JP6691586B2 - 圧縮性流体の圧力差分子分光学のためのシステムおよび方法 - Google Patents

圧縮性流体の圧力差分子分光学のためのシステムおよび方法 Download PDF

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Description

（優先権）
本出願は、２０１３年１０月１１日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｏｆ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅ Ｆｌｕｉｄｓ」と題する米国仮特許出願第６１／８９０，１１９号に基づく優先権および利益を主張しており、その内容は、その全体が本明細書中に参考として援用される。
（技術分野）
本発明は、一般的には、圧縮性流体の化学的組成を識別するための分光システムおよび関連する方法に関する。
（背景）
分光法とは、波長の関数として、物質との光の相互作用の研究および測定を指す。分光デバイスは、一般に、光源、波長分離モジュールまたは波長走査モジュール、試料セル、および光検出器を備える。吸収分光法は、波長（または周波数）の関数として試料を通過する光（または他の電磁放射線）の吸収を測定することにより試料の化学的組成を識別するための技術である。吸収分光法は、所与の試料のスペクトル（例えば波長依存信号）と既知の基準のスペクトルとを取得すること、次いで基準スペクトルと試料スペクトルとの比率、差分、または他の比較を決定することを伴う本質的に相対的な方法である。気相赤外線測定法では、基準ビームすなわちゼロビームが、試料セル中の窒素を用いてしばしば取得される。なぜならば、窒素は、任意の赤外線吸収性を有しない不活性ガスであるからである。用途に応じて、空気、アルゴン、ヘリウム等の別の基準ガスすなわちゼロガスが使用されてもよい。試料スペクトル（例えばある波長範囲にわたり、または個別の波長の所与のセットにおいて決定される信号）は、測定されることとなる試料で充填された試料セルを用いて取得される。次いで、吸収スペクトルが、試料ビームとゼロビームとの比率として計算され得る。一般的に、この比率の対数は、分子の密度または濃度に対する吸収信号の線形化を行うために使用される。
許容し得る基準試料またはゼロ試料を提供することは、様々な技術的および／または実践的な理由により問題を孕む恐れがある。例えば、高純度微量モニタリング用途の場合には、基準すなわち「ゼロ」は、測定の目標検出限界よりも約数桁高い純度である必要があり、すなわちこれは、市場においてまたは実施上において入手可能ではないものとなり得る。リモートスタンドアローン配備などの他の場合では、かかる基準試料のメンテナンスおよびサポートは困難である。
したがって、これらの実際的な限界に対処する分光システムおよび方法が必要である。
（発明の要旨）
本明細書では、吸収光分光法を使用して試料または試料流れの化学的組成および／または不純物含有量を測定およびモニタリングするための分光システムおよび方法が説明される。具体的には、ある特定の実施形態では、この発明は、試料に関して受け取った吸収スペクトル（例えば波長依存信号）の規模を変更するために試料圧力変更を使用し、それによって基準試料すなわち「ゼロ」試料の必要性を解消することに関する。基準試料または「ゼロ」試料を使用する代わりに、本明細書において説明される実施形態は、第１の圧力および第２の（異なる）圧力の両方にて試料収容セルからスペクトル／信号を取得する。
試料が圧縮性流体（例えばガス）である場合にセル内の試料の分子密度は、圧力を変更することにより変更され、したがって差分吸収スペクトル／信号を生成する。この差分が、試料と異なる組成の基準試料を使用せずに、試料信号の正確な正規化を可能にすることが見出される。特に試料流れの断続的、連続的、または半連続的なモニタリング（例えば不純物の存在についての）が必要である産業的状況の場合には、十分な純度の基準（ゼロ）試料を維持する必要性を解消することが非常に望ましい。
本明細書において説明される実施形態は、様々な分光計装タイプを用いた圧縮性の液体、蒸気、およびガスの測定に適用可能である。例えば、本明細書において説明される圧力差分技術は、例えばフーリエ変換赤外線分光計（ＦＴＩＲ）、分散型分光計（分光器もしくはモノクロメータ）、および／または非分散型分光計もしくはフィルタベース分光計などの様々なタイプの分光計ハードウェアおよびソフトウェアと共に採用され得る。
一態様では、本発明は、圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するための分光システムに関する。このシステムは、電磁放射線（例えば光）を発生させるための電磁放射線源と、圧縮性流体試料（例えばガスまたは圧縮性液体）を含む試料セルに通して、発生した電磁放射線（例えばフィルタリングされたまたはフィルタリングされない）を方向付けるための光学素子と、流体試料を収容する試料セルから電磁放射線を受け取るための、および流体試料に関連するスペクトル情報（例えばスペクトル）を示す電気信号を発生するための光検出器アレイと、試料セル内の流体試料の圧力を変更し、それによって試料密度を変更するための圧力変調システムと、プロセッサおよび命令が格納されたメモリとを備え、この命令は、プロセッサにより実行されると、異なる試料圧力で（例えばしかし同一の試料組成で）取得された少なくとも２つの吸収スペクトルをプロセッサに識別および／または解析させ、それによって試料についての差分吸収スペクトルを識別する（例えば、およびスペクトル分解および化合物化学種決定（スペシエーション）を実施し、それによって試料の１つ以上の構成要素を識別し、そして／または試料の１つ以上の構成要素の１つ以上の濃度を識別する）。
ある特定の実施形態では、圧力変調システムは、第１の入力ポート、第２の入力ポート、および出力ポートを有する弁アセンブリであって、弁アセンブリの選択可能な構成により（ｉ）第１の入力ポートと出力ポートとの間の流れと、（ｉｉ）第２の入力ポートと出力ポートとの間の流れとを選択可能に許容するように構成された弁アセンブリと、試料セル内の流体試料の測定圧力の設定を可能にするために第１の入力ポートと第２の入力ポートとの間を連結する逆止弁とを備える。ある特定の実施形態では、弁アセンブリは、三方弁（例えばソレノイド弁）（例えば、または２つ以上の二方弁などの均等物）を備える。
ある特定の実施形態では、試料セルは、測定中に試料が中を流れるのを可能にする（例えば産業ガスライン内の流動試料の化学的組成および／または微量不純物検出の連続的、半連続的、または断続的なモニタリングを例えば可能にする）フローセルである。
ある特定の実施形態では、圧力変調システムは、測定中にわたって一定の流速を維持しながら、第１の圧力におよび第２の圧力に試料セル内の流体試料の測定圧力を設定するのを可能にする。
別の態様では、本発明は、「ゼロ」基準を必要とせずに圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するための方法（例えば「ゼロ」基準は試料とは異なる組成を有する）に関する。この方法は、分光システムから試料流体（例えばガスまたは圧縮性液体）を含む試料セルについて第１のスペクトルを取得するステップであって、試料流体が試料セル内で第１の圧力にあるステップと、分光システムから試料流体を含む試料セルについて第２のスペクトルを取得するステップであって、試料流体が試料セル内で第２の圧力にあり、第１の圧力が第２の圧力とは異なるステップと、第１のスペクトルおよび第２のスペクトルを使用して試料について差分吸収スペクトルを決定するステップと、差分吸収スペクトルを使用して試料の１つ以上の構成要素を識別し、そして／または試料の１つ以上の構成要素の１つ以上の濃度を識別するステップとを含む。
ある特定の実施形態では、試料セルはフローセルであり、試料は圧縮性流体ラインから引き込まれる（例えば圧縮性流体は流体ラインを連続的に、半連続的に、および／または断続的に流れる場合）。
ある特定の実施形態では、圧縮性流体ラインは、天然ガスパイプライン流れであり、識別される試料の１つ以上の構成要素は、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、Ｃ５Ｈ１２、およびＣＯ２からなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む。
