基于可調(diào)諧激光吸收光譜技術的氣體分布監(jiān)測的數(shù)值模擬與試驗研究.pdf

1、對火焰參數(shù)的精確測量是實現(xiàn)燃燒優(yōu)化控制，提高能源利用效率，降低污染物排放的重要手段，可調(diào)諧半導體激光吸收光譜技術是近年來發(fā)展的一種基于光譜吸收的氣體參數(shù)測量技術，可調(diào)諧半導體激光吸收光譜技術具有測量精度高，響應時間快，測量系統(tǒng)簡單，能實現(xiàn)實時監(jiān)測，對惡劣條件下氣體參數(shù)測量有良好的適應性等優(yōu)勢，有著廣泛的應用前景。
　　 本文基于可調(diào)諧半導體激光吸收光譜技術，首先利用近紅外拓展頻帶R帶2.3um處CO譜線R(30)，對CO濃度進行

2、了實時在線測量研究。測量實驗包含三方面內(nèi)容:實驗室高溫馬弗爐CO濃度諧波標定實驗;平面火焰爐CH4和Air預混火焰不同工況以及火焰不同位置處CO濃度實時監(jiān)測;在小型燃油爐上模擬現(xiàn)場火焰環(huán)境，對不同工況下CO濃度進行了諧波監(jiān)測研究，并基于馬弗爐標定對燃油爐火焰CO實時監(jiān)測濃度進行估計計算。在模擬現(xiàn)場測量環(huán)境中，利用測量的CO濃度結果對燃燒器進行最優(yōu)化配風調(diào)整，最優(yōu)配風比與燃燒器額定值吻合。
　　 單光路光束測量只能得到光路方向上的

3、濃度平均值，對于氣體參數(shù)二維分布測量需要得到多個方向上的吸收投影值，在實驗室設計了氣體濃度二維分布重建系統(tǒng)。將單路可調(diào)諧激光分為24路，交叉穿過目標區(qū)域，得到24組直接吸收信號，并采用代數(shù)迭代法計算得到目標區(qū)域氣體濃度二維分布。搭建了二維氣體濃度分布測量試驗臺，利用中心波長在1.653um的DFB激光器作為光源，選取HITRAN數(shù)據(jù)庫CH4的2v3帶R(3)線作為計算譜線，在常溫條件下進行數(shù)值模擬和試驗驗證，并對重建結果進行了誤差分析。