[发明专利]一种化石燃料燃烧温度与气体浓度测量方法

摘要

本发明涉及一种化石燃料燃烧温度与气体浓度测量方法，基于准固定波长，能够实现μs量级上的温度及CO、CO₂气体浓度的同时空检测方法，其中，本发明可以达到μs量级的时间分辨测量，并且，针对CO₂和CO浓度的探测灵敏度可达到ppb水平，对温度的测量准确度优于±1％。

主权项

1.一种化石燃料燃烧温度与气体浓度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A.采用激光器测量技术，获得不同温度、气压环境下，CO和CO₂分别所对应谱线的最佳次数谐波信号；步骤B.根据不同温度、气压环境下，CO₂所对应谱线的谱线参数、最佳次数谐波信号，以及步骤A中的激光器特性参数，基于目标化石燃料的理论燃烧温度范围和理论燃烧压力范围，建立CO₂温度反演模型；步骤C.首先采用双激光器分别接收由高频正弦波和低频正弦波相叠加的叠加信号进行工作，分别产生激光束，并经光纤耦合器针对两激光束进行耦合，然后将耦合后的激光束穿过内置正在燃烧目标化石燃料的开放式积分腔后，由光电探测器接收，并经锁相放大器进行解调，获得目标化石燃料燃烧所对应的1条CO对应的谱线、以及2条CO₂对应的谱线；其中，各激光器分别所对应叠加信号中低频正弦波的频率彼此相同；步骤D.针对所获目标化石燃料燃烧对应的1条CO对应的谱线、以及2条CO₂对应的谱线进行解调，获得1条CO谱线的最佳次谐波信号，以及2条CO₂谱线分别对应的最佳次谐波信号；步骤E.针对2条CO₂谱线分别对应的最佳次谐波信号，分别去除其中的背景信号，获得2条CO₂谱线分别所对应的吸收相关信号；步骤F.测量、并根据开放式积分腔内的气压，将2条CO₂谱线分别所对应吸收相关信号的幅值比与CO₂温度反演模型进行对比，获得开放式积分腔内气体的温度；步骤G.基于开放式积分腔内的气压，以及开放式积分腔内气体的温度，获得该温度、气压环境下，CO和CO₂分别所对应谱线最佳次数谐波信号中的吸收相关信号，并针对该CO和CO₂分别所对应吸收相关信号的峰值分别进行反演，分别获得CO和CO₂的浓度。