[发明专利]一种氨逃逸计量系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种氨逃逸计量系统及其使用方法，所述系统包括光源模块、光路模块、样气采集及废气处理模块、信号采集及处理模块和数据处理模块。本发明中，使用了可调谐激光吸收光谱技术，利用激光器输出随电流或温度变化的可调谐波长的激光，连续周期性的扫描待测样气的单个吸收峰，同时给激光器提供高频调制信号，并对光电探测器检测到的信号进行解调，从而降低低频噪声，得到高信噪比的谐波信号，计算出气体中氨浓度，本发明提供了一种可用于检测柴油机车尾气后处理降低氮氧化物排放过程中的氨逃逸情况，为优化尾气排放并满足国家排放法规提供必要的计量手段。

技术领域

本发明涉及车用柴油机使用尿素水溶液降低氮氧化物排放领域，尤其涉及一种氨逃逸计量系统及其使用方法。

背景技术

氮氧化物是柴油机车尾气排放中最重要的污染物之一，目前，中国第六阶段排放法规已经对氮氧化物排放提出了严格的要求，并且在未来可能推出的新阶段排放法规中提出更严格的要求。目前降低柴油机车氮氧化物排放最有效的方式是使用选择性催化还原(SCR)反应，具体实施过程是在高温尾气中喷射尿素水溶液，尿素水解后生成氨气，在催化剂的作用下，氨气与氮氧化物发生氧化还原反应，将氮氧化物转化成无害的氮气，为了最大限度降低氮氧化物排放，实际操作过程中会喷入过量的尿素来保证氮氧化物的充分反应，而过量的尿素分解会产生多余的氨气未参与反应而直接排入大气中，氨气本身是一种有毒气体，排放法规对其也有明确的要求，因此，检测氨逃逸并进行定量分析显得尤为重要。

目前，氨逃逸测量技术基本被国外公司垄断，国内有少数研究机构也开展了相关研究，但相关产品的稳定性比较差。随着商用车排放法规日益严格，市场对氨逃逸检测仪器需求量不断提高，深入研究相关检测技术及研制自主产权的检测仪器十分必要。基于此，本领域技术人员提出了一种利用可调谐激光吸收光谱技术计量氨逃逸的系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决的上述问题，而提出的一种氨逃逸计量系统及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种氨逃逸计量系统，所述系统包括光源模块、光路模块、样气采集及废气处理模块、信号采集及处理模块和数据处理模块,所述光源模块用于发射可调谐的光信号，光信号经过所述光路模块处理后分别进入样气池和标准气池，然后光信号进入所述信号采集及处理模块，经所述信号采集和处理模块处理后得到的数据经过所述数据处理模块计算后，得到氨气浓度；所述光源模块包括有信号发生器、激光控制器和激光器，所述光路模块包括有光纤、分路器、样气吸收池和激光耦合器，所述样气采集及废气处理模块包括有氨气标准气、样气前处理、样气吸收池、真空泵和废气处理池，所述信号采集及处理模块包括有光电探测器、前置放大电路、锁相放大器、A/D转化器，所述数据处理模块包括有中央处理器和计算机。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述信号发生器具有两通道任意波发生器，叠加两路信号分别为低频锯齿波和高频正弦波。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述光路模块中激光器输出的特定波长的激光通过50％的激光分路器进入光纤进行传输，其中一路光信号通过样气吸收池，另一路光信号通过氨气标准气。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述氨气标准气可以是氨气和氮气按一定配比组成的气体。

一种氨逃逸计量系统使用方法，包括以下步骤：

S1、标准样气浓度校准；

S2、排气管内气体的采样和氨逃逸测量。

作为上述技术方案的进一步描述：步骤S1中标准样气浓度校准，具体包括以下步骤：

S101、热机，防止管路和样气吸收池存在液态水吸收氨气，影响

测量精度；