[发明专利]基于光流控式无透镜全息术的石油成分检测装置及评估方法

说明书

本发明提供一种基于光流控无透镜全息术的油成分检测装置及评估方法，所述装置包括光源模块、微孔模块、光传播模块、微流控芯片、图像采集模块、图像处理模块以及电源模块。微流控芯片由基片和涂层组成，涂层表面设有进液孔、检测区和出液孔。本发明基于光流控无透镜全息术，检测结果不受油的表面状态的影响，全息图中样品的特征参数取决于样品的内部成分，消除了传统方法受样品表面状态影响带来的误差。本发明滴加样品后，后续步骤都是智能化完成，不需要专业化人员的操作，步骤少，操作简单，解决了样品需求多以及样品处理繁琐的问题。本发明具有体积小、重量轻、成本低、样品用量少、快速检测、便于携带、能够进行手持用于现场检测等优点。

技术领域

本发明涉及石油成分检测技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于光流控式无透镜全息术的石油成分检测装置及评估方法。

背景技术

石油工业大力推动人类进步和社会发展。尽管能源多样化的趋势，石油仍然是全球经济中不可替代的支柱产业。成分分析是石油评价的重要指标。它可以定量和定性地描述石油有机质，为石油开采计划提供可靠的数据支持。

传统的水包油成分检测方法包括气相色谱法，红外分光光度法，非色散红外吸收法。上述方法需要都是采用常规的现场取样、实验室分析的测量流程，但在实际应用中有必要对水中的油进行现场，实时，在线和连续检测。基于此，近年来开发了一些实时在线检测技术。其中，紫外荧光法，紫外消光法和光散射法等物理光学检测方法由于其无需化学试剂的优点成为当前研究的重点。样品油极易与化学试剂发生化学反应，形成溶解油，溶解在分子状态的水中。但是，上述方法中使用的仪器结构庞大、操作复杂、价格昂贵、不能集成便携、无法现场检测。

数字全息技术不仅具有高灵敏度、高准确、高分辨率以及快速、无损测量等优点，而且图像的存储、再现和传输非常方便、灵活，使其特别适合与纤维成像与测量。近年来，数字全息技术已经发展成为微观领域一种新的测试工具，并应用与微光学、生命科学、半导体、微机电系统等领域。

发明内容

根据上述提出现有油成分检测方法中存在的无法现场检测、检测设备昂贵、样品处理繁琐、样品用量多带来的普适性和误差的技术问题，而提供一种结构简单、操作简单、价格低廉、便于携带进行现场检测的基于光流控无透镜数字全息术的油成分检测装置及其评估方法。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于光流控透镜全息术的油成分检测装置，包括光源模块、微孔模块、光传播模块、微流控芯片、图像采集模块、图像处理模块以及电源模块；所述光源模块与微孔模块连接，微孔模块与光传播模块连接，微流控芯片分别与图像采集模块的输入端和光传播模块的输出端连接，图像处理模块与图像采集模块的输出端连接；所述电源模块分别与光源模块和图像采集模块的输入端相连；

所述微流控芯片包括基片和固定在基片上的涂层，所述涂层依次凹刻检测区Ⅰ、检测区Ⅱ、检测区Ⅲ，检测区Ⅰ两端对称连接通道Ⅰ和通道Ⅱ，检测区Ⅱ两端对称连接通道Ⅰ和通道Ⅱ，检测域Ⅲ两端对称连接通道Ⅰ和通道Ⅱ，通道Ⅰ的另一端分别设有进液孔A、进液孔C和进液孔E，通道Ⅱ的另一端分别设有出液孔B、出液孔D和出液孔F。

所述光源模块包括稳压电路、光源固定结构以及与通光孔组件紧密贴合的LED光源。

进一步地，所述LED光源发出的光为部分相干光。

进一步地，所述基片为玻璃片，所述涂层为聚二甲基硅氧烷涂层。

本发明还提供了一种基于微流控芯片的油成分检测装置的评估方法，包括如下步骤：

步骤1：分别将三种样本油滴加到微流控芯片的进液孔A、进液孔C和进液孔E中，液体样品在自身张力的作用下沿着通道Ⅰ流向检测区，多余液体样品沿着通道Ⅱ流向流入出液孔B、出液孔D和出液孔F；