一种提高光学方法测量烟气浓度精度的设备及方法与流程

本发明涉及卷烟烟气浓度测量，更具体地说，涉及一种烟气浓度测量设备。此外，本发明还涉及一种应用于上述烟气浓度测量设备的提高光学方法测量烟气浓度精度的方法。

背景技术：

1、在基于光学方法的烟气浓度测量过程中，光源的稳定性对于获得可靠和准确的测量结果至关重要，光源的稳定性直接影响实验的可重复性和数据的准确性。

2、为了实现光源的稳定性，可以采用一系列技术和设备，包括稳定的电源、温度控制、反馈系统和定期校准，这些措施有助于减小光源输出的波动，确保其在时间上保持稳定，满足不同应用的要求。

3、然而，上述措施增加了硬件成本、系统空间等，达到较高的稳定程度需要依赖昂贵的硬件支持。

4、综上所述，如何以最低的成本提高光学方法测量烟气浓度精度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种烟气浓度测量设备，该烟气浓度测量设备能以最低的成本提高光学方法测量烟气浓度精度。

2、本发明的另一目的是提供一种应用于上述烟气浓度测量设备的提高光学方法测量烟气浓度精度的方法。

3、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

4、一种烟气浓度测量设备，包括：

5、抽吸腔体，为中空结构，所述抽吸腔体上设有进气口与出气口，所述进气口用于连通供烟装置，所述出气口用于连通烟气回收装置，所述抽吸腔体上设有两个对应的孔结构；

6、光学窗，设有两个且两个所述光学窗分别设于所述孔结构，以构成密封腔体，所述光学窗为透明组件；

7、激光光源，设于所述抽吸腔体的一侧并用于输出光线，所述光线用于穿过两个对应的所述光学窗；

8、光学接收器，设于所述抽吸腔体的另一侧并与所述激光光源对应设置，所述光学接收器用于接收所述光线并检测所述光线的光照强度。

9、优选地，所述抽吸腔体为不透光组件。

10、优选地，所述激光光源输出的所述光线与所述光学接收器垂直设置。

11、优选地，所述激光光源包括调控组件与输出组件，所述输出组件用于输出光线，所述调控组件用于调控所述输出组件的电压与电流参数，从而控制所述光线的光照强度。

12、优选地，还包括散射光学接收器，所述散射光学接收器与所述光学接收器的入射方向相互垂直设置并用于接收所述光学窗散射的所述光线。

13、优选地，还包括控制系统，所述控制系统电连接于所述光学接收器、所述散射光学接收器、所述激光光源的所述调控组件，所述控制系统用于接收所述光学接收器、所述散射光学接收器检测到的光照强度并根据所述光照强度控制所述调控组件调节所述输出组件的电压与电流参数。

14、一种提高光学方法测量烟气浓度精度的方法，应用于上述的烟气浓度测量设备，所述方法包括：

15、步骤s1，开启激光光源，调整激光光源的光照强度并穿过抽吸腔体上的光学窗；

16、步骤s2，通过光学接收器检测无烟状态下激光光源透过抽吸腔体后的光照强度a1，且a1处于预设光照强度的范围内；

17、步骤s3，向抽吸腔体内通入定量的烟气，并记录通入烟气后，光学接收器检测到的激光光源透过抽吸腔体后的光照强度b1；

18、步骤s4，排空抽吸腔体内的烟气，并记录排空烟气后，光学接收器检测到的激光光源透过抽吸腔体后的光照强度a2；

19、步骤s5，调节激光光源的光照强度，以使光学接收器检测到的光照强度处于预设光照强度的范围内，并记录对应的激光光源输出功率；

20、步骤s6，重复步骤s3至步骤s5，直至烟气耗尽。

21、优选地，还包括:

22、步骤s7，根据通入烟气后和排空烟气后光学接收器检测到的激光光源透过抽吸腔体后的光照强度an与bn计算烟气消光度，其中，烟气消光度=ln（bn/an），n为通入烟气的次数。

