專用微型近紅外光譜儀系統(tǒng)設計與實驗研究.pdf

1、微型近紅外光譜儀可定性定量檢測固、液、氣態(tài)物質(zhì)的組分與含量，具有非接觸、無需樣品前處理、高效便捷檢測等特點，被廣泛用于生產(chǎn)流程質(zhì)量監(jiān)控和流通領域品質(zhì)檢驗。針對石油油藏井下流體識別的需求，開展專用微型近紅外光譜儀的設計與實驗研究，具有重要的科學意義和明確的需求背景。根據(jù)油藏井下高溫復雜工作環(huán)境流體識別的迫切需求，開展一種基于平場全息凹面光柵的專用微型近紅外光譜儀關鍵技術研究；研究專用微型近紅外光譜儀系統(tǒng)結構與工作原理，完成分光成像系統(tǒng)與整

2、體系統(tǒng)結構的優(yōu)化設計、相關性能測試與實驗等關鍵技術研究，成功研制出適用于井下高溫復雜工作環(huán)境流體識別的專用微型近紅外光譜儀，經(jīng)測試，波長范圍1590.0~1873.5nm，分辨率優(yōu)于5nm，工作溫度為20~70℃。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①研究分析微型近紅外光譜儀的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，基于油藏井下復雜工作環(huán)境流體識別的要求，確定專用微型近紅外光譜儀研制的總體方案；②研究微型近紅外光譜儀的結構與工作原理，提出基于平場全息凹面

3、光柵的專用微型近紅外光譜儀結構，研究平場全息凹面光柵的相關設計理論與方法，研究色散理論和像差理論與校正方法，采用 ZEMAX軟件進行光線追跡和分光成像系統(tǒng)設計，完成分光成像系統(tǒng)的主要結構參數(shù)的優(yōu)化設計；研究系統(tǒng)雜散光的來源和處理方法；③從空間布局、元器件結構和可裝調(diào)性三方面深入研究系統(tǒng)一體化集成技術，完成專用微型近紅外光譜儀一體化結構設計與加工裝調(diào)；④研究專用微型近紅外光譜儀標定與關鍵性能指標測試方法，搭建測試平臺，完成工作波長范圍、光