[实用新型]用于测量气体吸附-扩散-置换的实验系统

说明书

本实用新型提供了一种用于测量气体吸附‑扩散‑置换的实验系统及方法，系统包括恒温控制箱，恒温控制箱内设有第一温度传感器、参考舱、样品舱、激光发射器和激光接收器，样品舱的进气口处设有第二压力传感器样品舱侧壁设有第二温度传感器，样品舱左右两侧对衬设有第一光学镜片和第二光学镜片，第一光学镜片和第二光学镜片通过透光组件与样品舱光连通，激光发射器与第一光学镜片对应设置，激光接收器与第二光学镜片对应设置，能够实时的将样品舱中的气体浓度、参考舱的温度和压力，以及样品舱的温度和压力参数发送到计算机，进而实时地得到气体的吸附量、扩散量和置换量的变化，采用恒温控制箱不受外界温度变化的影响，测量结果准确。

技术领域

本实用新型属于能源开发技术领域，更具体地说，是涉及一种用于测量气体吸附-扩散-置换的实验系统。

背景技术

随着我国能源结构的进一步优化，煤等高污染能源使用量进一步下降，天然气等清洁能源的消费比逐年上升。其中页岩气、煤层气和天然气水合物(可燃冰)作为重要的非常规天然气资源，将在以后的能源结构中占有举足轻重的地位。与常规天然气藏不同，非常规天然气中，吸附气的比例很高，同时由于渗透率极低，非常规天然气的运移机理与常规天然气也存在较大的差别。因此，研究非常规天然气在岩层中的吸附、扩散及置换对研究非常规天然气藏的富集成藏、驱替开发和资源评价等具有重要意义。

目前，传统的用于吸附、扩散及置换研究的实验方法主要为容量法，该方法主要是通过向放入岩芯试样的实验舱内冲入定量的气体，通过岩芯试样吸附气体达到平衡后的压力变化计算吸附气量，通过在一定压力下释放气体，计算解析气量和平衡时间来进行扩散研究。但是容量法方式只能在气体达到平衡后的通过气量和压力的变化，来计算吸附气量和扩散气量的大小，存在不能实时地、动态地测量吸附气量和扩散气量，同时容易受外部环境(如温度变化)的影响，导致测量结果不准确的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于测量气体吸附-扩散-置换的实验系统，以解决现有的容量法方式只能在气体达到平衡后的通过气量和压力的变化，来计算吸附气量和扩散气量的大小，不能实时地、动态地测量吸附气量和扩散气量，同时容易受外部环境(如温度变化)的影响，导致测量结果不准确的问题技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种用于测量气体吸附-扩散-置换的实验系统，包括：一恒温控制箱，所述恒温控制箱内设有第一温度传感器、参考舱、样品舱、激光发射器和激光接收器；

所述参考舱的进气口与外接气源和增压装置连接，所述参考舱的出气口通过设有气动阀的气体管路与所述样品舱的进气口连接，所述参考舱的出气口处设有第一压力传感器；

所述样品舱的进气口处设有第二压力传感器，所述样品舱外部设有加热恒温腔，所述样品舱侧壁设有第二温度传感器，所述样品舱左右两侧对衬设有第一光学镜片和第二光学镜片，所述第一光学镜片和第二光学镜片通过透光组件与样品舱光连通，所述激光发射器与所述第一光学镜片对应设置，所述激光接收器与所述第二光学镜片对应设置，所述激光发射器发出的激光通过第一光学镜片和透光组件射入所述样品舱，穿过样品舱内的气体后，通过透光组件和所述第二光学镜片后，射入所述激光接收器；

所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、激光发射器和激光接收器与外部计算机通信连接。

进一步地，所述系统还包括第一支架和第二支架，所述第一支架用于支撑所述激光发射器，所述第二支架用于支撑所述激光接收器。

进一步地，所述第一温度传感器设置在所述第一支架的侧壁上。

进一步地，所述透光组件为耐高压玻璃。

进一步地，所述激光发射器、第一光学镜片、透光组件、第二光学镜片和激光接收器设置在一条光路上。

进一步地，所述第一光学镜片和第二光学镜片通过光学保护组件固定在所述透光组件上。