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燃烧过程中的CO2具有产生速度快和高温的特点。作为碳氢化合物燃烧的主要产物之一,CO2是燃烧效率的重要指示物质,对燃烧过程排放的CO2进行实时测量的主要目的是进行燃烧过程控制,根据燃烧情况对燃料输入进行调整,从而提高燃烧效率。
可调谐二极管激光器具有窄线宽和波长快速调谐的特性,是气体检测的理想光源。基于可调谐二极管激光器构成的气体吸收光谱检测系统具有高分辨率、高灵敏度以及响应时间快等特点,是在燃烧环境下对气体进行非侵入式实时测量的理想方法。
本文主要对利用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术在线检测燃烧过程中CO2浓度的方法进行了研究,包括温度对线强、线宽、调制度、二阶傅立叶系数等的影响;通过Delphi编程实现了Voigt线型函数的相关数值计算,确定了TDLAS波长调制光谱技术结合二次谐波探测测量高温CO2浓度的定量检测方法,在实验室通过静态吸收池和温控设备模拟高温环境验证了这种浓度检测方法的有效性;研究了消除光强波动影响的方法;采用此遥测系统对酒精喷灯火焰CO2浓度进行了定量测量和分析,这些研究为TDLAS遥测系统应用于工业燃烧控制奠定了基础。