光腔衰荡光谱法测定质子交换膜燃料电池用氢气中的痕量氨 被引量：2

1

作者 杨孟智 王亚敏 +1 位作者 万伟 刘雅琼 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期554-559,共6页

氨是质子交换膜燃料电池用氢气杂质控制中的一项重要指标,但现行检测方法存在检测限高或前处理繁琐等问题。为提升检测灵敏度和效率,应用光腔衰荡光谱技术对质子交换膜燃料电池用氢气中痕量氨进行测定。实验结果表明:光腔衰荡光谱法的... 氨是质子交换膜燃料电池用氢气杂质控制中的一项重要指标,但现行检测方法存在检测限高或前处理繁琐等问题。为提升检测灵敏度和效率,应用光腔衰荡光谱技术对质子交换膜燃料电池用氢气中痕量氨进行测定。实验结果表明:光腔衰荡光谱法的测定结果受管路死体积及测试压力影响较小;光腔衰荡光谱法的平衡时间受管路死体积及测试流量影响较大。在氨摩尔分数0.01~10.20μmol/mol范围内该方法具有良好的准确性,不受质子交换膜燃料电池用氢气中水、硫化氢、一氧化碳等杂质的干扰,是一种操作简便、灵敏度高、准确性好的测试方法,对完善燃料电池车用氢气质量管理体系具有一定意义。 展开更多

关键词 光腔衰荡光谱法 质子交换膜燃料电池 氢气 氨 痕量

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基于量子级联激光器光腔衰荡光谱技术的痕量氨气检测 被引量：7

2

作者 曲哲超 李斌成 韩艳玲 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期431-436,共6页

采用基于红外脉冲量子级联激光器的高灵敏光腔衰荡光谱(Cavity ring-down spectroscopy)技术建立了氨气在1027 cm-1(9.7μm)附近的吸收光谱痕量检测实验装置.使用该装置对人体口腔呼出气体以及超净实验室环境中氨气成份进行了测量和分析... 采用基于红外脉冲量子级联激光器的高灵敏光腔衰荡光谱(Cavity ring-down spectroscopy)技术建立了氨气在1027 cm-1(9.7μm)附近的吸收光谱痕量检测实验装置.使用该装置对人体口腔呼出气体以及超净实验室环境中氨气成份进行了测量和分析,氨气的检测灵敏度达到10 ppb.模拟分析了激光器光谱线宽对测量结果和系统检测灵敏度的影响,随着激光器光谱线宽的增加,测量结果偏低,系统检测灵敏度下降.为了减小光源线宽对测量结果的影响,通过修正曲线对测量数据进行修正,得到了较好的结果. 展开更多

关键词 光腔衰荡光谱 量子级联激光器 氨气 线宽

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光腔衰荡光谱技术用于OH浓度测量的误差分析 被引量：4

3

作者 涂晓波 陈爽 +2 位作者 苏铁 母金河 杨富荣 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期20-25,共6页

光腔衰荡光谱技术(Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS)是一种高灵敏度的吸收光谱测量技术,在燃烧场激光光谱诊断领域里是一种十分重要的燃烧产物定量测量手段。文中研究了光腔衰荡光谱技术用于燃烧产物定量测量的原理,搭建了脉冲型光... 光腔衰荡光谱技术(Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS)是一种高灵敏度的吸收光谱测量技术,在燃烧场激光光谱诊断领域里是一种十分重要的燃烧产物定量测量手段。文中研究了光腔衰荡光谱技术用于燃烧产物定量测量的原理,搭建了脉冲型光腔衰荡光谱技术实验系统,选取OHA2Σ+-X2Π(0,0)电子跃迁带的P1(2)吸收线谱,在常压条件下对平面火焰的OH浓度进行了定量测量,并对激光器线宽及线型、激光器的频率稳定性、火焰温度、光腔参数等因素对测量误差的影响进行了分析讨论。误差分析给出了光腔衰荡光谱技术的几个关键注意事项,可为光腔衰荡光谱技术的应用提供指南。 展开更多