23、优选地，还包括：

24、步骤s8，记录烟气消光度及其对应的激光光源的光照强度，并将两组数据对应地输入控制系统，通过控制系统自动调控激光光源的光照强度。

25、本发明提供的一种烟气浓测量设备，其抽吸腔体为中空结构，通过进气口能够将烟气通入抽吸腔体，由出气口能够将烟气抽出抽吸腔体，通过激光光源输出光线并将光线穿过光学窗，光学接收器能够将光线接收并检测光照强度。

26、本发明还包括一种提高光学方法测量烟气浓度精度的方法，首先对光源的光照强度进行调节，使得光学接收器检测到的光照强度处于预设光照强度范围内，在每次通入烟气并通过光学方法测量烟气浓度后，记录抽吸腔体内无烟气时光学接收器检测到的光照强度，由于烟气会残留在光学窗上并降低光学窗的透光性，在此基础上调整（一般为增大）激光光源的输出功率，以使光学接收器所检测到的光照强度能够达到预设光照强度的范围内，从而消除不稳定的干扰因素，多次重复并记录抽吸腔体内有无烟气时光学接收器所检测到的光照强度，并根据公式计算出对应的烟气消光度，通过烟气消光度来对应调控激光光源，以使进行不同批次的烟气浓度检测时，均能够避免受到不稳定因素的干扰，无需对设备的结构进行改动，能够以最低的成本提高光学方法测量烟气浓度精度。

技术特征：

1.一种烟气浓度测量设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的烟气浓度测量设备，其特征在于，所述抽吸腔体（2）为不透光组件。

3.根据权利要求1所述的烟气浓度测量设备，其特征在于，所述激光光源（1）输出的所述光线与所述光学接收器（3）垂直设置。

4.根据权利要求1所述的烟气浓度测量设备，其特征在于，所述激光光源（1）包括调控组件与输出组件，所述输出组件用于输出光线，所述调控组件用于调控所述输出组件的电压与电流参数，从而控制所述光线的光照强度。

5.根据权利要求4所述的烟气浓度测量设备，其特征在于，还包括散射光学接收器，所述散射光学接收器与所述光学接收器（3）的入射方向相互垂直设置并用于接收所述光学窗散射的所述光线。

6.根据权利要求5所述的烟气浓度测量设备，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统电连接于所述光学接收器（3）、所述散射光学接收器、所述激光光源（1）的所述调控组件，所述控制系统用于接收所述光学接收器（3）、所述散射光学接收器检测到的光照强度并根据所述光照强度控制所述调控组件调节所述输出组件的电压与电流参数。

7.一种提高光学方法测量烟气浓度精度的方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的烟气浓度测量设备，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的提高光学方法测量烟气浓度精度的方法，其特征在于，还包括:

9.根据权利要求8所述的提高光学方法测量烟气浓度精度的方法，其特征在于，还包括:

技术总结本发明公开了一种提高光学方法测量烟气浓度精度的设备及方法，该设备包括：抽吸腔体，为中空结构，抽吸腔体上设有进气口与出气口，进气口用于连通供烟装置，出气口用于连通烟气回收装置，抽吸腔体上设有两个对应的孔结构；光学窗，设有两个且两个光学窗分别设于孔结构，以构成密封腔体，光学窗为透明组件；激光光源，设于抽吸腔体的一侧并用于输出光线，光线用于穿过两个对应的光学窗；光学接收器，设于抽吸腔体的另一侧并与激光光源对应设置，光学接收器用于接收光线并检测光线的光照强度。本申请提供的一种提高光学方法测量烟气浓度精度的设备及方法，通过使用该设备并应用与其配套的方法，能够以最低的成本提高光学方法测量烟气浓度精度。技术研发人员：操吉学,黄龙,史占东,张璟,李栋,程光,黄远景受保护的技术使用者：湖北中烟工业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/8/21