RU2004137093A - Фотоакустический способ измерения концентрации неуглеводородного компонента в метаносодержащей газовой смеси - Google Patents
Фотоакустический способ измерения концентрации неуглеводородного компонента в метаносодержащей газовой смеси Download PDFInfo
- Publication number
- RU2004137093A RU2004137093A RU2004137093/28A RU2004137093A RU2004137093A RU 2004137093 A RU2004137093 A RU 2004137093A RU 2004137093/28 A RU2004137093/28 A RU 2004137093/28A RU 2004137093 A RU2004137093 A RU 2004137093A RU 2004137093 A RU2004137093 A RU 2004137093A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photoacoustic
- hydrocarbon component
- gas mixture
- methane
- concentration
- Prior art date
Links
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 14
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims 12
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims 5
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000001834 photoacoustic spectrum Methods 0.000 claims 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—Specially adapted to detect a particular component
- G01N33/0047—Specially adapted to detect a particular component for organic compounds
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
- G01N2021/1704—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids in gases
Claims (7)
1. Фотоакустический способ измерения концентрации неуглеводородного компонента в метаносодержащей газовой смеси, согласно которому газовую смесь пропускают через акустически оптимизированную фотоакустическую измерительную ячейку (2), освещая ее при этом периодически модулируемым источником (1) света, работающим на длине волны в пределах определенного диапазона длин волн известного спектра поглощения указанного неуглеводородного компонента; посредством датчика изменения давления, встроенного в фотоакустическую измерительную ячейку (2), обнаруживают периодические изменения давления, вызываемые указанным освещением, и преобразуют их в фотоакустические сигналы, величину которых измеряют; и изменяя длину волны освещающего источника (1) света, регистрируют фотоакустический спектр поглощения газовой смеси, отличающийся тем, что
(а) диапазон измерений задают так, что он включает по меньшей мере две отдельные характеристические длины волны поглощения метана с различной величиной поглощения и по меньшей мере одну характеристическую длину волны поглощения указанного неуглеводородного компонента, причем эта последняя длина волны отличается от указанных длин волн поглощения метана и расположена между ними;
(б) устанавливают точное положение/положения характеристической длины волны / длин волн неуглеводородного компонента в пределах диапазона измерений на основе опорного фотоакустического спектра поглощения, зарегистрированного в опорной ячейке (3), установленной за измерительной ячейкой (2) и освещаемой источником (1) света одновременно с измерительной ячейкой (2), причем опорная ячейка (3) заполнена газом, который обогащен указанным неуглеводородным компонентом, а сам не способен генерировать фотоакустический сигнал;
(в) определяют зависимость фотоакустического сигнала от концентрации неуглеводородного компонента посредством следующих действий: сначала пропускают калибровочный газ с составом, аналогичным составу газовой смеси, через фотоакустическую измерительную ячейку (2) и при этом регистрируют его фотоакустический спектр в диапазоне измерений; на основе полученного спектра в диапазоне измерений определяют величину Хс, зависящую только от концентрации метана, для двух характеристических длин волн поглощения метана, между которыми находится одна характеристическая длина волны поглощения неуглеводородного компонента, а также определяют величину Yc фотоакустического сигнала на одной из указанных характеристических длин волн поглощения метана; затем изменяют концентрацию неуглеводородного компонента в калибровочном газе; и определяют величину фотоакустического сигнала для каждой концентрации неуглеводородного компонента;
(г) определяют величину Хm, зависящую только от концентрации метана, для выбранных характеристических длин волн поглощения метана на основе зарегистрированного фотоакустического спектра поглощения газовой смеси, а также определяют величину Ym фотоакустического сигнала на одной из указанных характеристических длин волн поглощения метана;
(д) зарегистрированный спектр газовой смеси подвергают преобразованию, осуществляемому путем комбинации величин Хс и Хm и величин Yc и Ym фотоакустического сигнала; и
(е) определяют искомую концентрацию неуглеводородного компонента в газовой смеси, используя преобразованный спектр, полученный на этапе (д), в качестве исходного, и используя зависимость между концентрацией неуглеводородного компонента и фотоакустическим сигналом, определенную на этапе (в).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газовая смесь представляет собой природный газ, а неуглеводородный компонент представляет собой водяной пар.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве диапазона измерений выбирают диапазон длин волн шириной не более 1 нм с центром приблизительно на линии поглощения с длиной волны 1370,96 нм для водяного пара при температуре окружающей среды и атмосферном давлении.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в качестве источника (1) света используют диодный лазер с распределенной обратной связью или диодный лазер с внешним резонатором, которые можно перестраивать в диапазоне длин волн от 1365 до 1375 нм.
