小型化燃煤电厂逃逸氨气激光测量仪

摘要

为了准确测量高温下逃逸氨的体积分数,采用可调谐半导体激光吸收光谱技术、波长调制光谱技术(WMS)和长光程技术,开发了一套高温小型化的逃逸氨气测量仪;为了减小逃逸氨气的吸附效应和提高探测灵敏度,研制了新型高温长光程样品吸收池.在前期研制的激光驱动模块基础上,采用74HC4046锁相环芯片作为可调正弦调制信号源,以EPM7064为移相和倍频逻辑控制芯片,同时采用两片AD630作为一次解调(WMS-1f)和二次解调(WMS-2f)同步解调乘法器,实现了吸收信号的1f和2f同步解调.此外,以STM32F429为主控制器,将解调滤波后的信号输入到AD7606进行模数转换,并进行数字滤波和体积分数的反演.结果表明,氨气体积分数与WMS-1f幅值、WMS-2f幅值以及同步解调WMS-2f/WMS-1f归一化幅度值的线性拟合系数分别为0.998,0.997以及0.998;Allen方差表明在优化时间228s时,其测量的体积分数最低为0.496×10-6,在体积分数为20×10-6～100×10-6范围内测量误差小于 ±2％.该测量仪可以为燃煤电厂氨逃逸的高温测量提供高精度的原始数据.