ある特定の実施形態では、圧縮性流体ラインは、ＬＮＧラインであり、識別される試料の１つ以上の構成要素は、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、およびＣ５Ｈ１２からなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む。
ある特定の実施形態では、圧縮性流体ラインは、ＬＰＧラインであり、識別される試料の１つ以上の構成要素は、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、およびＣ５Ｈ１２からなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む。
ある特定の実施形態では、圧縮性流体ラインは、酸性ガスラインおよび／またはサワーガスラインであり、識別される試料の１つ以上の構成要素は、Ｈ２Ｓ、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、Ｃ５Ｈ１２、ＣＯ２、ＮＨ３、およびＨ２Ｏからなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む。
ある特定の実施形態では、圧縮性流体ラインは、バイオメタンライン、合成ガスライン、および／または廃ガスラインであり、識別される試料の１つ以上の構成要素は、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｈ２Ｓ、およびＨ２Ｏからなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む。
ある特定の実施形態では、圧縮性流体ラインは、オレフィンラインであり、識別される試料の１つ以上の構成要素は、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ２Ｈ４、Ｃ３Ｈ８、Ｃ３Ｈ６、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、アルカン、アルキン、アルケン、ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２、およびＯ２からなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む。
ある特定の実施形態では、圧縮性流体ラインは、フレアスタックガスラインであり、識別される試料の１つ以上の構成要素は、Ｃ１〜Ｃ６アルカンを含む。
ある特定の実施形態では、第１の圧力は０ｐｓｉｇである。ある特定の実施形態では、第１の圧力および第２の圧力は、少なくとも５ｐｓｉｇ異なる。ある特定の実施形態では、第１の圧力および第２の圧力は、少なくとも１０ｐｓｉｇ異なる。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するための分光システムであって、
電磁放射線（例えば光）を発生させるための電磁放射線源と、
圧縮性流体試料（例えばガスまたは圧縮性液体）を含む試料セルに通して発生した電磁放射線（例えばフィルタリングされたまたはフィルタリングされない）を方向付けるための光学素子と、
前記流体試料を含む前記試料セルから電磁放射線を受け取るための、および前記流体試料に関連するスペクトル情報（例えばスペクトル）を示す電気信号を発生させるための光検出器アレイと、
前記試料セル内の前記流体試料の圧力を変更し、それによって試料密度を変更するための圧力変調システムと、
プロセッサおよび命令が格納されたメモリであって、前記命令は、前記プロセッサにより実行されると、異なる試料圧力で（例えば、しかし同一の試料組成で）取得された少なくとも２つの吸収スペクトルを前記プロセッサに識別および／または解析させ、それによって前記試料についての差分吸収スペクトルを識別し（例えば、そしてスペクトル分解および化合物化学種決定を実施し、それによって前記試料の１つ以上の構成要素を識別し、そして／または前記試料の前記１つ以上の構成要素の１つ以上の濃度を識別する）、プロセッサおよびメモリと
を備える、分光システム。
（項目２）
前記圧力変調システムが、
第１の入力ポート、第２の入力ポート、および出力ポートを有する弁アセンブリであって、前記弁アセンブリの選択可能な構成により（ｉ）前記第１の入力ポートと前記出力ポートとの間の流れと、（ｉｉ）前記第２の入力ポートと前記出力ポートとの間の流れとを選択可能な状態で可能にするように構成された、弁アセンブリと、
前記試料セル内の前記流体試料の測定圧力の設定を可能にするために前記第１の入力ポートと前記第２の入力ポートとの間を連結する逆止弁と
を備える、項目１に記載の分光システム。
（項目３）
前記弁アセンブリが、三方弁（例えばソレノイド弁）（例えば、または２つ以上の二方弁などの均等物）を備える、項目２に記載の分光システム。
（項目４）
前記試料セルが、測定中に前記試料が中を流れるのを可能にする（例えば工業ガスライン内の流動試料の化学的組成および／または微量不純物検出の連続的、半連続的、または断続的なモニタリングを例えば可能にする）フローセルである、項目１から３のいずれか一項に記載の分光システム。
（項目５）
前記圧力変調システムが、測定中にわたって一定の流速を維持する一方、第１の圧力におよび第２の圧力に前記試料セル内の前記流体試料の測定圧力を設定することを可能にする、項目１から４のいずれか一項に記載の分光システム。
（項目６）
「ゼロ」基準を必要とせずに圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するための方法であって（例えば前記「ゼロ」基準は前記試料とは異なる組成を有する）、
分光システムから試料流体（例えばガスまたは圧縮性液体）を含む試料セルについて第１のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第１の圧力にあるステップと、
前記分光システムから前記試料流体を含む前記試料セルについて第２のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第２の圧力にあり、前記第１の圧力は前記第２の圧力とは異なるステップと、
前記第１のスペクトルおよび前記第２のスペクトルを使用して前記試料について差分吸収スペクトルを決定するステップと、
前記差分吸収スペクトルを使用して前記試料の１つ以上の構成要素を識別するか、そして／または前記試料の前記１つ以上の構成要素の１つ以上の濃度を識別するステップと
を含む、方法。
（項目７）
前記試料セルがフローセルであり、前記試料が圧縮性流体ラインから引き込まれる（例えば前記圧縮性流体は前記流体ラインを連続的に、半連続的に、および／または断続的に流れる場合）、項目６に記載の方法。
（項目８）
前記圧縮性流体ラインが、天然ガスパイプライン流れであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、Ｃ５Ｈ１２、およびＣＯ２からなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む、項目７に記載の方法。
（項目９）
前記圧縮性流体ラインが、ＬＮＧラインであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、およびＣ５Ｈ１２からなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む、項目７に記載の方法。
（項目１０）
前記圧縮性流体ラインが、ＬＰＧラインであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、およびＣ５Ｈ１２からなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む、項目７に記載の方法。
（項目１１）
前記圧縮性流体ラインが、酸性ガスラインおよび／またはサワーガスラインであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、Ｈ２Ｓ、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、Ｃ５Ｈ１２、ＣＯ２、ＮＨ３、およびＨ２Ｏからなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む、項目７に記載の方法。
