过第二半透半反镜22发生透射和反射，透射光继续沿第一射出光路射入检测设备。
红外光经过短光程气室9后，沿第二射出光路射出短光程气室9，被抬升的第二遮光板20遮挡。
如图6所示，光源发出的红外光经过第一半透半反镜21发生透射和反射，透射光被落下的第一遮光板19遮挡，反射光沿第二入射光路的方向传播经过第一固定反射镜2反射后，射入短光程气室9。
红外光经过短光程气室9后，沿第二射出光路射出短光程气室9，经过第二固定反射镜3后被反射至第二射出光路的第四光路上，沿第四光路传播的红外光经过第二半透半反镜22分光为反射光和透射光，反射光沿第五光路传播射入检测设备。
示例性的，半透半反镜按照60:40的比例把红外光分成反射光和透射光。
图7示出了本申请一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析方法的流程图。本实施例以该方法用于如图1、图2或图3所示的计算机设备15中为例进行说明，该方法包括如下步骤：
步骤401，获取检测设备生成的光谱吸光度。
吸光度是物理学和化学的一个名词，是指光线通过溶液或物质前的入射光强度与光线通过溶液或某一物质后的透射光强度的比值(I0/I1)的以10为底的对数(即lg(I0/I1))，其中I0为入射光强，I1为透射光强，影响它的因素有溶剂、浓度、温度等等。
当一束光通过一个吸光物质(通常为溶液)时，溶质吸收了光能，光的强度减弱。吸光度就是用来衡量光被吸收程度的一个物理量。
符号A，表示物质对光的吸收程度(光谱吸光度)。A值越大，表示物质对光的吸收越大。根据比尔定律，吸光度与吸光物质的量浓度c成正比，以A对c作图，可得到光度分析的校准曲线。在多组分体系中，如果各组分的吸光质点彼此不发生作用，那么吸光度便等于各组分吸光度之和，这一规律称吸光度的加和性。据此可以进行多组分同时测定及某些化学反应平衡常数的测定。
步骤402，判断光谱吸光度的大小，若谱吸光度大于第一阈值则进行步骤403，若光谱吸光度小于第二阈值，则进行步骤404，若光谱吸光度位于第一阈值和第二阈值之间，则不控制第一可移动反射镜和第二可移动反射镜移动。
示例性的，计算机设备获取长光程气室切换到短光程气室的第一气室阈值和第一气室系数，第一气室系数用于调整第一阈值；将第一气室阈值和第一气室系数的乘积确定为第一阈值；获取短光程气室切换到长光程气室的第二气室阈值和第二气室系数，第二气室系数用于调整第二阈值；将第二气室阈值和第二气室系数的乘积确定为第二阈值。
步骤403，响应于光谱吸光度大于第一阈值，发送第一控制指令，第一控制指令用于控制电机将第一可移动反射镜移动至第二位置，同时控制电机将第二可移动反射镜移动至第四位置。
位于第二位置的第一可移动反射镜用于使红外光入射短光程气室，位于第四位置的第二可移动反射镜用于使从短光程气室射出的红外光入射检测设备。
示例性的，计算机设备向电机控制器发送第一控制指令，电机控制器根据第一控制指令控制电机移动可移动反射镜。
步骤404，响应于光谱吸光度小于第二阈值，发送第二控制指令，第二控制指令用于控制电机将第一可移动反射镜移动至第一位置，同时控制电机将第二可移动反射镜移动至第三位置。
位于第一位置的第一可移动反射镜用于使红外光入射长光程气室，位于第三位置的第二可移动反射镜用于使从长光程气室射出的红外光入射检测设备。
示例性的，计算机设备向电机控制器发送第二控制指令，电机控制器根据第二控制指令控制电机移动可移动反射镜。
示例性的，为了避免气室频繁切换导致检测数据不稳定，光谱吸光度小于第二阈值时计算机并不会立即控制电机移动可移动反射镜，而是记录光谱吸光度小于第二阈值的次数，在达到一定次数后，才会控制可移动反射镜移动进行气室的切换。
即，计算机设备响应于光谱吸光度小于第二阈值，记录光谱吸光度小于第二阈值的次数；响应于次数大于次数阈值，发出第二控制指令。
示例性的，计算机设备使用红外光谱进行气体检测的方法可以参见申请号为201810847381.5的发明专利《红外光谱非线性定量分析方法》。
综上所述，本实施例提供的方法，通过同时使用短光程气室和长光程气室，用可移动反射镜来控制光源发出的红外光的光路，当检测设备检测出此时气室内的样品气体的光谱吸光度较大时，说明样品气体的浓度较大，则计算机设备控制可移动反射镜使红外光进入短光程气室，采用短光程气室来进行气体检测，当检测设备检测出此时气室内的样品气体的光谱吸光度较小时，说明样品气体的浓度较小，则计算机设备控制可移动反射镜使红外光进入长光程气室，采用长光程气室来进行气体检测。如此，可以同时检测高浓度和低浓度的气体，扩大可检测的气体浓度范围，使检测气体浓度范围覆盖了10ppm-1000000ppm，满足《SY/T 5190-2016石油综合录井仪技术条件》中对天然气组分检测范围的要求。
图8示出了本申请一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析装置的结构框图，该装置包括如下部分：
获取模块501，用于获取所述检测设备生成的光谱吸光度；
发送模块502，用于响应于所述光谱吸光度大于第一阈值，发送第一控制指令，所述第一控制指令用于控制电机将第一可移动反射镜移动至第二位置，同时控制所述电机将第二可移动反射镜移动至第四位置；
所述发送模块502，用于响应于所述光谱吸光度小于第二阈值，发送第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述电机将所述第一可移动反射镜移动至第一位置，同时控制所述电机将所述第二可移动反射镜移动至第三位置；
