[发明专利]基于波长调制光谱技术的脱硝氨逃逸率测量装置及方法

摘要

基于波长调制光谱技术的脱硝氨逃逸率测量装置及方法，属于可调谐激光二极管吸收光谱技术领域。该方法基于波长调制光谱技术中四次谐波，将激光通过光纤分束器进行分束，一部分激光透过高浓度参比池用来锁定中心波长并时刻监测仪表零点，另一部分激光透过烟气测量腔用来得到氨气浓度。采用原位+取样方式，采样杆和测量腔均安装在脱硝后、空预器前的烟道内。该方法关键在于采用低压测量方法，将测量腔压力保持在0.1atm，可以选择强吸收谱线并避免其它气体谱线干扰，提高了仪表的灵敏度，降低了测量下限。该方法解决了目前氨逃逸率仪表应用中存在的粉尘浓度高激光无法透过、烟道壁机械变形激光偏移、无法标定、过滤渗透探头堵塞等一系列问题。

主权项

一种基于波长调制光谱技术的脱硝氨逃逸率在线测量装置，该装置包含信号发生器(1)、激光控制器(2)、可调谐半导体激光器(3)和测量腔(12)，其特征在于，所述装置还包括光纤分束器(4)、第一准直器(5)、第二准直器(10)、装有氨气的参比池(7)、第一光电探测器(9)、第二光电探测器(14)、工控机(15)、信号输出单元(19)和烟气处理部分(20)，其中，参比池两端分别装有第一透射镜(6)和第二透射镜(8)，测量腔(12)两端分别装有第三透射镜(11)和棱镜(13)；信号发生器(1)与激光控制器(2)通过同轴电缆连接，激光控制器(2)与可调谐半导体激光器(3)通过控制电缆连接，可调谐半导体激光器(3)与光纤分束器(4)通过光纤连接，光纤分束器(4)将激光分成两束，分别传输至参比池(7)和测量腔(12)；工控机(15)内安装数据采集卡(16)、继电器控制卡(17)和模拟量输出卡(18)；信号发生器(1)、第一光电探测器(9)和第二光电探测器(14)信号由同轴电缆传输至工控机(15)内的数据采集卡(16)，工控机(15)通过USB电缆控制激光控制器(3)，并通过电缆与烟气处理部分(20)连接，该工控机将数据采集卡采集的信号处理为浓度信号然后转换成4‑20mA信号传输至信号输出单元(19)，烟气处理部分(20)通过管路与测量腔(12)连接；所述烟气处理部分(20)包含取样杆(21)、滤芯(22)、真空发生器(23)、压力传感器(24)、仪用压缩空气管路(25)、第一电磁阀(26)、第二电磁阀(27)、氨气瓶(28)、氨气调节阀(29)和烟气调节阀(30)；将取样杆(21)和测量腔(12)安装在烟道(31)内，取样杆(21)通过滤芯(22)及烟气调节阀(30)与测量腔(12)连接，真空发生器(23)与测量腔(12)连接；仪用压缩空气管路(25)分别通过第一电磁阀(26)和第二电磁阀(27)与测量腔(12)和滤芯(22)连接，氨气瓶(28)通过氨气调节阀(29)与测量腔连接；测量腔(12)安装有压力传感器(24)。