（項目１２）
前記圧縮性流体ラインが、バイオメタンライン、合成ガスライン、および／または廃ガスラインであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｈ２Ｓ、およびＨ２Ｏからなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む、項目７に記載の方法。
（項目１３）
前記圧縮性流体ラインが、オレフィンラインであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ２Ｈ４、Ｃ３Ｈ８、Ｃ３Ｈ６、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、アルカン、アルキン、アルケン、ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２、およびＯ２からなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む、項目７に記載の方法。
（項目１４）
前記圧縮性流体ラインが、フレアスタックガスラインであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、Ｃ１〜Ｃ６アルカンを含む、項目７に記載の方法。
（項目１５）
前記第１の圧力が０ｐｓｉｇである、項目６から１４のいずれか一項に記載の方法。
（項目１６）
前記第１の圧力および前記第２の圧力が、少なくとも５ｐｓｉｇ異なる、項目６から１５のいずれか一項に記載の方法。
（項目１７）
前記第１の圧力および前記第２の圧力が、少なくとも１０ｐｓｉｇ異なる、項目１６に記載の方法。
本発明の所与の態様に関して説明される実施形態の要素は、本発明の別の態様の様々な実施形態において使用され得る。例えば、ある独立請求項に依存する従属請求項の特徴が、他の独立請求項のいずれかのシステムおよび／または方法において使用され得ることが企図される。
添付の図面と組み合わせて以下の説明を参照することによって、本開示の前述のおよび他の目的、態様、特徴、および利点がより明らかになり、よりよく理解され得る。
図１は、「ゼロ」基準試料（窒素）の吸収スペクトル、および２つの異なる圧力におけるメタン試料の吸収スペクトルのプロットである。
図２は、本発明の例示の一実施形態による、窒素基準試料スペクトルを使用して正規化された第１の圧力（０ｐｓｉｇ）で取得された図１のメタン試料のグラフ（上のグラフ）と、このメタン試料のスペクトルを使用して正規化された第２の圧力（１５ｐｓｉｇ）で取得された図１のメタン試料のグラフ（下のグラフ）とを示す図である。
図３は、本発明の例示の実施形態による、２つの異なる圧力でスペクトルを取得するためのサンプリングシステムの空気圧式実装形態の概略図である。
図４は、本明細書において説明される例示の実施形態で使用するための一例のコンピュータネットワーク環境のブロック図である。
図５は、本明細書において説明される例示の実施形態で使用するための一例のコンピューティングデバイスおよび一例のモバイルコンピューティングデバイスのブロック図である。
これらの図面と組み合わせることにより、以下に示す詳細な説明から本開示の特徴および利点がより明らかになろう。図面において、類似の参照符号は、対応する要素を全体にわたって識別する。図面では、類似の参照番号は、同一の、機能的に類似の、および／または構造的に類似の要素を一般的に示す。
（詳細な説明）
特許請求される本発明のシステム、デバイス、方法、およびプロセスは、本明細書において説明される実施形態からの情報を使用して展開される変更および改変を包含することが企図される。本明細書において説明されるシステム、デバイス、方法、およびプロセスの改変および／または修正が、当業者により実施されてもよい。
物品、デバイス、およびシステムが特定の構成要素を有するか、または含むかもしくは備えるとして説明されるか、またはプロセスおよび方法が特定のステップを有する、または含むかもしくは備えるとして説明される本明細書の全体にわたって、挙げられた構成要素から本質的になるかもしくは挙げられた構成要素からなる本発明の物品、デバイス、およびシステムがさらに存在することと、挙げられた処理ステップから本質的になるかもしくは挙げられた処理ステップからなる本発明によるプロセスおよび方法が存在することとが企図される。
ステップの順序またはある特定の動作を実施するための順序は、本発明が実施可能である限りにおいては重要ではない点を理解されたい。さらに、２つ以上のステップまたは動作は、同時に実行されてもよい。
例えば背景技術の章などにおける任意の刊行物の本明細書内の記述は、その刊行物が、本明細書において提示される特許請求の範囲のいずれかに関する先行技術としての役割を果たすことを認めるものではない。背景技術の章は、明瞭化を目的として提示されるものであり、いずれかの請求項に関する先行技術の説明として意図されるものではない。
一部の実施形態において、圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するためのシステムは、広帯域光源、波長走査要素または波長分離要素、試料セル、検出要素または検出システム、圧力変調デバイスまたは圧力変調システム、ならびに制御電子機器および信号処理電子機器を備える。圧力変調システムまたは圧力変更システムは、例えばポンプと、適切なソフトウェアロジックを有する制御電子機器に接続された電子背圧調整器とを備えてもよい。
本明細書において説明される実施形態は、吸収分光法のための試料圧力差分方法を採用して、基準試料すなわちゼロ試料を必要とせずに吸収分光測定の実施を可能にする能力を提供する。実施形態は、様々な分光計装タイプを用いた圧縮性の液体、蒸気、およびガスの測定に適用可能である。基準単一ビームまたは基準信号は、ある特定の圧力において試料で充填された試料セルを用いて取得され、その一方、試料ビームまたは試料信号は、異なる圧力において同じ試料で充填されたセルを用いて取得される。圧力を変更することにより、セル内の試料の分子密度が変更され、したがって差分吸収信号または差分吸収スペクトルが生成される。
近赤外線でのメタンの吸収スペクトル測定を行う場合の一例が示される。図１は、基準ビームすなわちゼロビームとしての役割を一般的に果たす窒素の単一ビームスペクトル（１０１）と、０ｐｓｉｇでの１００％メタンの単一ビームスペクトル（１０２）と、１５ｐｓｉｇでの１００％メタンの単一ビームスペクトル（１０３）とを示す。図２は、窒素ガスを基準とした０ｐｓｉｇでのメタン試料の吸収スペクトル（２０１）と、０ｐｓｉｇでの同じメタン試料（同じ１００％濃度）を基準とした１５ｐｓｉｇでのメタン試料の吸収スペクトル（２０２）とを示す。図２に示すように、第２のスペクトル２０２は、第１のスペクトル２０１と同等の細部および大きさを示しており、そのため第１のスペクトルのような適切なスペクトルを処理することにより試料の量的情報を提供するために使用され得る。そうすることにより、この特定の例では窒素である別個の基準ガスが不要となる。
図３には、分光システム３０２の空気圧式実装形態の一例が示される。この実装形態は、一定の流速を維持しつつ、複雑な制御電子機器および電気機械要素を使用することなく、２つのレベルの試料圧力の設定を可能にする。この配列では、試料ポンプが不要になるように、試料入口３０４が、試料帰路３０６よりも幾分か高い圧力範囲となることが前提とされる。単純な三方ソレノイド弁３０８（「ＳＯＬ」）が、高圧測定と低圧ゼロ化との間で切り替えるために使用される。逆止弁３１０（「ＣＶ」）が、測定用の圧力を設定するために使用され、試料帰路ライン３０６が、ゼロ化のための圧力を本質的に設定するために使用される。ある特定の実施形態では、図３に示すセル３１２（例えばフローセル）は、電磁放射線源と、セルを通して電磁放射線を方向付けるための光学素子と、光検出器アレイと、プロセッサと、異なる圧力で取得されたスペクトルを記録し、化学的組成を決定し、そして／または微量不純物を識別するためのメモリとを備える分光システム３１４の一部である。
