基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)的高溫溫度測(cè)量研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的不斷增加，燃煤電廠生產(chǎn)、冶金以及城市垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生大量的有害氣體排入大氣，導(dǎo)致環(huán)境污染日益嚴(yán)重。溫度作為衡量燃燒效率的重要參數(shù)之一，根據(jù)實(shí)時(shí)的煙氣溫度檢測(cè)值，調(diào)整優(yōu)化多種燃料的分配比例，可提高燃料效率，降低有害氣體排放，有效做到節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境。
　　目前測(cè)溫技術(shù)根據(jù)其測(cè)量方式分為接觸式和非接觸式測(cè)溫，接觸式測(cè)溫的缺點(diǎn)是點(diǎn)式測(cè)量燃燒環(huán)境中的溫度，只能給出具體某一點(diǎn)的溫度值，并且在特

2、定溫度范圍內(nèi)溫度響應(yīng)線性度不高、檢測(cè)靈敏度低等。非接觸式測(cè)溫則不需要與被測(cè)對(duì)象接觸，因而不會(huì)干擾溫度場(chǎng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性也相對(duì)較好，適用于高溫條件下測(cè)溫，其測(cè)溫上限不受感溫元件的耐溫程度的限制。
　　可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS)技術(shù)，該技術(shù)探測(cè)靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快、實(shí)時(shí)在線、非侵入、分辨率高、選擇性強(qiáng)，同時(shí)具有其他技術(shù)所沒(méi)有的抗電磁干擾

3、能力強(qiáng)、易光纖耦合等優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)地探測(cè)消除了人們對(duì)被測(cè)對(duì)象處理的疑慮，從而確保了測(cè)量的完整性，成為氣體溫度測(cè)量的有效工具。本文研究的主要目的是基于TDLAS以水汽作為測(cè)量載體，對(duì)高溫溫度進(jìn)行測(cè)量研究。
　　論文總體安排上面，首先指出了高溫測(cè)量的發(fā)展現(xiàn)狀及接觸式測(cè)溫的不足，明確本文的研究?jī)?nèi)容及目的;進(jìn)而在理論方面介紹了吸收光譜常用的高溫分子光譜(High-temperature Molecular Spectroscopic，HIT

4、EMP)數(shù)據(jù)庫(kù)和吸收光譜基本理論，論述了可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜測(cè)溫技術(shù)的基本原理，并給出了本文中實(shí)驗(yàn)搭建所需的主要實(shí)驗(yàn)儀器及其主要參數(shù)。創(chuàng)新的定義了“譜線群對(duì)”概念，用于取代原有的用于溫度傳感的“譜線對(duì)”，研究分析水汽在7150-7200cm-1附近的吸收譜線，通過(guò)建立嚴(yán)格的篩選機(jī)制進(jìn)行“譜線群對(duì)”挑選;最終選擇出了三對(duì)合適的水汽吸收“譜線群對(duì)”來(lái)進(jìn)行高溫溫度傳感實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終確定出最佳“譜線群對(duì)”7164.8993cm-1和7165