[发明专利]多组分红外线烟气分析仪中波形脉冲非线性失真的补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多组分红外线烟气体分析仪，尤其涉及该红外线气体分析仪中波形脉冲非线性失真的补偿方法。

背景技术

针对钢铁、水泥等材料行业对质量控制的要求，以及火力发电、垃圾焚烧等行业环保排放监控的需要，需要同时在线检测SO₂，NO_X，CO，CO₂，O₂等的浓度的设备，即烟气排放在线分析系统(CEMS)。

目前该系统中的核心部件多组份气体分析仪都采用不分光红外气体分析器(NDIR)。NDIR的方案是采用微音薄膜传感器，该传感器的灵敏度来自内部填充的气体，填充气体的吸收光谱就是检测器的工作波段，对被测气体的所有波段都起反映，比如CO2气体在2.78μm，4.28μm，14.3μm，三个波段都起反映所以灵敏度高。该方案的缺点是：第一，若干扰气体的吸收光谱与填充气体的光谱重叠，则会产生气体干扰吸收；所以应用到具体的工程上就必须要知道被测气体的所有组份，通过软件进行模型校正；第二，如果被检测的气体中的成份组成是变化的，则无法完全通过软件校正；即使是知道被测气体的组成，也必须通过大量的实验数据积累才能给出较精确的模型，这对于诸如ABB或EMERSON这样的大公司还不算什么，对于小公司或新兴的公司在建立初期是很困难的；第三，NDIR方案采用微音薄膜传感器内部填充的气体浓度是固定的，因此一个传感器的检测量程不超过3个数量级(比如0.01％到9％)，对于被测气体浓度变化大的场合不适用；第四，该方案一个传感器只能测量一种气体，要检测多种气体就要多个传感器，成本高。

针对上述的问题，申请人开发了一种在烟气排放在线分析系统(CEMS)上使用的红外线气体分析仪。

众所周知，红外传感的原理是：很多材料能吸收红外辐射(由于分子内振动)。对任何一种材料，它的吸收能力随波长(它的吸收光谱)变化而变化，不同材料有不同的吸收光谱。

例如，CO的吸收峰在4.65μm处，SO2的吸收峰在7.35μm处.朗伯-比尔定律反应了此吸收规律。

I＝I₀e^ked

式中：I₀——红外辐射的初始能量；

I——红外辐射被气体吸收后的能量

k——与气体及辐射波长有关的常数

c——被测气体浓度

d——辐射通过气体层的厚度。

测量经吸收后红外光的强度便能计算出相应气体的浓度，这便是红外气体分析的理论根据。红外气体传感器运作的基本原理是依靠对以上事实的发现。

在红外气体传感器中，由于采用固定带宽的红外滤光片，只要滤光片带宽足够窄，可以完全屏蔽其它气体组分得光谱干扰，因此应用到具体工程上时无需了解被测气体的组成；而且使用一个传感器可以检测多种气体，降低了生产成本。

但是，通常一个信号通道不同脉冲分离是采用同步信号结合峰值检测技术，由于红外传感器的时间常数大，前一个脉冲峰值的变化会影响到后一个脉冲的形状从而产生非线性失真，使后一个脉冲产生峰值产生电位漂移。这对单组份检测来说会影响参比脉冲的稳定从而限制了极限含量的检测；对多组分检测来说还会产生各组分之间非光谱重叠引起得气体间干扰，这也是单个红外检测器在多组分气体检测上应用的瓶颈。

如何克服这个缺陷是技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种多组分红外线烟气分析仪中波形脉冲非线性失真的补偿方法，旨在解决上述的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下步骤实现的：

设定被修正脉冲的初始权值；

通过试验记录该波形非线性失真情况；

求出修正权值；

计算经权值修正后的失真情况是否达到要求；否则修改设定被修正脉冲的初始权值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于每个脉冲正负值给于不同的权值，同时不采用峰值检测而改用脉冲包络线积分，通过对积分的相位和脉冲正负值的权值的算出，使得每个脉冲发生漂移时所选包络线间的积分值不变，从而使每个脉冲不受基线漂移影响而只对对应的信号起反映。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：