図３に示すように、三方ソレノイド弁３０８は、圧力変調システムの一部である。三方ソレノイド弁３０８は、ｉ）第１の入力ポート３１６と出力ポート３１８との間の流れと、ｉｉ）第２の入力ポート３２０と出力ポート３１８との間の流れとを選択可能に許容することによって、試料セル３１２内の流体試料の圧力を変更する。一部の実施形態では、第１の入力ポート３１６は、「通常閉」値であり、第２の入力ポート３２０は、「通常開」値である。一部の実施形態では、分光システム３０２の空気圧式実装形態は、１つ以上のフィルタ３２２、流量インジケータ３２４、締切弁３２６、および逆止弁３２８を備える。
ある特定の実施形態では、圧力変調は、自動的に制御されて、時間の関数として２つ以上の圧力の大きさの間で変更を行う。例えば、スペクトルが、２つの異なる圧力での流体試料について、例えば２４時間ごと、１時間ごと、または任意の他の時間間隔で定期的に取得され得る。
圧力変調頻度は、計装ドリフト、環境ドリフト、汚染物質の存在、およびベースラインの「再ゼロ化」すなわち再確立を必要とし得る他の条件を示すある特定のスペクトル特性に基づき得る。
ある特定の実施形態では、測定されることとなる圧縮性流体試料とは異なる組成を有する「ゼロ」基準を必要とせずに、圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定する方法が提供される。第１のスペクトルが、試料セル内で第１の圧力にある試料について分光システムから取得される。次いで、第２のスペクトルが、第１の圧力とは異なる第２の圧力にある試料について取得される。次いで、差分吸収スペクトル（例えば正規化されたスペクトルまたは他の算定）が、第１のスペクトルおよび第２のスペクトルを使用してこの試料について取得される。次いで、試料の１つ以上の構成要素が、差分吸収スペクトルを使用して識別され（例えば公知のスペクトル分解技術および化合物化学種決定技術によってなど）、試料の１つ以上の構成要素の１つ以上の濃度が、差分吸収スペクトルを使用して決定される。
吸収スペクトルの大きさと圧力との間の線形関係を前提として、以下の等式１および２が、予測濃度値Ｃｐｒｅｄを計算するために使用され得る。
Ｃｐｒｅｄ＝（Ｃｚｅｒｏ＋Ｃｒａｗ）／Ｐ （１）
Ｃｚｅｒｏ＝Ｃ０／（Ｐ−Ｐｚｅｒｏ） （２）
ここで、Ｃ０は、例えばゼロスペクトルの収集時の第１の予測濃度などの、測定圧力でのゼロ試料の予測濃度であり、Ｃｒａｗは、ゼロ圧力（０ｐｓｉｇ）でのスペクトルを基準として測定圧力での試料の吸収スペクトルの大きさから推定された未処理（ｒａｗ）予測濃度値であり、Ｐは、測定圧力であり、Ｐｚｅｒｏは、ゼロ圧力（例えば０ｐｓｉｇ）である。
本明細書において説明される方法およびシステムは、例えば、メタン、エタン、エテン、クロロエタン、テトラフルオロエタン、プロパン、プロペン、シクロプロパン、ブタン、シクロブタン、ブテン、ペンタン、ペンテン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、およびベンゼンなどの置換Ｃ１〜Ｃ６炭化水素および非置換Ｃ１〜Ｃ６炭化水素、置換Ｃ７および非置換Ｃ７、ならびに高級炭化水素などの、圧縮性流体状態にある炭化水素の測定（検出および／または濃度決定）のために使用され得る。また、これらの方法およびシステムはまた、例えば炭化水素試料／流れ中のＣＯ、ＣＯ２、および／またはＨ２Ｏの微量検出などのためにも使用され得る。一般的に、これらの方法およびシステムは、圧力上昇の結果として強度が上昇する吸収スペクトルを有する圧縮性流体に対して使用され得る。
一部の実施形態では、測定は、例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、Ｃ５Ｈ１２、および／またはＣＯ２の測定のためなど、天然ガスパイプライン流れに対して実施される。一部の実施形態では、測定は、例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、および／またはＣ５Ｈ１２の測定のためなど、ＬＮＧラインに対して実施される。一部の実施形態では、測定は、例えばＣ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、および／またはＣ５Ｈ１２の測定のためなど、ＬＰＧラインに対して実施される。一部の実施形態では、測定は、例えばＨ２Ｓ、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、Ｃ５Ｈ１２、ＣＯ２、ＮＨ３、および／またはＨ２Ｏの測定のためなど、酸性ガスおよびサワーガスラインに対して実施される。一部の実施形態では、測定は、例えばＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｈ２Ｓ、および／またはＨ２Ｏの測定のためなど、バイオメタンライン、合成ガスライン、および／または廃ガスラインに対して実施される。一部の実施形態では、測定は、例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ２Ｈ４、Ｃ３Ｈ８、Ｃ３Ｈ６、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、アルカン、アルキン、アルケン、ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２、および／またはＯ２の測定のためなど、オレフィンラインに対して実施される。一部の実施形態では、測定は、例えばメタンからｎ−ヘキサンの測定のためなど、フレアスタックガスラインに対して実施される。
一部の実施形態では、試料のスペクトルが、第１の圧力にて取得され、この場合に第１の圧力は０ｐｓｉｇである。別のスペクトルが、第１の圧力よりも高い第２の圧力、例えば５ｐｉｓｇまたはそれより高い圧力（例えば≧５ｐｓｉｇ、≧１０ｐｓｉｇ、≧１５ｐｓｉｇ、≧２５ｓｉｇ、≧４０ｐｓｉｇ、≧５０ｐｓｉｇ、≧１００ｐｓｉｇ）にてこの試料について取得される。使用される第２の圧力は、吸収スペクトルの変化を示す圧力である。一部の実施形態では、第２の圧力は、試料ラインから利用可能な圧力により限定される。例えば、８ｐｓｉｇの圧力が利用可能であるラインでは、第２の圧力は、８ｐｓｉｇとして選択され得る。例えば数千ｐｓｉｇにさえなるはるかにより高い圧力を使用することも可能であり、そのような場合の限界は、試料セルの機械的完全性（高圧に耐えるための）であり得る。
測定値は、例えば濃度／検出決定精度を改善するためになど、２つを超える異なる圧力で取得されてもよい。
一部の実施形態では、可変フィルタ分光計が使用され、例えば取得されるスペクトルは、ＵＶ（紫外線）からＩＲ（赤外線）のスペクトル領域に及び得る。取得されるスペクトルが及ぶ波長範囲は、当業者に理解されるように検出されることとなる化合物に依存する。使用され得る一例の分光計は、「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｒｏｔａｔｉｎｇ Ｆｉｌｔｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ」と題する２０１２年５月２２日に発行された米国特許第８，１８４，２９３号に記載されるシステムを含み、この米国特許は、参照により本明細書に組み込まれる。また、他の分光計を使用することも可能である。
図４は、本明細書において説明される方法およびシステムで使用するための例示のネットワーク環境４００を示す。概要では、ここで図４を参照して、一例のクラウドコンピューティング環境４００のブロック図が示され、説明される。クラウドコンピューティング環境４００は、１つ以上のリソースプロバイダ４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ（一括して４０２）を備え得る。各リソースプロバイダ４０２は、コンピューティングリソースを備え得る。一部の実装形態では、コンピューティングリソースは、データを処理するために使用される任意のハードウェア／ソフトウェアを備え得る。例えば、コンピューティングリソースは、アルゴリズム、コンピュータプログラム、および／またはコンピュータアプリケーションを実行することが可能なハードウェアおよび／またはソフトウェアを備え得る。一部の実装形態では、例示のコンピューティングリソースは、記憶能力および検索能力を有するアプリケーションサーバおよび／またはデータベースを備え得る。各リソースプロバイダ４０２は、クラウドコンピューティング環境４００内の任意の他のリソースプロバイダ１０２に接続され得る。一部の実装形態では、リソースプロバイダ４０２は、コンピュータネットワーク４０８を経由して接続され得る。各リソースプロバイダ４０２は、コンピュータネットワーク４０８を経由して１つ以上のコンピューティングデバイス４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃ（一括して４０４）に接続され得る。