其中，位于所述第二位置的所述第一可移动反射镜用于使红外光入射短光程气室，位于所述第四位置的所述第二可移动反射镜用于使从所述短光程气室射出的所述红外光入射检测设备；
位于所述第一位置的所述第一可移动反射镜用于使红外光入射长光程气室，位于所述第三位置的所述第二可移动反射镜用于使从所述长光程气室射出的所述红外光入射所述检测设备。
在一个可选的实施例中，所述装置还包括：
记录模块503，用于响应于所述光谱吸光度小于所述第二阈值，记录所述光谱吸光度小于所述第二阈值的次数；
所述发送模块502，用于响应于所述次数大于次数阈值，发出所述第二控制指令。
在一个可选的实施例中，所述装置还包括：
所述获取模块501，用于获取长光程气室切换到短光程气室的第一气室阈值和第一气室系数，所述第一气室系数用于调整所述第一阈值；
确定模块504，用于将所述第一气室阈值和所述第一气室系数的乘积确定为所述第一阈值；
所述获取模块501，用于获取短光程气室切换到长光程气室的第二气室阈值和第二气室系数，所述第二气室系数用于调整所述第二阈值；
所述确定模块504，用于将所述第二气室阈值和所述第二气室系数的乘积确定为所述第二阈值。
图9示出了本申请一个示例性实施例提供的基于红外光谱的录井气体分析方法的流程图。本实施例以该方法用于如图2所示的计算机设备中为例进行说明。
光源、迈克尔逊干涉仪、DLATGS检测器、信号处理单元均可采用傅立叶变换红外光谱仪的配套设备。长光程气室1可以采用适配傅立叶变换红外光谱的多次反射型气室，光程长度在1～3米，在气室前端左右两侧开入光孔并安装氟化钙窗片，并在气室前后端两侧设置第二气体入口和第二气体出口。短光程气室9采用光程长度为3-7厘米的直通气室，两侧端面安装氟化钙窗片，气室侧壁设置进第一气体入口和第一气体出口。图中的两个固定反射镜采用镀金膜反射镜。图中第二气体入口4、第二气体出口5、第一气体入口6、第一气体出口7四个气路接头采用
Figure BDA0002820468770000201
的接头，其中第二气体入口4和第一气体入口6通过外径3mm，内径2mm的不锈钢管线连接至气体样品泵，第二气体出口5和第一气体出口7通过不锈钢管或者柔性管线连接至室外空气。第一可移动反射镜8和第二可移动反射镜11通过刚性连接机构与步进电机相连。步进电机通过齿轮、丝杠或者皮带传动，使第一可移动反射镜8和第二可移动反射镜11上下移动。信号处理单元输入的信号通过网络传输给计算机。计算机安装有光谱分析软件，可以处理采集到的光谱信号、输出光谱图、计算待测气体浓度、设置两个通道的切换门限。计算机与步进电机控制器之间通过RS232串口线电性连接，通过串口发送切换指令。步进电机控制器与步进电机之间电性连接，提供电源和转动指令。
设长光程气室切换到短光程的第一气室阈值为TL为2.60，长光程气室切换到短光程气室的第一气室系数为PL为1.00，短光程气室切换到长光程的第二气室阈值为TS为0.50，短光程气室切换到长光程气室的第二气室系数为PS为0.80，当前光谱吸光度为A，短光程气室中吸光度连续低于切换阈值的次数为N。
该方法包括如下步骤：
S1：使红外光进入长光程气室进行分析；
S2：判断当前样品气体的光谱吸光度A是否大于TL×PL，是则继续执行S3进行分析，否则回到S1；
S3：给步进电机切换指令，步进电机正转，带动第一可移动反射镜和第二可移动反射镜向上移动，红外光直接通过短光程气室；
S4：给N赋初值0；
S5：使红外光进入短光程气室进行分析；
S6：判断当前样品气体的光谱吸光度A是否小于Ts×Ps，是则继续执行S7，否则转入S4；
S7：N的计数值加1；
S8：判断N是否大于5，是则执行S9.否则转入S5；
S9：给步进电机切换指令，步进电机反转，带动第一可移动反射镜和第二可移动反射镜向下移动，遮挡短光程气室，把红外光反射至固定反射镜后，进入长光程气室。
综上所述，本实施例提供的方法，通过同时使用短光程气室和长光程气室，用可移动反射镜来控制光源发出的红外光的光路，当检测设备检测出此时气室内的样品气体的光谱吸光度较大时，说明样品气体的浓度较大，则计算机设备控制可移动反射镜使红外光进入短光程气室，采用短光程气室来进行气体检测，当检测设备检测出此时气室内的样品气体的光谱吸光度较小时，说明样品气体的浓度较小，则计算机设备控制可移动反射镜使红外光进入长光程气室，采用长光程气室来进行气体检测。如此，可以同时检测高浓度和低浓度的气体，扩大可检测的气体浓度范围，使检测气体浓度范围覆盖了10ppm-1000000ppm，满足《SY/T 5190-2016石油综合录井仪技术条件》中对天然气组分检测范围的要求。适用于油气勘探现场录井行业的随钻气体分析，分析气体种类包含甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷、一氧化碳、二氧化碳，检测范围覆盖10-1000000ppm，达到《SY/T 5190-2016石油综合录井仪技术条件》中对天然气组分检测的要求。可广泛用于陆地和海洋油气勘探。随着钻井PDC(Polycrystalline Diamond Compact bit，聚晶金刚石复合片钻头)钻头、螺杆复合钻进等一系列新技术的推广应用，钻井速度不断加快，该项技术替代气测录井主流的气相色谱分析技术，可大幅缩短分析周期，避免出现薄层油气显示漏失，提高勘探开发效益。
