利用波长调制光谱技术测量高温环境中的气体压强、温度和H_2O组分浓度

利用基于可调谐半导体激光器的扫描波长调制光谱技术,实现了高温燃烧场内气体参数的测量。提出了基于迭代算法实现气体压强、温度和组分浓度同时测量的方法,迭代算法具有收敛速度快以及对初始值不敏感等优点。采用频分复用技术,利用两条H_2O吸收谱线(7 454.45和6 806.03cm-1)的谐波信号,对高温燃烧场进行了实验研究,并将气体压强、温度和H_2O组分浓度测量结果与压力传感器、热电偶和直接吸收光谱法的测量结果进行比较,结果表明,基于波长调制光谱技术测得的气体压强、温度和H_2O浓度与预测值基本符合,最大偏差分别在7.6%,8.1%和7.5%以内。此方法具有多参数同时测量、免标定等显著优势,但由于依赖的参数较多,容易对测量精度造成影响。

基于波数漂移修正算法的免标定固定点波长调制技术

分布反馈式激光器在长期运行过程中存在出光中心波数漂移的问题,导致固定点波长调制技术测量气体浓度不准确。为解决该问题,提出了一种基于波数漂移修正算法的免标定固定点波长调制方法,实现了气体浓度的免标定测量。选择中心波数在4958.9674 cm-1处的吸收谱线测量CO2气体的浓度,以验证该方法的有效性。实验结果表明:修正算法克服了出光中心波数漂移对测量带来的不良影响,有效提高了气体浓度测量的准确性。

燃煤电厂脱硝过程中逃逸氨激光检测

在脱硝过程中对逃逸氨浓度、水蒸气浓度和烟气温度进行实时监测,对提高燃煤电厂的脱硝效率,最大限度地实现节能减排具有重要意义。基于可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术开发了便携式激光检测仪,包括主机和探枪两部分,工作时探枪插入烟道测孔内实现原位取样检测,将测量信号传回主机分析处理,可用于燃煤电厂脱硝过程中NH 3和H 2O浓度以及温度的同时测量。将该便携式激光检测系统在某发电厂进行实地现场实验,并将得到的逃逸氨结果与在线检测结果进行实时对比,在同一时刻,氨气浓度、水蒸气浓度和温度的最大测量偏差分别为2.5%、5.2%和15%。结果表明,该激光检测仪可以满足燃煤电厂在恶劣的工况条件下对脱硝逃逸氨的检测要求。