【摘 要】
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瓦斯气体是一种以轻烃为主的混合气体,它组成简单,单纯依靠浓度组分难以对成因类型和演化信息进行准确判识。煤层气的甲烷碳同位素特征及地球化学方法是煤层气成因类型分析及
【机 构】
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中国科学院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室; 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室; 中国科学技术大学环境光学与光电工程学院;
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瓦斯气体是一种以轻烃为主的混合气体,它组成简单,单纯依靠浓度组分难以对成因类型和演化信息进行准确判识。煤层气的甲烷碳同位素特征及地球化学方法是煤层气成因类型分析及来源判识的最有效方法之一。本文基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS),引入模糊自适应比例积分微分循环控制算法(PID)实现腔体内部温度和压力的精确控制,选取1658nm附近的双近红外吸收谱线对实现了12CH4和13CH4的气体稳定碳同位素的同时测量。通过对来自煤矿井下不同煤层和位置的瓦斯气样进行分析可知,其浓度范围在0.94%到83.91%之间,所得同位素丰度范围在-66.75‰到-48.32‰之间。该方法可以很好的区分煤层瓦斯气体来源,并且可以依据同位素丰度值对瓦斯的成因类型进行判断。该技术可以为后续开展矿井瓦斯运移通道研究、瓦斯灾源预警、煤层气研究以及大气环境研究等提供支持。
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