クラウドコンピューティング環境４００は、リソースマネジャー４０６を備え得る。リソースマネジャー４０６は、コンピュータネットワーク４０８を経由してリソースプロバイダ４０２およびコンピューティングデバイス４０４に接続され得る。一部の実装形態では、リソースマネジャー４０６は、１つ以上のリソースプロバイダ１３０２による１つ以上のコンピューティングデバイス４０４へのコンピューティングリソースの供給を容易にし得る。リソースマネジャー４０６は、特定のコンピューティングデバイス４０４からコンピューティングリソースのための要求を受け取り得る。リソースマネジャー４０６は、コンピューティングデバイス４０４により要求されたコンピューティングリソースを供給することが可能な１つ以上のリソースプロバイダ４０２を識別し得る。リソースマネジャー４０６は、コンピューティングリソースを供給するためにリソースプロバイダ４０２を選択し得る。リソースマネジャー４０６は、リソースプロバイダ４０２と特定のコンピューティングデバイス４０４との間の接続を容易にし得る。一部の実装形態では、リソースマネジャー４０６は、特定のリソースプロバイダ４０２と特定のコンピューティングデバイス４０４との間の接続を確立し得る。一部の実装形態では、リソースマネジャー４０６は、要求されるコンピューティングリソースを有する特定のリソースプロバイダ４０２に特定のコンピューティングデバイス４０４をリダイレクトし得る。
図５は、本明細書において説明される方法およびシステムで使用され得るコンピューティングデバイス５００およびモバイルコンピューティングデバイス５５０の一例を示す。コンピューティングデバイス５００は、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、携帯情報端末、サーバ、ブレードサーバ、メインフレーム、および他の適切なコンピュータなどの様々な形態のデジタルコンピュータに相当することが意図される。モバイルコンピューティングデバイス５５０は、携帯情報端末、携帯電話、スマートフォン、および他の同様のコンピューティングデバイスなどの、様々な形態のモバイルデバイスに相当することが意図される。ここで示される構成要素、それらの接続および関係、ならびにそれらの機能は、専ら例として意図され、限定的なものとして意図されない。
コンピューティングデバイス５００は、プロセッサ５０２と、メモリ５０４と、記憶デバイス５０６と、メモリ５０４および複数の高速拡張ポート５１０に接続する高速インターフェース５０８と、低速拡張ポート５１４および記憶デバイス５０６に接続する低速インターフェース５１２とを備える。プロセッサ５０２、メモリ５０４、記憶デバイス５０６、高速インターフェース５０８、高速拡張ポート５１０、および低速インターフェース５１２はそれぞれ、様々なバスを使用して相互接続され、共通のマザーボード上にまたは適宜他の方法で取り付けられ得る。プロセッサ５０２は、高速インターフェース５０８に結合されたディスプレイ５１６などの外部入力／出力デバイス上にＧＵＩのためのグラフィカル情報を表示するために、メモリ５０４にまたは記憶デバイス５０６に格納された命令を含む実行のための命令をコンピューティングデバイス５００内で処理することが可能である。他の実装形態では、複数のプロセッサおよび／または複数のバスが、複数のメモリおよび複数タイプのメモリと共に適宜使用され得る。また、複数のコンピューティングデバイスが、各デバイスが必要な動作の部分（サーババンク、ブレードサーバグループ、またはマルチプロセッサシステムなどとして）を実現する状態で接続されてもよい。
メモリ５０４は、コンピューティングデバイス５００内に情報を格納する。一部の実装形態では、メモリ５０４は、揮発性メモリユニット（単数または複数）である。一部の実装形態では、メモリ５０４は、不揮発性メモリユニット（単数または複数）である。また、メモリ５０４は、磁気ディスクまたは光ディスクなどの別の形態のコンピュータ可読媒体であってもよい。
記憶デバイス５０６は、コンピューティングデバイス５００に大容量記憶装置を提供することが可能である。一部の実装形態では、記憶デバイス５０６は、フロッピー（登録商標）ディスクデバイス、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、もしくはテープデバイスなどのコンピュータ可読媒体、フラッシュメモリもしくは他の同様のソリッドステートメモリデバイス、またはストレージエリアネットワークもしくは他のコンフィギュレーション内のデバイスを含むデバイスのアレイであってもよく、あるいはそれらを含んでもよい。命令は、情報キャリアに格納され得る。命令は、１つ以上の処理デバイス（例えばプロセッサ５０２）により実行されると、上述のものなどの１つ以上の方法を実施する。また、命令は、コンピュータ可読媒体または機械可読媒体などの１つ以上の記憶デバイス（例えばメモリ５０４、記憶デバイス５０６、またはプロセッサ５０２上のメモリなど）により格納されることも可能である。
高速インターフェース５０８は、コンピューティングデバイス５００のための帯域幅消費型の高い動作を管理し、一方で低速インターフェース５１２は、帯域幅消費型のより低い動作を管理する。機能のかかる割り当ては、専ら一例にすぎない。一部の実装形態では、高速インターフェース５０８が、メモリ５０４、ディスプレイ５１６（例えばグラフィックプロセッサまたはグラフィックアクセラレータを介して）に、および様々な拡張カード（図示せず）を受け入れ得る高速拡張ポート５１０に結合される。この実装形態では、低速インターフェース５１２は、記憶デバイス５０６および低速拡張ポート５１４に結合される。様々な通信ポート（例えばＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ワイヤレスＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）など）を含み得る低速拡張ポート５１４は、例えばネットワークアダプタを介してなど、キーボード、ポインティングデバイス、スキャナ、またはスイッチもしくはルータなどのネットワーキングデバイスなどの１つ以上の入力／出力デバイスに結合され得る。
コンピューティングデバイス５００は、図面に示すように複数の異なる形態で実装され得る。例えば、コンピューティングデバイス５００は、標準サーバ５２０として、または複数回にわたりかかるサーバのグループとして実装され得る。さらに、コンピューティングデバイス５００は、ラップトップコンピュータ５２２などのパーソナルコンピュータに実装されてもよい。また、コンピューティングデバイス５００は、ラックサーバシステム５２４の一部として実装されてもよい。代替的には、コンピューティングデバイス５００からの構成要素が、モバイルコンピューティングデバイス５５０などのモバイルデバイス（図示せず）内の他の構成要素と組み合わされてもよい。かかるデバイスがそれぞれ、コンピューティングデバイス５００およびモバイルコンピューティングデバイス５５０の１つ以上を収容してもよく、システム全体が、相互に通信する複数のコンピューティングデバイスから構成されてもよい。
モバイルコンピューティングデバイス５５０は、他の構成要素の中でも特にプロセッサ５５２、メモリ５６４、ディスプレイ５５４などの入力／出力デバイス、通信インターフェース５６６、およびトランシーバ５６８を備える。また、モバイルコンピューティングデバイス５５０は、追加のストレージを提供するためにマイクロドライブまたは他のデバイスなどの記憶デバイスを設けてもよい。プロセッサ５５２、メモリ５６４、ディスプレイ５５４、通信インターフェース５６６、およびトランシーバ５６８のそれぞれが、様々なバスを使用して相互接続され、構成要素の中のいくつかが、共通のマザーボード上にまたは適宜他の方法で取り付けられ得る。
プロセッサ５５２は、メモリ５６４に格納された命令を含むモバイルコンピューティングデバイス５５０内の命令を実行し得る。プロセッサ５５２は、別個のおよび複数のアナログプロセッサおよびデジタルプロセッサを備えるチップのチップセットとして実装され得る。プロセッサ５５２は、例えばユーザインターフェース、モバイルコンピューティングデバイス５５０により実行されるアプリケーション、およびモバイルコンピューティングデバイス５５０によるワイヤレス通信の制御などの、モバイルコンピューティングデバイス５５０の他の構成要素の共同作用などを可能にし得る。
