DÉVELOPPEMENT D'ISOTOPE DE CARBONE DE MÉTHANE BASÉ SUR LA TECHNOLOGIE DE SPECTRE D'ABSORPTION DANS L'INFRAROUGE MOYEN APPLIQUÉE À UNE PLATEFORME D'EXPLOITATION
DOI :
https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2023.4.16Mots-clés :
Plateforme de forage offshore, Isotope du méthane, Spectroscopie d'absorption des semi-conducteurs accordables dans l'infrarouge moyen (TDLAS), Méthode de contrôle proportionnel-intégral-dérivé (PID) séparé intégral, Système de contrôle de température de haute précisionRésumé
Pour répondre aux exigences de mesure rapide des isotopes du méthane du pétrole et du gaz dans les plates-formes forestières offshore, un système de mesure des isotopes du méthane et du carbone basé sur la technologie TDLAS dans l'infrarouge moyen a été proposé dans cet article. Le système de mesure a adopté une structure optique linéaire compacte dans l'infrarouge moyen, comprenant un laser à cascade interbande (longueur d'onde centrale à 2963,25 cm-1), une cellule multi-passes à long trajet optique (le trajet optique effectif est de 24 m) et un détecteur de tellurure de mercure et de cadmium ( la longueur d'onde de réponse est de 2 μm à 5 μm). En combinant deux raies d'absorption 13CH4/12CH4, 2963,25 cm-1 et 2963,34 cm-1, avec un système de contrôle de température de haute précision utilisant une méthode de contrôle PID de séparation intégrale, une fluctuation de température inférieure à 100 mK peut être obtenue. Dans l'expérience, des gaz CH4 avec cinq concentrations différentes ont été configurés pour calibrer le système de mesure, et la linéarité de la réponse était supérieure à 99 %. Lorsque le temps d'intégration est de 121 s, la précision de la mesure isotopique était aussi faible que 0,83 ‰. L'abondance isotopique moyenne du méthane mesurée par le système était de -10,2 ‰ et la fluctuation d'erreur était d'environ ±0,5 ‰. Il a été vérifié que le système peut mesurer rapidement les isotopes du méthane du pétrole et du gaz.
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