[发明专利]实时烟气氨逃逸浓度监测装置及方法

权利要求书

1.一种实时烟气氨逃逸浓度监测装置，其特征在于，包括信号发生组件、第一光纤耦合器、烟气取样组件、气体吸收池、第二光纤耦合组件、数据处理设备：

所述信号发生组件连接所述第一光纤耦合器，向所述第一光纤耦合器发出光信号；

烟气取样组件将烟气传送至所述气体吸收池；

所述第一光纤耦合器将所述光信号进行分光处理，分别发送至所述气体吸收池与所述第二光纤耦合组件；

所述数据处理设备接收所述气体吸收池与所述第二光纤耦合组件传送出的光信号进行计算处理。

2.根据权利要求1所述的实时烟气氨逃逸浓度监测装置，其中，信号发生组件包括信号发生器、激光控制器、量子级联激光器：

所述信号发生器产生周期性信号用以驱动所述量子级联激光器；

激光控制器控制调节所述量子级联激光器的温度和电流，用来控制所述量子级联激光器输出中远红外波长在待测气体分子特征吸收谱线中心频率进行扫描。

3.根据权利要求1所述的实时烟气氨逃逸浓度监测装置，其中，烟气取样组件包括取样探杆、过滤网、脱水除尘处理装置与反吹灰系统。

4.根据权利要求1所述的实时烟气氨逃逸浓度监测装置，其中，所述第一光纤耦合器将所述光信号按照分光比为50:50进行分光处理，分别发送至所述气体吸收池与所述第二光纤耦合组件。

5.根据权利要求1所述的实时烟气氨逃逸浓度监测装置，其中，所述第二光纤耦合组件包括第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、长臂光纤与短臂光纤：

光信号进入所述第二光纤耦合器后按照分光比为50:50进行分光处理，分别经过所述长臂光纤延时与所述短臂光纤后送入所述第三光纤耦合器发生干涉。

6.一种实时烟气氨逃逸浓度监测方法，其特征在于，包括：

通过烟气取样，将烟气传送至气体吸收池；

针对光信号进行分光处理，分别发送至所述气体吸收池与第二光纤耦合组件；

所述光信号在所述第二光纤耦合组件中，通过不等臂结构进行光纤延时自外差测量；

将传送出的光信号通过数据处理设备进行计算处理，确定烟气氨逃逸浓度。

7.根据权利要求6所述的实时烟气氨逃逸浓度监测方法，其中，将传送出的光信号通过数据处理设备进行计算处理包括：

记录光纤延时自外差系统的干涉图；

通过光纤延时自外差系统的干涉图，计算动态波长与动态线宽；

计算拍频信号功率谱密度函数的线宽，获得激光器输出光波的线宽值；

根据激光器输出光波的线宽值，确定二次谐波幅值信号，进而确定烟气氨逃逸浓度。

8.根据权利要求7所述的实时烟气氨逃逸浓度监测方法，其中，通过公式(1)计算动态波长：

其中，λ₁、λ₂分别表示在调谐过程中的某一瞬时长臂与短臂输出波长值，c为真空中光速，Δζ(t)为任意时刻t的拍频，α为使用QCL激光器进行实验过程的修正系数。

9.根据权利要求7所述的实时烟气氨逃逸浓度监测方法，其中，通过公式(2)计算动态线宽：

其中，τ_c为激光器光波的相干时间，β为动态线宽的修正系数。

10.根据权利要求7所述的实时烟气氨逃逸浓度监测方法，其中，通过公式(3)计算拍频信号功率谱密度函数的线宽：

其中，τ_c为激光器光波的相干时间，γ为实验修正系数。