关键词 光腔衰荡光谱技术 误差分析 OH 浓度测量 平面火焰

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介质阻挡放电等离子体中OH自由基的光腔衰荡光谱原位诊断 被引量：2

4

作者 刘忠伟 赵国利 +3 位作者 王健 朱爱民 杨学锋 徐勇 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期167-171,共5页

研制了一套等效噪声吸收可达3×10^-9 cm^-1的连续波光腔衰荡光谱装置。用该装置对介质阻挡放电等离子体中的OH自由基和水进行了原位定量测量，考察了OH自由基数密度随气压和放电电压以及放电频率的变化情浣。实验结果表明，在（2... 研制了一套等效噪声吸收可达3×10^-9 cm^-1的连续波光腔衰荡光谱装置。用该装置对介质阻挡放电等离子体中的OH自由基和水进行了原位定量测量，考察了OH自由基数密度随气压和放电电压以及放电频率的变化情浣。实验结果表明，在（2．13～22．0）×10^3Pa范围内，随着气压增加，OH自由基数密度在气压较低时增加；而在较高气压时由于H2O的解离吸附作用使得体系中电子密度减小，OH自由基数密度随之减小。随放电电压和放电频率增加介质阻挡放电等离子体中电子密度和电子能量增加而导致OH数密度增加。 展开更多

关键词 光腔衰荡光谱 红外光谱 OH 介质阻挡放电

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光腔衰荡光谱法测定气体中微痕量水不确定度评估 被引量：8

5

作者 周鑫 周泽义 《计量学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期178-180,共3页

介绍了基于光腔衰荡光谱法测定气体中的微量水的方法原理，该方法适用于含量为0．2×10^-9～20×10^-6mol／mol的所有气体中水分的测定。建立了光谱分析法的原始数学模型，对测定方法的不确定度进行了评估，结果表明该方法的扩... 介绍了基于光腔衰荡光谱法测定气体中的微量水的方法原理，该方法适用于含量为0．2×10^-9～20×10^-6mol／mol的所有气体中水分的测定。建立了光谱分析法的原始数学模型，对测定方法的不确定度进行了评估，结果表明该方法的扩展不确定度为（8～20）×10^-9mol／mol（k=2，P=95％）。 展开更多

关键词 计量学 光腔衰荡光谱法 气体湿度 不确定度

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温室气体浓度监测的光腔衰荡光谱研究进展 被引量：13

6

作者 马路遥 林俊 +5 位作者 张亮 林鸿 冯晓娟 徐鸿 任歌 张金涛 《计量学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期274-280,共7页

全球气候变化给人类生活带来的影响受到世界各国的普遍关注,温室气体是影响和改变全球气候的关键因素之一,限制和降低温室气体排放量成为人类发展的重要议题。温室气体大多都在10^(-6)(每百万个气体分子中所含该种气体分子的个数)级别,... 全球气候变化给人类生活带来的影响受到世界各国的普遍关注,温室气体是影响和改变全球气候的关键因素之一,限制和降低温室气体排放量成为人类发展的重要议题。温室气体大多都在10^(-6)(每百万个气体分子中所含该种气体分子的个数)级别,且气体分子结构差异大,因此传统方法很难获得较高的精度,而光腔衰荡光谱法是能解决该难题的关键技术之一。对光腔衰荡光谱法测量温室气体痕量成分的研究进展进行了综述,分析了目前信噪比和灵敏度最高的方法——基于稳频的光腔衰荡光谱法的测量原理以及研究进展,并对其未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 计量学 温室气体 光腔衰荡光谱 浓度

