基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测方法技术

本申请提出的基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测方法、装置及存储介质中，根据烟道的长度和横截面的形状确定烟道横截面位置，获取在烟道横截面位置设置的激光分析仪中每个通道测量的二氧化碳浓度，获取在烟道横截面位置设置的超声波流量计中每个通道测量的气体流速，基于激光分析仪中每个通道测量的二氧化碳浓度和超声波流量计中每个通道测量的气体流速计算烟道内二氧化碳的实时流量。由此，本申请中不涉及抽气管路的步骤，从而避免了抽气管路造成的浓度测量延迟，同时本申请利用激光分析仪和超声波流量计能够进行浓度和流速的截面测量，相较于单点测量方法具有更高的准确性。更高的准确性。更高的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测方法


[0001]本申请涉及二氧化碳在线监测领域，尤其涉及一种基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]目前，主要采用燃料核算法进行碳排放计量，并针对电力、石油、化工、建材、钢铁等高碳排放行业提出了温室气体核算方法。但是，燃料核算法由于排放因子单一、碳氧化率数据未精确计量、容易被篡改造假等问题，使二氧化碳计量结果产生较大误差，并且由于无法实时检测燃料指标，无法得到实时二氧化碳排放数据。因此，提出二氧化碳在线监测技术。
[0003]其中，烟道二氧化碳在线监测的关键技术是如何准确测量排放气体的流量和二氧化碳的浓度。由于烟道横截面积较大、烟道气体流速不均匀，单点测量容易造成较大误差。相关技术中，二氧化碳浓度测量包括直接抽气法和稀释抽气法。直接抽气法通过从烟道侧面将烟气样品通过抽气管路引导地面，利用非色散红外分析仪(NDIR)或激光分析仪测量样品的二氧化碳浓度。稀释抽气法仍然需要抽取烟气样品，通过混合其他气体稀释二氧化碳浓度，再利用分析仪进行测量，因此能够测量更高的二氧化碳浓度。但是，由于需要从烟道中进行抽气，抽气管路会造成浓度监测数据的延迟，一般会有10s～30s。另外由于在单一位置进行抽气，单点的浓度测量无法代表烟道横截面积的浓度分布，因此浓度误差较大。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测方法、装置及存储介质，以解决上述相关技术中出现的技术问题。/>[0005]本申请第一方面实施例提出一种基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测方法，可以包括：
[0006]根据烟道的长度和横截面的形状确定烟道横截面位置；
[0007]获取在所述烟道横截面位置设置的激光分析仪中每个通道测量的二氧化碳浓度；
[0008]获取在所述烟道横截面位置设置的超声波流量计中每个通道测量的气体流速；
[0009]基于所述激光分析仪中每个通道测量的二氧化碳浓度和所述超声波流量计中每个通道测量的气体流速计算烟道内二氧化碳的实时流量。
[0010]本申请第二方面实施例提出一种基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测装置，可以包括：
[0011]确定模块，用于根据烟道的长度和横截面的形状确定烟道横截面位置；
[0012]第一获取模块，用于获取在所述烟道横截面位置设置的激光分析仪每个通道测量的二氧化碳浓度；
[0013]第二获取模块，用于获取在所述烟道横截面位置设置的超声波流量计每个通道测量的气体流速；
[0014]计算模块，用于基于所述激光分析仪每个通道测量的二氧化碳浓度和所述超声波流量计每个通道测量的气体流速计算烟道内二氧化碳的实时流量。
[0015]本申请第三方面实施例提出的计算机设备，其特征在于，可以包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如上第一方面所述的方法。
[0016]本申请第四方面实施例提出的计算机存储介质，其中，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现如上第一方面所述的方法。
[0017]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
[0018]本申请提出的基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测方法、装置及存储介质中，根据烟道的长度和横截面的形状确定烟道横截面位置，获取在烟道横截面位置设置的激光分析仪中每个通道测量的二氧化碳浓度，获取在烟道横截面位置设置的超声波流量计中每个通道测量的气体流速，基于激光分析仪中每个通道测量的二氧化碳浓度和超声波流量计中每个通道测量的气体流速计算烟道内二氧化碳的实时流量。由此可知，本申请中不涉及抽气管路的步骤，从而避免了抽气管路造成的浓度测量延迟，同时本申请利用激光分析仪和超声波流量计能够进行浓度和流速的截面测量，相较于单点测量方法具有更高的准确性。
