[发明专利]一种基于光场重构的井下液体分析系统及方法

权利要求书

1.一种基于光场重构的井下液体分析系统，其特征在于，包括：

一宽光谱光源，所述宽光谱光源中包含液体中目标成分所能吸收的频段，其波长范围涵盖400纳米至2200纳米的可见光和近红外波段；

第一光场整形组件，用于将光源发射的宽光谱整形为平行光；

一液体检测通道，所述液体检测通道包括平行光可直进、直出的进光口与出光口，进光口与出光口之间为液体进出通道；

第二光场整形组件，用于将经过液体检测通道的平行光在空间上根据频率进行分离，所述第二光场整形组件包括闪耀光栅和微透镜；

一光接收组件，所述光接收组件用于探测分光后特定波长的光信号。

2.如权利要求1所述的基于光场重构的井下液体分析系统，其特征在于，所述液体检测通道为石油传输管道本体中一段，该段开设相互正对的透明进光口以及透明出光口。

3.如权利要求1所述的基于光场重构的井下液体分析系统，其特征在于，所述液体检测通道为独立通道，该独立通道与石油传输管道本体可拆卸连接，采用独立通道可对液体进行提前预处理。

4.如权利要求2或3所述的基于光场重构的井下液体分析系统，其特征在于，所述光接收组件包括光纤组、滤光片以及探测器阵列，所述光纤组连接滤光片进而对应地连接探测器阵列，所述滤光片以及探测器阵列可集成制造。

5.一种基于光场重构的井下液体分析方法，采用如权利要求1-4所述的分析系统，其特征在于，包括以下步骤；

S1、宽光谱光源发射出波长范围涵盖400纳米至2200纳米波段的光束；

S2、第一光场整形组件将光束整形为平行出射光，且扩大出射面；

S3、平行光通过进光口进入液体检测通道中的液体内，液体内不同的目标成分吸收对应频率的光线，被吸收后的光线从出光口射出；

S4、第二光场整形组件将不同频率的光线在空间上进行分离，不同频率的光线将沿不同方向出射；

S5、光线经过第二光场整形组件分光后进入光接收组件，光接收组件将特定频率的光线转换为电信号，转换生成的电信号输出到外部信号处理系统进行比对分析，即可得到液体成分分析结果。

6.如权利要求5所述的基于光场重构的井下液体分析方法，其特征在于，所述第二光场整形组件通过LSI工艺制作。

7.如权利要求5所述的基于光场重构的井下液体分析方法，其特征在于，所述步骤S4可对多种不同频率的光进行分光。