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近红外光腔衰荡光谱系统设计及研究 被引量：1

7

作者 周家成 徐学哲 +3 位作者 雷佳捷 方波 赵卫雄 张为俊 《装备环境工程》 CAS 2019年第6期25-29,共5页

目的搭建一套近红外光腔衰荡光谱测量系统,实现水汽吸收的探测。方法通过测量有无样品存在时的衰荡时间,实现腔内介质吸收的探测。通过测量空腔衰荡时间,计算腔镜反射率。通过测量不同浓度的水汽吸收,验证系统是否可用于分子吸收的测量... 目的搭建一套近红外光腔衰荡光谱测量系统,实现水汽吸收的探测。方法通过测量有无样品存在时的衰荡时间,实现腔内介质吸收的探测。通过测量空腔衰荡时间,计算腔镜反射率。通过测量不同浓度的水汽吸收,验证系统是否可用于分子吸收的测量。结果该装置的空腔衰荡时间约为3.75μs,对应的腔镜反射率为99.982%,有效吸收光程为1.1km。测量了6627.7cm.1处水汽的吸收,结果与HITRAN数据库一致。结合文献报道结果和HITRAN数据库吸收谱线,模拟得到了NH3、C2H2、HO2自由基在6625~6626cm.1范围内的吸收系数。结论该装置实现了水汽吸收的探测,在该装置的激光器工作波长范围内,可应用于NH3、C2H2、HO2自由基的实时探测。 展开更多

关键词 光谱学 光腔衰荡光谱技术 触发电路 衰荡时间 HO2自由基

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基于光腔衰荡光谱法的水汽线形强度测量

8

作者 马路遥 马若梦 +3 位作者 徐鸿 冯晓娟 张金涛 林鸿 《计量学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期287-292,共6页

随着半导体芯片行业的迅速发展,对电子气体的要求也逐渐提高。半导体加工环境中的痕量水分会严重影响芯片的良率和可靠性。光腔衰荡光谱法是近年来发展的一种具有高灵敏度和准确性的痕量气体测量方法,线形强度是光谱法测量的重要参数。... 随着半导体芯片行业的迅速发展,对电子气体的要求也逐渐提高。半导体加工环境中的痕量水分会严重影响芯片的良率和可靠性。光腔衰荡光谱法是近年来发展的一种具有高灵敏度和准确性的痕量气体测量方法,线形强度是光谱法测量的重要参数。为测量痕量水分,建立了一套光腔衰荡光谱系统,测量了中心频率在7171.10491 cm^(-1)和7177.6565 cm^(-1)的吸收光谱,通过HTP(Hartmann-Tran profile)线形拟合得到线形强度,测量结果的相对标准不确定度优于1.8%,与HITRAN、HITEMP和GEISA数据库比较,相对偏差小于6%。 展开更多

关键词 计量学 光腔衰荡光谱 痕量水分 电子气体 线形强度

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微量气体定量分析的新方法:光腔衰荡光谱 被引量：12

9

作者 阎文斌 《低温与特气》 CAS 2007年第1期35-38,共4页

包括半导体制造业在内的许多工业应用要求高纯度气体具有最少的杂质。微量水分的分析特别富有挑战性。光腔衰荡光谱法不但可以快速、准确地分析包括水分在内的微量杂质,而且不需要标准样气。对光腔衰荡光谱法作了简要介绍。

关键词 光腔衰荡光谱 微量气体分析 微量水分分析 绝对测量法

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光腔衰荡光谱技术及其在痕量气体分析中的应用 被引量：9

10

作者 林宇巍 《低温与特气》 CAS 2011年第1期5-7,共3页

光腔衰荡光谱(CRDS)技术是一种新兴的高灵敏度吸收光谱检测技术。在介绍光腔衰荡光谱检测原理和痕量气体浓度检测公式的基础上,总结了CRDS技术在痕量气体分析方面的优势。综述了CRDS技术在气体污染物、超纯气杂质和水分检测方面的应用。

关键词 光腔衰荡光谱 衰荡时间 痕量气体分析

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光纤腔衰荡光谱与太赫兹波谱技术检测气体研究现状与展望

11

作者 赵敏利 钟东 +3 位作者 蔡婷 范云峰 胡巍 童杏林 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1-2,共2页

气体浓度的实时在线精确测量在人类健康、生命安全、环境保护、资源有效利用及大气遥感探测技术等方面有着十分重要的意义。本文首先介绍了光纤衰荡光谱技术检测气体浓度的最新研究进展;接着分析了太赫兹波在气体浓度探测中应用的优势... 气体浓度的实时在线精确测量在人类健康、生命安全、环境保护、资源有效利用及大气遥感探测技术等方面有着十分重要的意义。本文首先介绍了光纤衰荡光谱技术检测气体浓度的最新研究进展;接着分析了太赫兹波在气体浓度探测中应用的优势、可行与局限性;最后对太赫兹波腔光纤衰荡光谱技术测量气体浓度技术方法和应用前景做了展望。 展开更多