プロセッサ５５２は、制御インターフェース５５８およびディスプレイ５５４に結合されたディスプレイインターフェース５５６を介してユーザと通信し得る。ディスプレイ５５４は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）ディスプレイもしくはＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）ディスプレイ、または他の適切なディスプレイ技術などであってもよい。ディスプレイインターフェース５５６は、ユーザにグラフィック情報および他の情報を提示するためにディスプレイ５５４を駆動するための適切な回路を備え得る。制御インターフェース５５８は、ユーザからコマンドを受け取り、プロセッサ５５２への提出のためにそれらのコマンドを変換し得る。さらに、外部インターフェース５６２が、プロセッサ５５２との通信を可能にし、それによって他のデバイスとのモバイルコンピューティングデバイス５５０の近隣領域通信を可能にし得る。外部インターフェース５６２は、例えば一部の実装形態では有線通信を、または他の実装形態ではワイヤレス通信を可能にし、また複数のインターフェースが使用されてもよい。
メモリ５６４は、モバイルコンピューティングデバイス５５０内に情報を格納する。メモリ５６４は、コンピュータ可読媒体（単数または複数）、揮発性メモリユニット（単数または複数）、または不揮発性メモリユニット（単数または複数）の中の１つ以上として実装され得る。また、拡張メモリ５７４が、提供され、例えばＳＩＭＭ（シングルインラインメモリモジュール）カードインターフェースなどを備え得る拡張インターフェース５７２を介してモバイルコンピューティングデバイス５５０に接続されてもよい。拡張メモリ５７４は、モバイルコンピューティングデバイス５５０のために追加の記憶空間を与えてもよく、またはモバイルコンピューティングデバイス５５０のためにアプリケーションもしくは他の情報を格納してもよい。具体的には、拡張メモリ５７４は、上述のプロセスを実行または捕捉するための命令を備えてもよく、さらにセキュア情報を含んでもよい。したがって、例えば、拡張メモリ５７４は、モバイルコンピューティングデバイス５５０のためのセキュリティモジュールとして提供されてもよく、モバイルコンピューティングデバイス５５０の安全な使用を可能にする命令を用いてプログラミングされてもよい。さらに、セキュアアプリケーションが、ハッキング不能な方法でＳＩＭＭカード上に識別情報を配置するなど、追加の情報と共にＳＩＭＭカードを介して提供されてもよい。
メモリは、以下で論じるように、例えばフラッシュメモリおよび／またはＮＶＲＡＭメモリ（不揮発性ランダムアクセスメモリ）などを備え得る。一部の実装形態では、命令は、情報キャリアに格納され、１つ以上の処理デバイス（例えばプロセッサ５５２など）により実行される場合に上述のものなどの１つ以上の方法を実施する。また、命令は、１つ以上のコンピュータ可読媒体または機械可読媒体などの１つ以上の記憶デバイス（例えばメモリ５６４、拡張メモリ５７４、またはプロセッサ５５２上のメモリなど）により格納され得る。一部の実装形態では、命令は、例えばトランシーバ５６８または外部インターフェース５６２などを経由して、伝播される信号において受け取られ得る。
モバイルコンピューティングデバイス５５０は、必要な場合にはデジタル信号処理回路を備え得る通信インターフェース５６６を経由してワイヤレス通信し得る。通信インターフェース５６６は、とりわけＧＳＭ（登録商標）ボイスコール（グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ）、ＳＭＳ（ショートメッセージサービス）、ＥＭＳ（拡張メッセージングサービス）、もしくはＭＭＳメッセージング（マルチメディアメッセージングサービス）、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス方式）、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス方式）、ＰＤＣ（パーソナルデジタルセルラー）、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（広帯域符号分割多重アクセス方式）、ＣＤＭＡ２０００、またはＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）などの、様々なモードまたはプロトコルの下での通信を可能にし得る。かかる通信は、例えば無線周波数を使用してトランシーバ５６８を介して行われ得る。さらに、近距離通信が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（商標）、または他のかかるトランシーバ（図示せず）などを使用して行われ得る。さらに、ＧＰＳ（全地球測位システム）レシーバモジュール５７０が、モバイルコンピューティングデバイス５５０に追加のナビゲーション関連ワイヤレスデータおよびロケーション関連ワイヤレスデータを供給してもよく、これらのデータは、モバイルコンピューティングデバイス５５０上で実行されるアプリケーションにより適宜使用され得る。
また、モバイルコンピューティングデバイス５５０は、ユーザから音声情報を受け取り、その音声情報を使用可能なデジタル情報へと変換し得るオーディオコーデック５６０を使用して可聴的に通信してもよい。同様に、オーディオコーデック５６０は、例えばモバイルコンピューティングデバイス５５０のハンドセット内などのスピーカを介してなどユーザに対して可聴音を発生させ得る。かかる音は、音声通話からの音を含んでもよく、記録された音（例えばボイスメッセージ、音楽ファイル等）を含んでもよく、またモバイルコンピューティングデバイス５５０上で動作するアプリケーションにより発せられる音を含んでもよい。
モバイルコンピューティングデバイス５５０は、図面に示すように複数の異なる形態で実装され得る。例えば、モバイルコンピューティングデバイス５５０は、携帯電話５８０として実装されてもよい。また、モバイルコンピューティングデバイス５５０は、スマートフォン５８２、携帯情報端末、または他の同様のモバイルデバイスの一部として実装されてもよい。
本明細書において説明されるシステムおよび技術の様々な実装形態が、デジタル電子回路、集積回路、特別設計ＡＳＩＣ（アプリケーション特異的集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはそれらの組合せにおいて実現され得る。これらの様々な実装形態は、専用または汎用であり、記憶システムからデータおよび命令を受け取り、記憶システムにデータおよび命令を送出するように結合され得る少なくとも１つのプログラマブルプロセッサと、少なくとも１つの入力デバイスと、少なくとも１つの出力デバイスとを備えるプログラマブルシステム上で実行可能および／または解釈可能な１つ以上のコンピュータプログラムにおける実装を含み得る。
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとしても知られる）は、プログラマブルプロセッサ用の機械命令を含み、高レベル手続型プログラミング言語および／またはオブジェクト指向プログラミング言語で、および／またはアセンブリ／機械言語で実装され得る。本明細書において使用されるように、機械可読媒体およびコンピュータ可読媒体という用語は、機械可読信号として機械命令を受け取る機械可読媒体を含む、プログラマブルプロセッサに機械命令および／またはデータを提供するために使用される任意のコンピュータプログラム製品、装置、および／またはデバイス（例えば磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）など）を指す。機械可読信号という用語は、プログラマブルプロセッサに機械命令および／またはデータを提供するために使用される任意の信号を指す。