图10示出了本申请一个示例性实施例提供的计算机设备1000的结构框图。该计算机设备1000可以是便携式移动终端，比如：智能手机、平板电脑、MP3播放器(MovingPicture Experts Group Audio Layer III，动态影像专家压缩标准音频层面3)、MP4(Moving Picture Experts Group Audio Layer IV，动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器。计算机设备1000还可能被称为用户设备、便携式终端等其他名称。
通常，计算机设备1000包括有：处理器1001和存储器1002。
处理器1001可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器1001可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器1001也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器1001可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器1001还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器1002可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是有形的和非暂态的。存储器1002还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器1002中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器1001所执行以实现本申请实施例中提供的基于红外光谱的录井气体分析方法。
在一些实施例中，计算机设备1000还可选包括有：外围设备接口1003和至少一个外围设备。具体地，外围设备包括：射频电路1004、触摸显示屏1005、摄像头组件1006、音频电路1007、定位组件1008和电源1009中的至少一种。
外围设备接口1003可被用于将I/O(Input/Output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器1001和存储器1002。在一些实施例中，处理器1001、存储器1002和外围设备接口1003被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器1001、存储器1002和外围设备接口1003中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。
射频电路1004用于接收和发射RF(Radio Frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路1004通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路1004将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路1004包括：天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等。射频电路1004可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：万维网、城域网、内联网、各代移动通信网络(2G、3G、4G、5G及它们的组合)、无线局域网和无线保真网络(Wireless Fidelity，WiFi)。在一些实施例中，射频电路1004还可以包括NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)有关的电路，本申请对此不加以限定。
触摸显示屏1005用于显示UI(User Interface，用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。触摸显示屏1005还具有采集在触摸显示屏1005的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器1001进行处理。触摸显示屏1005用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，触摸显示屏1005可以为一个，设置计算机设备1000的前面板；在另一些实施例中，触摸显示屏1005可以为至少两个，分别设置在计算机设备1000的不同表面或呈折叠设计；在另一些实施例中，触摸显示屏1005可以是柔性显示屏，设置在计算机设备1000的弯曲表面上或折叠面上。甚至，触摸显示屏1005还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。触摸显示屏1005可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二极管)等材质制备。
