一種煙氣前處理裝置堵塞監(jiān)測裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明煙氣處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于1064nm激光能量測量的煙氣前處理過濾裝置堵塞監(jiān)測裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對生活環(huán)境質(zhì)量要求以及作業(yè)環(huán)境質(zhì)量要求的提高，復(fù)雜、惡劣環(huán)境下工業(yè)現(xiàn)場多組分氣體的監(jiān)測日益重要，在監(jiān)測過程中，擬采用的煙氣前處理裝置至少包括靈活的加熱裝置以及采樣探頭，采樣探頭上帶有控制閥，用于保證探頭伸進、退出取樣口的靈活性；采樣探頭內(nèi)部包括依次過濾頭、導(dǎo)氣管以及連接口，過濾頭內(nèi)部設(shè)有若干相互疊加的過濾網(wǎng)來提高采樣頭的過濾效果，所述過濾網(wǎng)采用碳化硅陶瓷燒結(jié)而成，其上設(shè)計的過濾孔小于2 ym保證其過濾精度，但是在提高過濾精度的同時，也容易造成過濾網(wǎng)的堵塞，為防止過濾網(wǎng)堵塞的處理造成的監(jiān)測不準確，目前的裝置中，通常采取增加用于反吹的探頭冗余設(shè)計，當(dāng)采樣裝置工作時，一采樣探頭正常工作取樣，另一冗余探頭反吹，并輔以氮氣對采樣探頭進行反吹，防止采樣探頭的堵塞，這一設(shè)計增加了儀器的成本和消耗以及操作的困難性。
[0003]1064nm激光的激光能量小，單色性好，抗干擾性好，傳播距離遠，被煙塵多分組吸收的吸收較小，可以基于恒頻恒強度的1064nm納米激光器發(fā)出的激光穿過煙氣前處理過濾裝置的后的能量測量進行煙氣前處理過濾裝置堵塞程度的測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明煙氣監(jiān)測中的煙氣前處理裝置存在的缺陷和不足，提出一種基于1064nm激光能量測量的煙氣前處理過濾堵塞監(jiān)測裝置和方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于1064nm激光能量測量的煙氣前處理過濾堵塞監(jiān)測裝置，所述煙氣前處理裝置包括加熱裝置和采樣探頭，所述采樣探頭包括依次連接的過濾頭、導(dǎo)氣管以及連接口，所述過濾頭內(nèi)設(shè)有多層過濾網(wǎng)，其特征在于，所述的過濾頭前方設(shè)有耐高溫準直光纖，所述耐高溫準直光纖的輸入端連接有1064nm穩(wěn)頻激光器；所述的過濾頭后方設(shè)有均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭，所述均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭的輸出端連接有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)上連接有控制閥，所述控制閥控制探頭。
[0007]所述均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭為3-6個均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭；
[0008]所述均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭為耐腐蝕、耐高溫、不吸附的激光能量探頭;
[0009]所述的耐高溫光纖為多模耐高溫光纖；
[0010]所述控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有激光能量動態(tài)監(jiān)測模塊。
[0011]—種基于1064nm激光能量測量的煙氣前處理過濾堵塞監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0012](1)、建立激光能量動態(tài)監(jiān)測模塊模型，步驟如下:
[0013]1.1、測定加熱裝置的加熱溫度T0時1064nm激光N次穿過無堵塞過濾裝置的能量平均值E0 ;
[0014]1.2、測定加熱裝置的加熱溫度分別是Tk = T0+Tn (n = 1、2、3……? ? n)時，1064nm激光N次穿過無堵塞過濾裝置的能量平均值E1、E2、E3……En，并確定K1 = En/E0隨Tn的變化關(guān)系；
[0015]1.3、測定加熱裝置的加熱溫度T0時1064nm激光N次穿過有堵塞過濾裝置的能量變化值EN，建立K2 = EN/E0，經(jīng)過試驗確定過濾裝置堵塞系數(shù)0與K1、K2的關(guān)系，并修正，得經(jīng)驗公式；
[0016](2)、測定加熱裝置的加熱溫度Tx時1064nm激光穿過有堵塞過濾裝置的能量變化值艮，通過控制系統(tǒng)的經(jīng)驗公式，計算堵塞系數(shù)0，傳輸給控制系統(tǒng)內(nèi)的激光能量動態(tài)監(jiān)測模塊，并在控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定堵塞系數(shù)閾值0c，一旦0 ^ ，則控制系統(tǒng)通過控制閥控制探頭進行堵塞清理。
[0017]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0018]本發(fā)明通過選用1064nm激光以及激光能量監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)高溫?zé)煔膺^濾裝置堵塞系數(shù)的在線監(jiān)測，進而控制高溫?zé)煔膺^濾裝置的及時清理，在達到高效監(jiān)測煙氣成分的同時，減少了堵塞造成的損害和堵塞處理的低成本，具有應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明涉及的采樣探頭示意圖；
[0020]其中:1、連接口 ；2、導(dǎo)氣管；3、過濾頭；4、微型激光能量監(jiān)測探頭；5、準直光纖以及激光器。
【具體實施方式】
[0021]一種基于1064nm激光能量測量的煙氣前處理裝置堵塞監(jiān)測裝置，所述煙氣前處理裝置包括加熱裝置和采樣探頭，所述采樣探頭如圖1所示，包括依次連接的過濾頭3、導(dǎo)氣管2以及連接口 1，所述過濾頭內(nèi)設(shè)有多層過濾網(wǎng)，其特征在于，所述的過濾頭前方設(shè)有耐高溫準直光纖5，所述耐高溫準直光纖的輸入端連接有1064nm穩(wěn)頻激光器；所述的過濾頭后方設(shè)有均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭4，所述均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭的輸出端連接有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)上連接有控制閥，所述控制閥控制探頭。