ユーザとの相互作用を可能にするために、本明細書において説明されるシステムおよび技術は、ユーザに情報を表示するためのディスプレイデバイス（例えばＣＲＴ（カソード線管）またはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタ）と、ユーザによるコンピュータへの入力を可能にするためのキーボードおよびポインティングデバイス（例えばマウスまたはトラックボール）とを有してコンピュータ上に実装され得る。他の種類のデバイスが、ユーザとの相互作用を可能にするために使用されることも可能であり、例えばユーザに提供されるフィードバックが、任意の形態の感覚フィードバック（例えば視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバックなど）であることが可能であり、ユーザからの入力が、音響入力、音声入力、または触覚入力を含む任意の形態で受け取られ得る。
本明細書において説明されるシステムおよび技術は、バックエンド構成要素（例えばデータサーバとしての）を備えるか、またはミドルウェア構成要素（例えばアプリケーションサーバ）を備えるか、またはフロントエンド構成要素（例えば本明細書において説明されるシステムおよび技術の実装形態とユーザが相互作用し得るためのグラフィカルユーザインターフェースもしくはウェブブラウザを有するクライアントコンピュータ）を備えるコンピューティングシステムであるか、またはかかるバックエンド構成要素、ミドルウェア構成要素、もしくはフロントエンド構成要素の任意の組合せにおいて実装され得る。システムの構成要素は、任意の形態または媒体のデジタルデータ通信（例えば通信ネットワーク）により相互接続され得る。通信ネットワークの例には、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、およびインターネットが含まれる。
コンピューティングシステムは、クライアントとサーバとを含み得る。クライアントおよびサーバは、一般的には互いに離れており、典型的には通信ネットワークによって相互作用する。クライアントとサーバとの関係は、各コンピュータ上で実行されクライアント−サーバ関係を互いに有するコンピュータプログラムによって生じる。
均等論
本発明が、具体的な好ましい実施形態を参照して特定的に示され説明されたが、添付の特許請求の範囲により定義されるような本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、形態および細部における様々な変更が本明細書においてなされ得る点を、当業者には理解されるべきである。

Claims (16)

  1. 圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するための分光システムであって、
    電磁放射線を発生させるための電磁放射線源と、
    圧縮性流体試料を含む試料セルに通して発生した電磁放射線を方向付けるための光学素子と、
    前記流体試料を含む前記試料セルから電磁放射線を受け取るための、および前記流体試料に関連するスペクトル情報を示す電気信号を発生させるための光検出器アレイと、
    前記試料セル内の前記流体試料の圧力を変更し、それによって試料密度を変更するための圧力変調システムと、
    プロセッサおよび命令が格納されたメモリであって、前記命令は、前記プロセッサにより実行されると、前記流体試料における、異なる試料圧力で取得された少なくとも２つの吸収スペクトルを、前記異なる試料圧力間で反復サイクルすることなく、前記プロセッサに識別および／または解析させ、それによって前記流体試料についての差分吸収スペクトルを識別する、プロセッサおよびメモリと
    を備える、分光システム。
  2. 前記試料セルが、測定中に前記流体試料が中を流れるのを可能にするフローセルである、請求項１に記載の分光システム。
  3. 前記圧力変調システムが、測定中にわたって一定の流速を維持する一方、第１の圧力におよび第２の圧力に前記試料セル内の前記流体試料の測定圧力を設定することを可能にする、請求項１に記載の分光システム。
  4. 「ゼロ」基準を必要とせずに圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するための方法であって、前記方法は、
    分光システムから試料流体を含む試料セルについて第１のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第１の圧力にあるステップと、
    前記分光システムから前記試料流体を含む前記試料セルについて第２のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第２の圧力にあり、前記第１の圧力は前記第２の圧力とは異なり、前記第１の圧力および前記第２の圧力が、異なる試料圧力間で反復サイクルすることなく取得されるステップと、
    コンピューティングデバイスのプロセッサにより、前記第１のスペクトルおよび前記第２のスペクトルを使用して前記試料について差分吸収スペクトルを決定するステップと、
    前記差分吸収スペクトルを使用して、前記プロセッサにより、前記試料の１つ以上の構成要素を識別するか、そして／または前記プロセッサにより、前記試料の前記１つ以上の構成要素の１つ以上の濃度を識別するステップと
    を含み、
    前記試料セルがフローセルであり、前記試料が圧縮性流体ラインから引き込まれ、
    前記圧縮性流体ラインが、天然ガスパイプライン流れであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、Ｃ５Ｈ１２、およびＣＯ２からなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む、
    方法。
  5. 「ゼロ」基準を必要とせずに圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するための方法であって、前記方法は、
    分光システムから試料流体を含む試料セルについて第１のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第１の圧力にあるステップと、
    前記分光システムから前記試料流体を含む前記試料セルについて第２のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第２の圧力にあり、前記第１の圧力は前記第２の圧力とは異なり、前記第１の圧力および前記第２の圧力が、異なる試料圧力間で反復サイクルすることなく取得されるステップと、
    コンピューティングデバイスのプロセッサにより、前記第１のスペクトルおよび前記第２のスペクトルを使用して前記試料について差分吸収スペクトルを決定するステップと、
    前記差分吸収スペクトルを使用して、前記プロセッサにより、前記試料の１つ以上の構成要素を識別するか、そして／または前記プロセッサにより、前記試料の前記１つ以上の構成要素の１つ以上の濃度を識別するステップと
    を含み、
    前記試料セルがフローセルであり、前記試料が圧縮性流体ラインから引き込まれ、
    前記圧縮性流体ラインが、ＬＮＧラインであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、およびＣ５Ｈ１２からなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む、
    方法。
  6. 「ゼロ」基準を必要とせずに圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するための方法であって、前記方法は、
    分光システムから試料流体を含む試料セルについて第１のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第１の圧力にあるステップと、
    前記分光システムから前記試料流体を含む前記試料セルについて第２のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第２の圧力にあり、前記第１の圧力は前記第２の圧力とは異なり、前記第１の圧力および前記第２の圧力が、異なる試料圧力間で反復サイクルすることなく取得されるステップと、
    コンピューティングデバイスのプロセッサにより、前記第１のスペクトルおよび前記第２のスペクトルを使用して前記試料について差分吸収スペクトルを決定するステップと、