5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что величины Хс и Хm определяют как разность величин фотоакустических сигналов, полученных на выбранных характеристических длинах волн поглощения метана для калибровочного газа и газовой смеси, соответственно.
6. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что преобразование зарегистрированного фотоакустического спектра газовой смеси осуществляют путем определения отношение Хc/Хm, умножения спектра на это отношение, а затем уравнивания величин фотоакустических сигналов Yc и Ym в спектре, полученном при умножении, путем сдвига на величину |Yc-Ym| .
7. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что его осуществляют с помощью компьютерной программы, выполняемой на персональном компьютере (5).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HUP0201751 | 2002-05-24 | ||
| HU0201751A HU225660B1 (en) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | Method for photoacoustic measurement of concentration of non hydrocarbon component of gas mixture containing methane |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004137093A true RU2004137093A (ru) | 2005-07-20 |
| RU2336518C2 RU2336518C2 (ru) | 2008-10-20 |
Family
ID=89980449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004137093/28A RU2336518C2 (ru) | 2002-05-24 | 2003-05-26 | Фотоакустический способ измерения концентрации неуглеводородного компонента в метаносодержащей газовой смеси |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1511987A1 (ru) |
| AU (1) | AU2003232375A1 (ru) |
| DE (1) | DE10392663T5 (ru) |
| EG (1) | EG23784A (ru) |
| HU (1) | HU225660B1 (ru) |
| MA (1) | MA27505A1 (ru) |
| RU (1) | RU2336518C2 (ru) |
| TN (1) | TNSN04232A1 (ru) |
| WO (1) | WO2003100393A1 (ru) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7132661B2 (en) | 2000-08-28 | 2006-11-07 | Spectrasensors, Inc. | System and method for detecting water vapor within natural gas |
| DE102005030151B3 (de) * | 2005-06-28 | 2006-11-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Photoakustischer Freifelddetektor |
| JP2008545134A (ja) * | 2005-07-06 | 2008-12-11 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 光音響分光装置 |
| HU226449B1 (en) * | 2005-11-14 | 2008-12-29 | Univ Szegedi | Method and device for selective determining contaminating components of a gaseous sample on photoacoustic principle using distant exciting wavelengths |
| US7679059B2 (en) * | 2006-04-19 | 2010-03-16 | Spectrasensors, Inc. | Measuring water vapor in hydrocarbons |
| US7511802B2 (en) | 2006-05-26 | 2009-03-31 | Spectrasensors, Inc. | Measuring trace components of complex gases using gas chromatography/absorption spectrometry |
| WO2008048994A2 (en) * | 2006-10-18 | 2008-04-24 | Spectrasensors, Inc. | Detection of moisture in refrigerants |
| US7508521B2 (en) | 2007-03-14 | 2009-03-24 | Spectrasensors, Inc. | Pressure-invariant trace gas detection |
| CA2683802C (en) | 2007-04-11 | 2017-09-05 | Spectrasensors, Inc. | Reactive gas detection in complex backgrounds |
| EP2591383B1 (en) * | 2010-07-08 | 2019-01-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and system of determining constituent components of a fluid sample in a downhole tool |
| US8848191B2 (en) | 2012-03-14 | 2014-09-30 | Honeywell International Inc. | Photoacoustic sensor with mirror |
| DE102012217479B3 (de) * | 2012-09-26 | 2013-10-24 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Gassensor und Verfahren zu dessen Verwendung |
| DE102014108424B3 (de) * | 2014-06-16 | 2015-06-11 | Johann Wolfgang Goethe-Universität | Nicht-invasive Stoffanalyse |
| US10643008B2 (en) | 2014-11-11 | 2020-05-05 | Spectrasensors, Inc. | Target analyte detection and quantification in sample gases with complex background compositions |
| EP3495800B1 (de) | 2015-12-09 | 2023-09-20 | DiaMonTech AG | Vorrichtung und verfahren zum analysieren eines stoffs |