关键词 太赫兹波 光腔衰荡光谱技术 气体浓度检测 光纤传感

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用光腔衰荡技术测量镜片的反射率 被引量：10

12

作者 高丽峰 熊胜明 +2 位作者 李斌成 张云洞 蔡邦维 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期335-338,共4页

根据光腔衰荡光谱技术原理,建立了测量镜片反射率的实验装置。利用该装置测定了一对反射率相等的高反射腔镜,反射率测试结果为(99.925±0.001)%;以22.5°将直腔变为折叠腔,测得的反射率为(99.992±0.003)%。重复测定反射镜... 根据光腔衰荡光谱技术原理,建立了测量镜片反射率的实验装置。利用该装置测定了一对反射率相等的高反射腔镜,反射率测试结果为(99.925±0.001)%;以22.5°将直腔变为折叠腔,测得的反射率为(99.992±0.003)%。重复测定反射镜样品的反射率,精度达到10-5。该测量装置可用于超低损耗薄膜高反射镜反射率的精确测量。轻微移动探测器位置,对腔镜的测试结果影响不大。 展开更多

关键词 光腔衰荡光谱技术(CRDS) 反射率 衰荡时间 直腔 折叠腔

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衰荡光腔温度控制研究 被引量：11

13

作者 曹珂 梁超群 +3 位作者 郭瑞民 张桂春 邢素霞 赵玉祥 《计量学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期431-435,共5页

研制出一套光腔衰荡光谱中的温度控制系统。首先,设计了内壁带有硅胶加热片的控温箱体,将光腔置于箱体中并模拟内部温度分布;然后,对箱体进行有限元分析及参数化扫描,得到最优化情况下加热片的分布及功率大小,保证光腔通光部分温度的均... 研制出一套光腔衰荡光谱中的温度控制系统。首先,设计了内壁带有硅胶加热片的控温箱体,将光腔置于箱体中并模拟内部温度分布;然后,对箱体进行有限元分析及参数化扫描,得到最优化情况下加热片的分布及功率大小,保证光腔通光部分温度的均匀性;根据仿真结果完成实际控温箱体和加热片的加工,以比例积分微分(PID)控制算法为核心,设计包括温度采样模块、控制模块、驱动电路模块等在内的硬件电路系统,开发相应的控制算法,精密控制光腔内部的温度变化,实现衰荡光腔通光部分8 h内温度变化标准差不超过0.01℃。 展开更多

关键词 计量学 光腔衰荡光谱 温度控制 有限元分析 PID控制

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蝶形半导体激光器恒流驱动设计与实现 被引量：12

14

作者 邢素霞 王睿 +1 位作者 郭瑞民 崔文超 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期553-558,共6页

蝶形半导体激光器驱动电流的稳定性直接决定了其输出波长的稳定性,进而影响检测精度。为了满足气体浓度检测中对激光器输出波长稳定可调的要求,设计了数字与模拟电路混合的恒流驱动电路。以STC90C51为主控芯片数控模块完成扫描键盘、DA... 蝶形半导体激光器驱动电流的稳定性直接决定了其输出波长的稳定性,进而影响检测精度。为了满足气体浓度检测中对激光器输出波长稳定可调的要求,设计了数字与模拟电路混合的恒流驱动电路。以STC90C51为主控芯片数控模块完成扫描键盘、DA转换;模拟电路主要由负反馈运算放大、高精度CMOS管和反馈电阻构成,完成电压到电流的转换,输出至蝶形半导体激光器,实现蝶形半导体激光器恒流驱动。输出电流在0～300 mA范围内连续可调,输出驱动电流误差小于±0.003 mA,满足系统对恒流驱动±0.005 mA的误差精度要求。 展开更多