[0019]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0020]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0021]图1为根据本申请一个实施例提供的基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测方法的流程示意图；
[0022]图2为根据本申请一个实施例提供的基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测装置的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0024]下面参考附图描述本申请实施例的基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测方法与装置。
[0025]图1为根据本申请一个实施例提供的基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测方法的流程示意图，如图1所示，可以包括以下步骤：
[0026]步骤101、根据烟道的长度和横截面的形状确定烟道横截面位置。
[0027]其中，在本申请的一个实施例之中，横截面的形状可以包括矩形横截面和圆形横截面。
[0028]以及，在本申请的一个实施例之中，当横截面的形状不同时，根据烟道的长度和横截面的形状确定烟道横截面位置的方法也有所不同。
[0029]具体地，在本申请的一个实施例之中，当横截面的形状为矩形横截面时，最上游的矩形横截面的长和宽为X1和Y1，最下游的矩形横截面的长和宽为X2和Y2，烟道的长度为L，则选取的安装烟道横截面位置为距最上游H处为：
[0030][0031][0032]进一步地，在本申请的一个实施例之中，当横截面的形状为圆形时，最上游的圆形横截面的直径为D1，最下游的圆形横截面的直接为D2，烟道的长度为L，则选取的安装烟道横截面位置为距最上游H处为：
[0033][0034][0035]步骤102、获取在烟道横截面位置设置的激光分析仪中每个通道测量的二氧化碳浓度。
[0036]其中，在本申请的一个实施例之中，激光分析仪垂直于烟道气体流动方向，以及，在本申请的一个实施例之中，激光分析仪中每个通道可以包括一个激光发射器和一个反射镜面均在烟道横截面位置处对称安装。其中，反射镜面用于将发射的激光反射回激光分析仪进行接收。
[0037]以及，在本申请的一个实施例之中，激光分析仪可以根据需要选择对应通道。例如，单通道，双通道、四通道等多通道中的任意一种。其中，当激光分析仪为多通道时，每个通道的安装方向应尽可能均匀分布，以测量烟道横截面的平均监测数据。
[0038]其中，在本申请的一个实施例之中，获取在烟道横截面位置设置的激光分析仪中每个通道测量的二氧化碳浓度的方法可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光和超声波的非抽取式烟道二氧化碳在线监测方法，其特征在于，包括：根据烟道的长度和横截面的形状确定烟道横截面位置；获取在所述烟道横截面位置设置的激光分析仪中每个通道测量的二氧化碳浓度；获取在所述烟道横截面位置设置的超声波流量计中每个通道测量的气体流速；基于所述激光分析仪中每个通道测量的二氧化碳浓度和所述超声波流量计中每个通道测量的气体流速计算烟道内二氧化碳的实时流量。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述横截面的形状包括矩形横截面和圆形横截面。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光分析仪垂直于烟道气体流动方向，其中所述激光分析仪中每个通道包括一个激光发射器和一个反射镜面均在烟道横截面位置处对称安装。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声波流量计的每个通道包括两个探头，分别安装于横截面位置处的两侧，与烟道气体流动方向夹角为θ。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取在所述烟道横截面位置设置的激光分析仪中每个通道测量的二氧化碳浓度，包括：通过第一公式获取在所述烟道横截面位置设置的激光分析仪中每个通道测量的二氧化碳浓度，其中第一公式为：其中，I0为激光光强，根据朗伯
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比尔定律将接收的激光光强数据I转化为二氧化碳浓度数据c，K为二氧化碳摩尔吸收系数，b为激光光程。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取在所述烟道横截面位置设置的超声波流量计中每个通道测量的气体流速，包括：通过第二公式获取在所述烟道横截面位置设置的超声波流量计中每个通道测量的气体流速，其中第二公式为：其中，t
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，任鑫，王恩民，王华，祝金涛，朱俊杰，吕亮，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：