| EP3524962A1 (de) | 2015-12-09 | 2019-08-14 | Diamontech GmbH | Vorrichtung und verfahren zum analysieren eines stoffs |
| CN111566466A (zh) * | 2017-08-11 | 2020-08-21 | 阿里尔科学创新有限公司 | 鱼塘及类似环境中的物质特别是氨气的浓度的实时监测 |
| CN110441241B (zh) * | 2019-07-31 | 2023-01-06 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种光声光谱多组分气体分析仪器的性能评价装置及方法 |
| US11460416B2 (en) | 2020-09-30 | 2022-10-04 | Saudi Arabian Oil Company | Method for measuring oil in water using multi-frequency microwave measurements |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0685728B1 (en) * | 1994-06-04 | 2002-12-11 | Orbisphere Laboratories Neuchatel Sa | Photoacoustic analyzer |
-
2002
- 2002-05-24 HU HU0201751A patent/HU225660B1/hu unknown
-
2003
- 2003-05-26 EP EP03755237A patent/EP1511987A1/en not_active Withdrawn
- 2003-05-26 DE DE10392663T patent/DE10392663T5/de not_active Withdrawn
- 2003-05-26 RU RU2004137093/28A patent/RU2336518C2/ru not_active Application Discontinuation
- 2003-05-26 WO PCT/HU2003/000038 patent/WO2003100393A1/en not_active Application Discontinuation
- 2003-05-26 AU AU2003232375A patent/AU2003232375A1/en not_active Abandoned
-
2004
- 2004-11-23 MA MA27960A patent/MA27505A1/fr unknown
- 2004-11-23 TN TNP2004000232A patent/TNSN04232A1/en unknown
- 2004-11-24 EG EGNA2004000128 patent/EG23784A/xx active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HU225660B1 (en) | 2007-05-29 |
| WO2003100393A1 (en) | 2003-12-04 |
| HUP0201751A2 (hu) | 2003-12-29 |
| RU2336518C2 (ru) | 2008-10-20 |
| DE10392663T5 (de) | 2005-09-01 |
| EG23784A (en) | 2007-08-13 |
| HU0201751D0 (ru) | 2002-08-28 |
| AU2003232375A8 (en) | 2003-12-12 |
| EP1511987A1 (en) | 2005-03-09 |
| AU2003232375A1 (en) | 2003-12-12 |
| TNSN04232A1 (en) | 2007-03-12 |
| MA27505A1 (fr) | 2005-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2004137093A (ru) | Фотоакустический способ измерения концентрации неуглеводородного компонента в метаносодержащей газовой смеси | |
| KR101580606B1 (ko) | 가스의 레이저 분광을 위한 방법 | |
| JP5907442B2 (ja) | レーザ式ガス分析計 | |
| EP1965194B1 (en) | Method for analyzing exhaust gas and apparatus for analyzing exhaust gas | |
| EP2157419B1 (en) | Photoacoustic sensor | |
| JP2002365142A5 (ru) | ||
| CN104903703A (zh) | 气体吸收分光装置以及气体吸收分光方法 | |
| JP2010512536A (ja) | 温度補償機能を備えるセンサ濃度検出器 | |
| JP6024856B2 (ja) | ガス分析計 | |
| Pyun et al. | Shock tube measurements of methane, ethylene and carbon monoxide time-histories in DME pyrolysis | |
| Petrov et al. | Effects of pressure and composition on Raman spectra of CO-H2-CO2-CH4 mixtures | |
| CN105466854A (zh) | 一种有源气室结构与光声光谱气体传感系统 | |
| RU2009148670A (ru) | Измерение состава топлива с использованием лазера | |
| Vargas-Rodríguez et al. | Design of CO, CO2 and CH4 gas sensors based on correlation spectroscopy using a Fabry–Perot interferometer | |
| CN114397271A (zh) | 一种光谱分析温室气体的检测装置及方法 | |
| JP6791214B2 (ja) | 分光分析装置 | |
| US20080135760A1 (en) | System and method for measuring water vapor in natural gas | |
| RU2187093C2 (ru) | Недисперсионный многоканальный инфракрасный газовый анализатор | |
| JP2013015409A (ja) | ガスセンサ | |
| Klingbeil et al. | Two-wavelength mid-IR absorption diagnostic for simultaneous measurement of temperature and hydrocarbon fuel concentration | |
| Scholz et al. | Gas sensors for climate research | |
| JP2014142299A (ja) | ガス濃度測定装置 | |
| US6977179B2 (en) | Method and apparatus for measuring the heating value of a single or multi-component fuel gas | |
| US11162893B2 (en) | Device and method for determining the composition of a mixture of fluids | |
| Komada et al. | Application of Multiple Line Integrated Spectroscopy on CO Concentration Measurement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA93 | Acknowledgement of application withdrawn (no request for examination) |
Effective date: 20060527 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20070528 |