摄像头组件1006用于采集图像或视频。可选地，摄像头组件1006包括前置摄像头和后置摄像头。通常，前置摄像头用于实现视频通话或自拍，后置摄像头用于实现照片或视频的拍摄。在一些实施例中，后置摄像头为至少两个，分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头中的任意一种，以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能，主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及VR(Virtual Reality，虚拟现实)拍摄功能。在一些实施例中，摄像头组件1006还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯，也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合，可以用于不同色温下的光线补偿。
音频电路1007用于提供用户和计算机设备1000之间的音频接口。音频电路1007可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波，并将声波转换为电信号输入至处理器1001进行处理，或者输入至射频电路1004以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的，麦克风可以为多个，分别设置在计算机设备1000的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器1001或射频电路1004的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器，也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时，不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波，也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中，音频电路1007还可以包括耳机插孔。
定位组件1008用于定位计算机设备1000的当前地理位置，以实现导航或LBS(Location Based Service，基于位置的服务)。定位组件1008可以是基于美国的GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、中国的北斗系统或俄罗斯的伽利略系统的定位组件。
电源1009用于为计算机设备1000中的各个组件进行供电。电源1009可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源1009包括可充电电池时，该可充电电池可以是有线充电电池或无线充电电池。有线充电电池是通过有线线路充电的电池，无线充电电池是通过无线线圈充电的电池。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构并不构成对计算机设备1000的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。
本申请实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上所述的基于红外光谱的录井气体分析方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上所述的基于红外光谱的录井气体分析方法。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，所述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从所述计算机可读存储介质读取所述计算机指令，所述处理器执行所述计算机指令，使得所述计算机设备执行如上方面所述的基于红外光谱的录井气体分析方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的可选的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于红外光谱的录井气体分析系统，其特征在于，所述系统包括：
光源(13)，用于产生沿第一入射光路传播的红外光；
第一可移动反射镜(8)，用于将沿所述第一入射光路传播的所述红外光反射至第二入射光路；
短光程气室(9)，用于接收从所述第一入射光路入射的所述红外光，使所述红外光沿第一射出光路射出；
长光程气室(1)，用于接收从所述第二入射光路入射的所述红外光，使所述红外光沿第二射出光路射出，所述第一射出光路与所述第二射出光路相交于第三位置；
第二可移动反射镜(11)，用于将沿所述第二射出光路传播的所述红外光反射至第三射出光路，所述第三射出光路与所述第一射出光路部分重合；
电机(10)，与所述第一可移动反射镜(8)和所述第二可移动反射镜(11)相连，用于将第一位置的所述第一可移动反射镜(8)移动至第二位置，同时将所述第三位置的所述第二可移动反射镜(11)移动至第四位置；或，将所述第二位置的所述第一可移动反射镜(8)移动至所述第一位置，同时将所述第四位置的所述第二可移动反射镜(11)移动至所述第三位置；所述第一位置位于所述第一入射光路上，所述第二位置位于所述第一入射光路外，所述第四位置位于所述第一射出光路之外；
气体样品泵(12)，通过气体管道与所述长光程气室(1)和所述短光程气室(9)相连，用于向所述长光程气室(1)和所述短光程气室(9)输送样品气体；
检测设备(14)，用于检测沿所述第一射出光路入射的所述红外光得到光谱吸光度，或，检测沿所述第三射出光路入射的所述红外光得到所述光谱吸光度；
