【技术实现步骤摘要】
一种基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量方法和系统
本专利技术涉及气体非接触测量领域，尤其涉及一种基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量方法和系统。
技术介绍
燃烧参数测量对于研究燃烧机理、提高燃烧效率和控制污染物排放具有重要意义。燃烧气体的温度和组分浓度是最主要的燃烧参数。燃烧气体的温度是表征燃烧强度和热释放率最直接的物理量；H2O是主要的燃烧产物，蕴含了大量的潜热；CO和CO2是表征燃烧效率的关键指标；NO是燃烧过程中主要的污染物，且NO浓度在一定程度上也能反应出燃烧状况。传统的热电偶和烟气分析仪等接触式测量手段具有设备寿命短、干扰流场、响应速度慢和灵敏度低等缺点，且这些设备无法长期适应于高温、多变的燃烧环境。针对目前锅炉、燃气轮机和内燃机等的快速变负荷的现状，为寻找锅炉、燃气轮机和内燃机等在变工况时的最佳运行策略，迫切需要对燃烧温度和多种气体组分浓度进行在线测量。激光燃烧诊断技术作为一种实时、非接触式测量手段，可以实现燃烧参数的快速无干扰测量。在众多激光燃烧诊断技术中，可调谐二极管激光吸收光谱(TunableDiodeLaserAbsorpti...
【技术保护点】
1.一种基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量方法，其特征在于，该基于TDLAS的燃烧温度和气体浓度的测量方法包括以下步骤：激光器发射n路第一激光，其中，1≤n≤N，N为待测气体组分数；所述n路第一激光的波段分别涵盖待测气体组分的分子吸收谱线范围；光开关将n路第一激光耦合成一路激光，并控制n路第一激光中每一路激光按预设时序交替输出；按预设时序交替输出的n路第一激光穿过燃烧气体，所述待测气体中的每一组分吸收与其对应的中心波长的第一激光；未被完全吸收的第一激光从所述燃烧气体出来形成n路第二激光；光电转换器将按预设时序交替从所述燃烧气体出来的n路第二激光进行光电转换，依次形...
【技术特征摘要】
1.一种基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量方法，其特征在于，该基于TDLAS的燃烧温度和气体浓度的测量方法包括以下步骤：激光器发射n路第一激光，其中，1≤n≤N，N为待测气体组分数；所述n路第一激光的波段分别涵盖待测气体组分的分子吸收谱线范围；光开关将n路第一激光耦合成一路激光，并控制n路第一激光中每一路激光按预设时序交替输出；按预设时序交替输出的n路第一激光穿过燃烧气体，所述待测气体中的每一组分吸收与其对应的中心波长的第一激光；未被完全吸收的第一激光从所述燃烧气体出来形成n路第二激光；光电转换器将按预设时序交替从所述燃烧气体出来的n路第二激光进行光电转换，依次形成n个电信号；锁相放大器对依次形成的n个电信号进行处理，依次产生n个二次谐波信号；上位机对依次产生的n个二次谐波信号进行处理，以获取燃烧气体的温度和多组分浓度。2.如权利要求1所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量方法，其特征在于：所述燃烧气体的温度为所述待测气体组分的浓度为其中，A＝∫vAv(v)dv＝∫v-ln(It/I0)dv＝P·X·S(T)L＝αvL，A是光路上的积分吸光度；Av为吸光度；I0和It分别为入射光强和透射光强；P为混合气体总压；X为介质气体组分浓度；L为激光路在介质气体中的传输距离；S为吸收线强度；T为温度；αv为气体吸收系数；S(T0)为在参考温度T0时的谱线强度；E为低态能级值；h为Planck常数；k为Boltzmann常数；c为光速；v0为吸收谱线中心频率；Q(T)＝a+bT+cT2+dT3，3.如权利要求1所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量方法，其特征在于，所述激光器发射n路第一激光，其中，1≤n≤N，N为待测气体组分数步骤之前，还包括步骤：信号发生器输出控制信号给激光控制器，以使激光控制器控制激光器，信号发生器还发出参考信号给锁相放大器；所述锁相放大器对依次形成的n个电信号进行处理，依次产生n个二次谐波信号步骤中，所述锁相放大器对依次形成的n个电信号和参考信号进行处理，依次产生n个二次谐波信号。4.如权利要求1所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量方法，其特征在于，所述光开关将n路第一激光耦合成一路激光，并控制n路第一激光中每一路激光按预设时序交替输出之后，还包括步骤：光纤准直器将按预设时序交替输出的n路激光校正为一路平行激光。5.如权利要求1所述的基于TDLAS的燃烧气体温度和多组分浓度测量方法，其特征在于，所述光电转换器将按预设时序交替从所述燃烧气体出来的n路第二激光进行光电转换，依次形成n个电...
【专利技术属性】
技术研发人员：李源，杜学森，王家欢，任利明，毛睿，
申请(专利权)人：润电能源科学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41
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