基于TDLAS直插式氨氣在線檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染問(wèn)題的社會(huì)關(guān)注度越來(lái)越高，污染氣體的排放標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格，對(duì)痕量氣體的檢測(cè)是環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)未來(lái)必然的發(fā)展方向。在火電廠，氨氣被廣泛應(yīng)用于脫硫脫硝的過(guò)程中充當(dāng)還原劑，作為重要的反應(yīng)氣，其濃度的檢測(cè)至關(guān)重要。一般情況下，電廠氨氣逃逸濃度被限定在3ppm以下，濃度很低，且煙道環(huán)境惡劣，因此要求系統(tǒng)有良好的探測(cè)精度和良好的穩(wěn)定性。
　　根據(jù)這些應(yīng)用需求，本論文研發(fā)了一套針對(duì)逃逸氨的直插式氨氣濃度在線檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用STM32芯

2、片作為MCU，TDLAS技術(shù)作為探測(cè)方法，DFB激光器作為測(cè)量光源，通過(guò)激光器波長(zhǎng)調(diào)制和二次諧波檢測(cè)完成痕量氨氣微弱濃度信號(hào)的提取，經(jīng)24位AD采集和數(shù)字濾波將濃度值由STM32傳至顯示面板或上位機(jī)，完成濃度測(cè)量。在測(cè)量端，本系統(tǒng)采用直插式角錐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，增加了吸收光程和探測(cè)靈敏度，降低了儀器安裝調(diào)試難度，同時(shí)提高了光路穩(wěn)定性;在信號(hào)處理端，本系統(tǒng)通過(guò)諧波信號(hào)標(biāo)態(tài)化扣除背景信號(hào)，提高了系統(tǒng)的測(cè)量準(zhǔn)確性和探測(cè)精度，經(jīng)實(shí)物研發(fā)和實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，

3、該測(cè)量系統(tǒng)精度可達(dá)0.1ppm，滿足逃逸氨測(cè)量要求。
　　本論文主要分原理、設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)三大部分，原理部分主要包括煙氣脫硝原理，DFB激光器的工作原理和調(diào)諧方式，TDLAS光譜分析技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法和諧波檢測(cè)理論的推導(dǎo)，設(shè)計(jì)部分主要包括氨氣吸收波段的選擇，系統(tǒng)測(cè)量方式的選擇，系統(tǒng)整體方案的設(shè)計(jì)，直插式角錐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)光路和氣室的設(shè)計(jì)，儀器硬件電路系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和下位機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)。實(shí)驗(yàn)部分主要包括測(cè)試系統(tǒng)的搭建，波長(zhǎng)調(diào)制參數(shù)的優(yōu)化，信號(hào)標(biāo)