计算机设备(15)，与所述检测设备(14)相连，用于响应于所述光谱吸光度大于第一阈值，控制所述电机(10)将所述第一可移动反射镜(8)移动至所述第二位置，同时控制所述电机(10)将所述第二可移动反射镜(11)移动至所述第四位置；还用于响应于所述光谱吸光度小于第二阈值，控制所述电机(10)将所述第一可移动反射镜(8)移动至所述第一位置，同时控制所述电机(10)将所述第二可移动反射镜(11)移动至所述第三位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述短光程气室(9)，包括设置在外壁上的第一透明窗片和第二透明窗片，所述第一透明窗片位于所述第一入射光路上使所述红外光从所述第一透明窗片入射所述短光程气室(9)，所述第二透明窗片用于使所述红外光沿所述第一射出光路射出所述短光程气室(9)；
所述长光程气室(1)，包括设置在外壁上的第三透明窗片和第四透明窗片，所述第三透明窗片位于所述第二入射光路上使所述红外光从所述第三透明窗片入射所述长光程气室(1)，所述第四透明窗片用于使所述红外光沿所述第二射出光路射出所述长光程气室(1)。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一入射光路和所述第一射出光路为直线，所述第二入射光路为包括第一光路和第二光路的折线，所述第二射出光路为包括第三光路和第四光路的折线，所述第三射出光路为包括所述第三光路、所述第四光路和第五光路的折线，所述第五光路与所述第一射出光路重合；
所述第一可移动反射镜(8)，用于将沿所述第一入射光路传播的所述红外光反射至所述第一光路；
所述系统还包括：
第一固定反射镜(2)，位于所述第一光路上，用于将沿所述第一光路传播的所述红外光反射至所述第二光路，使所述红外光沿所述第二光路入射所述第三透明窗片；
第二固定反射镜(3)，位于所述第三光路上，用于将沿所述第三光路从所述长光程气室(1)射出的所述红外光反射至所述第四光路；
所述第二可移动反射镜(11)，用于将沿所述第四光路传播的所述红外光反射至所述第五光路。
4.根据权利要求1至3任一所述的系统，其特征在于，所述短光程气室(9)，设置有第一气体入口(6)和第一气体出口(7)，所述第一气体出口(7)与排气管道相连；
所述长光程气室(1)，设置有第二气体入口(4)和第二气体出口(5)，所述第二气体出口(5)与所述排气管道相连；
所述气体样品泵(12)，通过所述气体管道与所述第一气体入口(6)和所述第二气体入口(4)相连，用于同时向所述第一气体入口(6)和所述第二气体入口(4)输送所述样品气体。
5.根据权利要求1至3任一所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
迈克尔逊干涉仪，用于使所述光源(13)发出的所述红外光经过干涉后沿所述第一入射光路传播。
6.一种基于红外光谱的录井气体分析方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任一所述的系统中的计算机设备(15)上，所述方法包括：
获取所述检测设备(14)生成的光谱吸光度；
响应于所述光谱吸光度大于第一阈值，发送第一控制指令，所述第一控制指令用于控制电机(10)将第一可移动反射镜(8)移动至第二位置，同时控制所述电机(10)将第二可移动反射镜(11)移动至第四位置；
响应于所述光谱吸光度小于第二阈值，发送第二控制指令，所述第二控制指令用于控制所述电机(10)将所述第一可移动反射镜(8)移动至第一位置，同时控制所述电机(10)将所述第二可移动反射镜(11)移动至第三位置；
其中，位于所述第二位置的所述第一可移动反射镜(8)用于使红外光入射短光程气室(9)，位于所述第四位置的所述第二可移动反射镜(11)用于使从所述短光程气室(9)射出的所述红外光入射检测设备(14)；
位于所述第一位置的所述第一可移动反射镜(8)用于使红外光入射长光程气室(1)，位于所述第三位置的所述第二可移动反射镜(11)用于使从所述长光程气室(1)射出的所述红外光入射所述检测设备(14)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述响应于所述光谱吸光度小于第二阈值，发送第二控制指令，包括：
响应于所述光谱吸光度小于所述第二阈值，记录所述光谱吸光度小于所述第二阈值的次数；
响应于所述次数大于次数阈值，发出所述第二控制指令。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取长光程气室(1)切换到短光程气室(9)的第一气室阈值和第一气室系数，所述第一气室系数用于调整所述第一阈值；
将所述第一气室阈值和所述第一气室系数的乘积确定为所述第一阈值；
获取短光程气室(9)切换到长光程气室(1)的第二气室阈值和第二气室系数，所述第二气室系数用于调整所述第二阈值；
将所述第二气室阈值和所述第二气室系数的乘积确定为所述第二阈值。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求6至8任一所述的基于红外光谱的录井气体分析方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求6至8任一所述的基于红外光谱的录井气体分析方法。
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