GAS MEASUREMENT SYSTEM

Presented herein are systems and methods for quantifying trace and/or ultra-trace levels of a species - for example, H?2#191S or H?2#191O - in a natural gas line. The systems and methods employ a tunable laser, such as a tunable diode laser, vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL), external c...

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Hauptverfasser: YE, Hongke, ZEMEK, Peter, WRIGHT, Andrew, CARANGELO, Robert M
Format: Patent
Sprache:eng ; fre
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Beschreibung
Zusammenfassung:Presented herein are systems and methods for quantifying trace and/or ultra-trace levels of a species - for example, H?2#191S or H?2#191O - in a natural gas line. The systems and methods employ a tunable laser, such as a tunable diode laser, vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL), external cavity diode laser or a vertical external-cavity surface-emitting laser (VECSEL) or a tunable quantum cascade laser (QCL). The laser produces an output beam over a set of one or more relatively narrow, high resolution wavelength bands at a scan rate from about 0.1 Hz to about 1000 Hz. A natural gas sample comprising a trace level of a species of interest passes through a flow cell into which the output beam from the laser is guided. An optical detector receives light from the flow cell, producing a signal indicative of the absorption attenuation from which the concentration of the trace species is determined. La présente invention concerne des systèmes et des procédés pour quantifier des niveaux de trace et/ou d'ultra-trace d'une espèce - par exemple H?2#191S ou H?2#191O - dans une conduite de gaz naturel. Les systèmes et les procédés utilisent un laser accordable, tel qu'un laser à diode accordable, un laser à cavité verticale et à émission par la surface (VCSEL), un laser à diode à cavité externe ou un laser à émission par la surface à cavité externe verticale (VECSEL) ou un laser à cascade quantique accordable (QCL) Le laser produit un faisceau de sortie sur un ensemble d'une ou de plusieurs bandes de longueurs d'ondes de haute résolution relativement étroites à une fréquence de balayage comprise entre environ 0,1 Hz et environ 1 000 Hz. Un échantillon de gaz naturel comprenant un niveau de trace d'une espèce d'intérêt passe à travers une cellule d'écoulement dans laquelle le faisceau de sortie du laser est guidé. Un détecteur optique reçoit la lumière de la cellule d'écoulement, produisant un signal indiquant l'atténuation d'absorption à partir de laquelle la concentration de l'espèce de trace est déterminée.