关键词 光腔衰荡光谱 蝶形半导体激光器 恒流驱动 STC90C51 DAC1220

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基于中红外量子级联激光器的痕量水汽测量实验教学研究

15

作者 周胜 张磊 李劲松 《大学物理实验》 2018年第6期67-69,共3页

物理是以实验为基础的学科,通过大学物理实验可以加深学生对物理概念、定理和定律的理解。文采探究将科研中的物理定律引入到大学物理实验教学中,丰富大学物理实验内容。利用新型的量子级联激光器结合光腔衰荡光谱技术,在吸收谱线更为... 物理是以实验为基础的学科,通过大学物理实验可以加深学生对物理概念、定理和定律的理解。文采探究将科研中的物理定律引入到大学物理实验教学中,丰富大学物理实验内容。利用新型的量子级联激光器结合光腔衰荡光谱技术,在吸收谱线更为丰富的中红外波段,开展高纯氮气中痕量气体的测量实验研究,提高学生问题分析、动手实践的能力。 展开更多

关键词 大学物理实验 教学和科研 光腔衰荡光谱

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室内环境甲醛气体检测技术的研究进展

16

作者 熊华竞 苏丹 王维康 《化学分析计量》 CAS 2024年第10期127-136,共10页

以甲醛标准物质量值溯源方式不同展开讲解,分别重点介绍了室内环境甲醛检测所常用分光光度法、气体传感器技术,以及结合未来低碳计量发展前景而着重介绍了光腔衰荡光谱技术相关内容。列举了较为常见典型技术并从基础原理、反应机理和实... 以甲醛标准物质量值溯源方式不同展开讲解,分别重点介绍了室内环境甲醛检测所常用分光光度法、气体传感器技术,以及结合未来低碳计量发展前景而着重介绍了光腔衰荡光谱技术相关内容。列举了较为常见典型技术并从基础原理、反应机理和实际应用等方面进行讲解,并分析与总结相关检测技术的优缺点以及探讨了服务于低碳计量的可行性与未来前景,进而有助于完善甲醛量值溯源体系,为满足低碳计量所需微痕量甲醛气体检测工作而提出可行的方案。 展开更多

关键词 甲醛气体检测 分光光度法 传感器 低碳计量 光腔衰荡光谱

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1.6微米附近氮气展宽的一氧化碳分子线形的研究 被引量：11

17

作者 赵欣月 林鸿 +3 位作者 杨雷 钱进 李辉 张金涛 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期13-18,共6页

基于稳频的光腔衰荡光谱法是近年来发展的一种具有高灵敏度和准确性的测量痕量成分的方法,分子线形是影响光谱法测量成分的关键因素。利用基于稳频的光腔衰荡装置测量了一氧化碳R12(3←0)分子光谱,6种常用的分子线形被用来研究分子吸收... 基于稳频的光腔衰荡光谱法是近年来发展的一种具有高灵敏度和准确性的测量痕量成分的方法,分子线形是影响光谱法测量成分的关键因素。利用基于稳频的光腔衰荡装置测量了一氧化碳R12(3←0)分子光谱,6种常用的分子线形被用来研究分子吸收光谱参数间的关系,包含压力相关的展宽、吸收峰面积和碰撞变窄效应,以及速度变化压窄和速度相依赖弛豫速率变窄效应的相关联等。研究结果表明pCqSDNGP线形能满足描述CO分子线形的需要。 展开更多