    前記差分吸収スペクトルを使用して、前記プロセッサにより、前記試料の１つ以上の構成要素を識別するか、そして／または前記プロセッサにより、前記試料の前記１つ以上の構成要素の１つ以上の濃度を識別するステップと
    を含み、
    前記試料セルがフローセルであり、前記試料が圧縮性流体ラインから引き込まれ、
    前記圧縮性流体ラインが、ＬＰＧラインであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、およびＣ５Ｈ１２からなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む、
    方法。
  7. 「ゼロ」基準を必要とせずに圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するための方法であって、前記方法は、
    分光システムから試料流体を含む試料セルについて第１のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第１の圧力にあるステップと、
    前記分光システムから前記試料流体を含む前記試料セルについて第２のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第２の圧力にあり、前記第１の圧力は前記第２の圧力とは異なり、前記第１の圧力および前記第２の圧力が、異なる試料圧力間で反復サイクルすることなく取得されるステップと、
    コンピューティングデバイスのプロセッサにより、前記第１のスペクトルおよび前記第２のスペクトルを使用して前記試料について差分吸収スペクトルを決定するステップと、
    前記差分吸収スペクトルを使用して、前記プロセッサにより、前記試料の１つ以上の構成要素を識別するか、そして／または前記プロセッサにより、前記試料の前記１つ以上の構成要素の１つ以上の濃度を識別するステップと
    を含み、
    前記試料セルがフローセルであり、前記試料が圧縮性流体ラインから引き込まれ、
    前記圧縮性流体ラインが、酸性ガスラインおよび／またはサワーガスラインであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、Ｈ２Ｓ、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、Ｃ５Ｈ１２、ＣＯ２、ＮＨ３、およびＨ２Ｏからなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む、
    方法。
  8. 「ゼロ」基準を必要とせずに圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するための方法であって、前記方法は、
    分光システムから試料流体を含む試料セルについて第１のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第１の圧力にあるステップと、
    前記分光システムから前記試料流体を含む前記試料セルについて第２のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第２の圧力にあり、前記第１の圧力は前記第２の圧力とは異なり、前記第１の圧力および前記第２の圧力が、異なる試料圧力間で反復サイクルすることなく取得されるステップと、
    コンピューティングデバイスのプロセッサにより、前記第１のスペクトルおよび前記第２のスペクトルを使用して前記試料について差分吸収スペクトルを決定するステップと、
    前記差分吸収スペクトルを使用して、前記プロセッサにより、前記試料の１つ以上の構成要素を識別するか、そして／または前記プロセッサにより、前記試料の前記１つ以上の構成要素の１つ以上の濃度を識別するステップと
    を含み、
    前記試料セルがフローセルであり、前記試料が圧縮性流体ラインから引き込まれ、
    前記圧縮性流体ラインが、バイオメタンライン、合成ガスライン、および／または廃ガスラインであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｈ２Ｓ、およびＨ２Ｏからなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む、
    方法。
  9. 「ゼロ」基準を必要とせずに圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するための方法であって、前記方法は、
    分光システムから試料流体を含む試料セルについて第１のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第１の圧力にあるステップと、
    前記分光システムから前記試料流体を含む前記試料セルについて第２のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第２の圧力にあり、前記第１の圧力は前記第２の圧力とは異なり、前記第１の圧力および前記第２の圧力が、異なる試料圧力間で反復サイクルすることなく取得されるステップと、
    コンピューティングデバイスのプロセッサにより、前記第１のスペクトルおよび前記第２のスペクトルを使用して前記試料について差分吸収スペクトルを決定するステップと、
    前記差分吸収スペクトルを使用して、前記プロセッサにより、前記試料の１つ以上の構成要素を識別するか、そして／または前記プロセッサにより、前記試料の前記１つ以上の構成要素の１つ以上の濃度を識別するステップと
    を含み、
    前記試料セルがフローセルであり、前記試料が圧縮性流体ラインから引き込まれ、
    前記圧縮性流体ラインが、オレフィンラインであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ２Ｈ４、Ｃ３Ｈ８、Ｃ３Ｈ６、ｉ−Ｃ４Ｈ１０、ｎ−Ｃ４Ｈ１０、アルカン、アルキン、アルケン、ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２、およびＯ２からなる群から選択される１つ以上のメンバーを含む、
    方法。
  10. 「ゼロ」基準を必要とせずに圧縮性流体試料中の化学的組成および／または微量不純物を測定するための方法であって、前記方法は、
    分光システムから試料流体を含む試料セルについて第１のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第１の圧力にあるステップと、
    前記分光システムから前記試料流体を含む前記試料セルについて第２のスペクトルを取得するステップであって、前記試料流体は前記試料セル内で第２の圧力にあり、前記第１の圧力は前記第２の圧力とは異なり、前記第１の圧力および前記第２の圧力が、異なる試料圧力間で反復サイクルすることなく取得されるステップと、
    コンピューティングデバイスのプロセッサにより、前記第１のスペクトルおよび前記第２のスペクトルを使用して前記試料について差分吸収スペクトルを決定するステップと、
    前記差分吸収スペクトルを使用して、前記プロセッサにより、前記試料の１つ以上の構成要素を識別するか、そして／または前記プロセッサにより、前記試料の前記１つ以上の構成要素の１つ以上の濃度を識別するステップと
    を含み、
    前記試料セルがフローセルであり、前記試料が圧縮性流体ラインから引き込まれ、
    前記圧縮性流体ラインが、フレアスタックガスラインであり、識別される前記試料の前記１つ以上の構成要素が、Ｃ１〜Ｃ６アルカンを含む、
    方法。
  11. 前記第１の圧力が０ｐｓｉｇである、請求項４に記載の方法。
  12. 前記第１の圧力および前記第２の圧力が、５ｐｓｉｇ以上異なる、請求項４に記載の方法。
  13. 前記第１の圧力および前記第２の圧力が、１０ｐｓｉｇ以上異なる、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記「ゼロ」基準は前記試料とは異なる組成を有する、請求項４に記載の方法。
  15. 前記試料流体は、ガスまたは圧縮性液体を含む、請求項４に記載の方法。
  16. 前記圧縮性流体は、前記流体ラインを連続的に、半連続的に、および／または断続的に流れる、請求項４に記載の方法。
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