[发明专利]一种同时测量烟气脱硝中一氧化氮和氨气的装置及方法

权利要求书

1.一种同时测量烟气脱硝中一氧化氮和氨气的装置，包括信号发生器、激光控制器和激光器；其特征在于，所述激光器包括一氧化氮激光器和氨气激光器，分别通过一个激光控制器与信号发生器相连，两个激光器的出射光路上各设一个准直器；在两条激光光路的交汇处设有第一窄带滤光片，用于将两路激光信号耦合后沿一条光路射入测量腔中；第一窄带滤光片、测量腔和第二窄带滤光片位于同一光路上，第二窄带滤光片用于将从测量腔射出的激光信号重新分开并投射至两个用于接收激光信号的测量探测器上，两个测量探测器分别通过数据采集单元与计算机相连；

所述一氧化氮激光器或氨气激光器的中心波长根据HITRAN数据库中一氧化氮和氨气的吸收谱线分布进行选择，波长选择范围包括整个红外波段；第一窄带滤光片的中心波长与一氧化氮激光器发出的激光波长一致，允许该激光信号通过；氨气激光器发出的激光波长不在第一窄带滤光片的投射波段内，将会反射该激光信号；第一窄带滤光片与第二窄带滤光片具有相同特征；

该装置还包括分束器，以及一氧化氮参比池或氨气参比池；分束器位于准直器与第一窄带滤光片之间的光路上，用于将准直后的激光信号分束，其中一部分激光信号进入第一窄带滤光片，另一部分激光信号经分束器反射进入一氧化氮参比池或氨气参比池；在一氧化氮参比池或氨气参比池的出射光路上设有一个用于接收激光信号的参比探测器，参比探测器通过数据采集单元连接至计算机。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号发生器与激光控制器通过同轴电缆连接，激光控制器用于控制两个激光器的工作温度和工作电流。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述准直器是光纤准直器，或者是具有准直功能的透镜和透镜组。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一氧化氮参比池或氨气参比池是单通吸收池，一氧化氮参比池充满一氧化氮，氨气参比池充满氨气；所述测量腔充满待测烟气。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集单元中还包括锁相放大器。

6.利用权利要求1 所述装置的同时测量烟气脱硝中一氧化氮和氨气的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按所述装置连接关系进行布置，利用取样设备向测量腔内充满待测烟气；

（2）利用信号发生器向激光控制器发出控制信号，调整一氧化氮激光器和氨气激光器的工作温度和工作电流；准直后的两路激光信号经第一窄带滤光片耦合，沿一条光路射入测量腔中；

（3）激光信号在测量腔中被气体分子吸收后，出射到第二窄带滤光片，并由其将激光信号重新分开并投射至两个测量探测器上；测量探测器将激光信号转化为电信号，并通过数据采集单元传输给计算机，由计算机对数据进行分析和处理。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还进一步包括：将准直后的激光信号先入射到分束器，由分束器将激光信号分为两部分：一部分激光信号经第一窄带滤光片耦合后进入测量腔中，另一部分激光信号经分束器反射进入一氧化氮参比池或氨气参比池；进入一氧化氮参比池或氨气参比池的激光信号被气体分子吸收后，出射到参比探测器上；参比探测器将激光信号转化为电信号，并通过数据采集单元传输给计算机；由计算机对数据进行分析和处理以获得激光器的中心频率漂移信息，然后将其反馈给激光控制器用于控制信号的调整。