[0022]所述均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭為3-6個均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭；
[0023]所述均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭為耐腐蝕、耐高溫、不吸附的激光能量探頭;
[0024]所述的耐高溫光纖為多模耐高溫光纖；
[0025]所述控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有激光能量動態(tài)監(jiān)測模塊。
[0026]—種基于1064nm激光能量測量的煙氣前處理裝置堵塞監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0027](1)、建立激光能量動態(tài)監(jiān)測模塊模型，步驟如下:
[0028]1.1、測定加熱裝置的加熱溫度T0時1064nm激光N次穿過無堵塞過濾裝置的能量平均值E0 ;
[0029]1.2、測定加熱裝置的加熱溫度分別是Tk = T0+Tn (n = 1、2、3……? ? n)時，1064nm激光N次穿過無堵塞過濾裝置的能量平均值E1、E2、E3……En，并確定K1 = En/E0隨Tn的變化關(guān)系；
[0030]1.3、測定加熱裝置的加熱溫度T0時1064nm激光N次穿過有堵塞過濾裝置的能量變化值EN，建立K2 = EN/E0，經(jīng)過試驗確定過濾裝置堵塞系數(shù)0與K1、K2的關(guān)系，并修正，得經(jīng)驗公式；
[0031](2)、測定加熱裝置的加熱溫度Tx時1064nm激光穿過有堵塞過濾裝置的能量變化值艮，通過控制系統(tǒng)的經(jīng)驗公式，計算堵塞系數(shù)0，傳輸給控制系統(tǒng)內(nèi)的激光能量動態(tài)監(jiān)測模塊，并在控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定堵塞系數(shù)閾值0c，一旦0 ^ ，則控制系統(tǒng)通過控制閥控制探頭進行堵塞清理。
【主權(quán)項】
1.一種煙氣前處理裝置堵塞監(jiān)測裝置，所述煙氣前處理裝置包括加熱裝置和采樣探頭，所述采樣探頭包括依次連接的過濾頭、導(dǎo)氣管以及連接口，所述過濾頭內(nèi)設(shè)有多層過濾網(wǎng)，其特征在于，所述的過濾頭前方設(shè)有耐高溫準直光纖，所述耐高溫準直光纖的輸入端連接有1064nm穩(wěn)頻激光器；所述的過濾頭后方設(shè)有均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭，所述均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭的輸出端連接有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)上連接有控制閥，所述控制閥控制探頭； 所述均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭為3-6個均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭； 所述均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭為耐腐蝕、耐高溫、不吸附的激光能量探頭； 所述的耐高溫光纖為多模耐高溫光纖； 所述控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有激光能量動態(tài)監(jiān)測模塊。2.一種煙氣前處理裝置堵塞監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、建立激光能量動態(tài)監(jiān)測模塊模型，步驟如下: .1.1、測定加熱裝置的加熱溫度TO時1064nm激光N次穿過無堵塞過濾裝置的能量平均值EO ; .1.2、測定加熱裝置的加熱溫度分別是Tk = ΤΟ+Τη (η = 1、2、3……..η)時，1064nm激光N次穿過無堵塞過濾裝置的能量平均值El、E2、E3……En，并確定Kl = Εη/Ε0隨Tn的變化關(guān)系； .1.3、測定加熱裝置的加熱溫度TO時1064nm激光N次穿過有堵塞過濾裝置的能量變化值EN，建立K2 = ΕΝ/Ε0，經(jīng)過試驗確定過濾裝置堵塞系數(shù)β與Κ1、Κ2的關(guān)系，并修正，得經(jīng)驗公式； (2)、測定加熱裝置的加熱溫度Tx時1064nm激光穿過有堵塞過濾裝置的能量變化值Ex，通過控制系統(tǒng)的經(jīng)驗公式，計算堵塞系數(shù)β，傳輸給控制系統(tǒng)內(nèi)的激光能量動態(tài)監(jiān)測模塊，并在控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定堵塞系數(shù)閾值β。，一旦β ^ β <:，則控制系統(tǒng)通過控制閥控制探頭進行堵塞清理。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種煙氣前處理裝置堵塞監(jiān)測裝置和方法，所述煙氣前處理裝置包括加熱裝置和采樣探頭，所述采樣探頭包括過濾頭，所述的過濾頭前方設(shè)有耐高溫準直光纖，所述耐高溫準直光纖的輸入端連接有1064nm穩(wěn)頻激光器；所述的過濾頭后方設(shè)有均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭，所述均勻分布的微型激光能量監(jiān)測探頭的輸出端連接有控制系統(tǒng)，述控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有激光能量動態(tài)監(jiān)測模塊。本發(fā)明通過選用1064nm激光以及激光能量監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)高溫?zé)煔膺^濾裝置堵塞系數(shù)的在線監(jiān)測，進而控制高溫?zé)煔膺^濾裝置的及時清理，在達到高效監(jiān)測煙氣成分的同時，減少了堵塞造成的損害和堵塞處理的低成本，具有應(yīng)用價值。
【IPC分類】G01V8/10
【公開號】CN105137500
【申請?zhí)枴緾N201510450767
【發(fā)明人】金嶺
【申請人】皖江新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展中心
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月25日