关键词 计量学 一氧化碳 温室气体 光腔衰荡光谱 吸收光谱

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微痕量水分标准发生系统的研制 被引量：4

18

作者 胡树国 陈安 《化学分析计量》 CAS 2018年第3期99-103,共5页

设计并研制了由气体纯化器、水渗透管和稀释装置组成的微痕量水分标准发生系统。以氮气为稀释气,系统可连续发生含量范围为10~1 000 nmol/mol的水分标准,相对扩展不确定度为2.4%~8.4%(k=2)。系统中的水渗透管由磁悬浮天平测量装置实时... 设计并研制了由气体纯化器、水渗透管和稀释装置组成的微痕量水分标准发生系统。以氮气为稀释气,系统可连续发生含量范围为10~1 000 nmol/mol的水分标准,相对扩展不确定度为2.4%~8.4%(k=2)。系统中的水渗透管由磁悬浮天平测量装置实时在线称量,稀释装置由高精度流量计校准,发生的水分标准利用光腔衰荡光谱水分仪进行监测。利用水分析仪考察了系统的准确性和稳定性,结果显示,系统发生的水分标准与仪器示值一致性良好,偏差在±4%之内;系统的稳定性良好,除低浓度点外,12 h内示值的相对标准偏差不大于0.3%。微痕量水分标准发生系统可为国内微痕量水分仪提供校准服务。 展开更多

关键词 痕量水分标准 气体纯化器 渗透管 磁悬浮天平 光腔衰荡光谱水分仪

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CO的第二泛频(3←0)跃迁谱线线形强度测量研究 被引量：6

19

作者 潘金明 林鸿 +2 位作者 冯晓娟 宦克为 张金涛 《计量学报》 CSCD 北大核心 2020年第12期1565-1569,共5页

CO分子是监测大气污染气体的优异示踪气体,要实现对CO分子实时监控就需要做到对气体浓度的精确快速测量。气体分子浓度测量可以利用测量吸收光谱和谱线线形强度得到,CO的(3←0)泛频谱带是吸收较弱的跃迁波段,利用以干空气为缓冲气体的20... CO分子是监测大气污染气体的优异示踪气体,要实现对CO分子实时监控就需要做到对气体浓度的精确快速测量。气体分子浓度测量可以利用测量吸收光谱和谱线线形强度得到,CO的(3←0)泛频谱带是吸收较弱的跃迁波段,利用以干空气为缓冲气体的200μmol/mol的CO混合物,基于稳频的光腔衰荡装置测量了在温度293 K、压力13~93 kPa下的CO分子R支3条跃迁谱线的吸收光谱。HTP(Hartmann-Tran profile)线形被用来获得这些谱线的线形强度,测量结果的相对标准不确定度优于1%,与国际HITRAN、HITEMP和GEISA光谱数据库比较,相对偏差小于4%。 展开更多

关键词 计量学 一氧化碳浓度 光腔衰荡光谱 线形强度 大气污染监测

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实时同位素录井技术 被引量：14

20

作者 孙恒君 黄小刚 《录井工程》 2010年第3期1-4,共4页

石油钻探过程中的同位素检测资料是成岩、成矿作用、天然气成因研究与分类,烃源岩成熟度评估等地质综合研究中的重要依据,但以往该项资料的分析、检测因受技术及环境条件的限制,资料的获取相对滞后,影响了其应用价值,为了解决这一难题,... 石油钻探过程中的同位素检测资料是成岩、成矿作用、天然气成因研究与分类,烃源岩成熟度评估等地质综合研究中的重要依据,但以往该项资料的分析、检测因受技术及环境条件的限制,资料的获取相对滞后,影响了其应用价值,为了解决这一难题,法国地质服务公司开发了实时同位素录井技术,它具有现场连续、实时检测钻井液中稳定同位素含量的特点。该技术主要采用近红外吸收原理测量甲烷碳同位素(δ13C1)、乙烷碳同位素(δ13C2)、丙烷碳同位素(δ13C3)以及氘同位素(δ2H),同时采用光腔衰荡光谱原理(CRDS)测量甲烷含量。目前,现场作业主要提供随深度连续的甲烷碳同位素和甲烷含量数据。通过相关资料的收集和研究,探讨了该项技术的原理、特点和测量参数及资料应用问题。随着研发工作的全面推进,将实现连续实时测量甲烷碳同位素(δ13C1)、乙烷碳同位素(δ13C2)、丙烷碳同位素(δ13C3)和氘同位素(δ2H),从而为现场快速评价油气藏性质和成因提供重要依据,进一步提高同位素资料的应用价值。 展开更多

关键词 甲烷碳同位素 乙烷碳同位素 丙烷碳同位素 氘同位素 录井 光腔衰荡光谱

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