[发明专利]烃燃料气体组成和性质的测量

权利要求书

1.一种可调谐二极管激光吸收光谱测定系统，其用于燃料气体测量，其包括：

离轴积分腔输出光谱ICOS仪器，其包括具有第一可调谐波长范围的第一可调谐激光二极管，所述第一可调谐激光二极管提供离轴耦合到高精细度光学腔中的激光；具有第二可调谐波长范围的第二可调谐激光二极管，所述第二可调谐激光二极管提供离轴耦合到所述腔中的激光；进气口和出气口，其布置成使燃料气体流过所述腔；和光学传感器，其布置成测量离开所述光学腔的激光的强度，其中所述激光二极管在其相应的波长范围内经调谐以使得所述传感器测量提供波长依赖性光学吸收光谱；和

计算机处理器，其用以接收来自所述光学传感器的传感器测量结果，访问用于燃料气体组分的基础光谱的数据库，并且用化学计量学拟合程序处理所述吸收光谱以测定所选燃料气体组分的浓度，并且基于所测定的甲烷的浓度C_CH4和乙烷的浓度C_C2H6和所测定的表示除甲烷和乙烷外的烃的偏移基础光谱的浓度C_BB来计算选自热值F、相对密度G、可压缩性Z、理论烃液体含量L或沃泊指数I_w的数值X，以使得：

其中和代表甲烷和乙烷的相应的热值、相对密度、可压缩性、理论烃液体含量或沃泊指数，并且E为所述燃料气体混合物中的全部预期的除甲烷和乙烷外的烃的复合热值、相对密度、可压缩性、理论烃液体含量或沃泊指数的经验因数。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述数据库包括用于至少甲烷、乙烷以及用以表示所述除甲烷和乙烷外的烃的宽带偏移基础的基础光谱。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述热值F由所述处理器基于所述测定的甲烷的浓度和乙烷的浓度和所述测定的表示所述除甲烷和乙烷外的烃的所述偏移基础光谱的浓度来计算，以使得：

其中和为甲烷和乙烷的相应热值，并且E为所述燃料气体混合物中的全部预期的除甲烷和乙烷外的烃的复合热值的经验因数。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述沃泊指数I_w由所述处理器基于所述测定的甲烷的浓度和乙烷的浓度和所述测定的表示所述除甲烷和乙烷外的烃的所述偏移基础光谱的浓度来计算，以使得：

其中和为甲烷和乙烷的相应沃泊指数，并且E为所述燃料气体混合物中的全部预期的除甲烷和乙烷外的烃的复合沃泊指数的经验因数。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述相对密度G由所述处理器基于所述测定的甲烷的浓度和乙烷的浓度和所述测定的表示所述除甲烷和乙烷外的烃的所述偏移基础光谱的浓度来计算，以使得：

其中G_CH4和G_C2H6为甲烷和乙烷的相应相对密度，并且E为所述燃料气体混合物中的全部预期的除甲烷和乙烷外的烃的复合相对密度的经验因数。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述可压缩性Z由所述处理器基于所述测定的甲烷的浓度和乙烷的浓度和所述测定的表示所述除甲烷和乙烷外的烃的所述偏移基础光谱的浓度来计算，以使得：

其中Z_CH4和Z_C2H6为甲烷和乙烷的相应可压缩性因数，并且E为所述燃料气体混合物中的全部预期的除甲烷和乙烷外的烃的复合可压缩性的经验因数。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述理论烃液体含量L由所述处理器基于所述测定的甲烷的浓度和所述乙烷的浓度和所述测定的表示所述除甲烷和乙烷外的烃的所述偏移基础光谱的浓度C_BB来计算，以使得：

其中L_CH4和L_C2H6为甲烷和乙烷的相应理论液体含量值，并且E为所述燃料气体混合物中的全部预期的除甲烷和乙烷外的烃的复合理论液体含量的经验因数。

8.根据权利要求1所述的系统，其中待测定的一定浓度的所述所选燃料气体组分包含规定的燃料气体污染物质。