專用微型近紅外光譜儀系統(tǒng)設(shè)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(lǐng)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(shè)計與實驗研究，具有重要的科學(xué)意義和明確的需求背景。根據(jù)油藏井下高溫復(fù)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(guān)鍵技術(shù)研究；研究專用微型近紅外光譜儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理，完成分光成像系統(tǒng)與整

2、體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計、相關(guān)性能測試與實驗等關(guān)鍵技術(shù)研究，成功研制出適用于井下高溫復(fù)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(fù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，研究平場全息凹面光柵的相關(guān)設(shè)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(shè)計，完成分光成像系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)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(jié)構(gòu)和可裝調(diào)性三方面深入研究系統(tǒng)一體化集成技術(shù)，完成專用微型近紅外光譜儀一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工裝調(diào)；④研究專用微型近紅外光譜儀標定與關(guān)鍵性能指標測試方法，搭建測試平臺，完成工作波長范圍、光