CN114646603B - 一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法 - Google Patents

一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法 Download PDF

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Abstract

发明公开了一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法，涉及二氧化碳浓度测量技术领域，本发明包括以下步骤：首先提供一个二氧化碳浓度测量装置，所述二氧化碳浓度测量装置包括壳体，所述壳体分为上中下三层，所述壳体下层设有连接组件，所述壳体中层内设有恒温组件，所述壳体上层设有测量组件，其次使用连接管与火电机组烟气管道连接，然后将待测气体经过软管等管道通入S曲线管，再然后检测S曲线管内气体温度以及压强是否符合设定范围，若不符合使用微型增压泵以及帕尔贴制冷片进行压强与温度的调控，若符合将待测气体通入测量组件进行二氧化碳浓度测量。本发明为一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法，检测精度高、检测效率块。

Description

一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法
技术领域
本发明涉及二氧化碳浓度测量技术领域，特别涉及一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法。
背景技术
二氧化碳是一种重要的温室气体，随着工业和交通的发展，大量的二氧化碳被排放，致使大气中二氧化碳的浓度逐年增加，由此产生的“温室效应”正对生态系统和环境产生深远的影响，在火力发电厂的火电机组生产过程中，烟囱处始终排出烟气，烟气中含有一定量二氧化碳气体，烟气排放过程中往往需要对烟气中二氧化碳浓度进行测量，因此就需要用到二氧化碳浓度的测量方法，在火电机组烟气中往往同时携带水蒸气、二氧化硫以及二氧化碳。
专利号CN104535454B公开的一种二氧化碳浓度的检测装置中其中，压块位于支撑座上，且压电材料层固定于压块之间，挡块位于压块上，且挡块与内密封层之间形成环形的凹槽，电极位于压电材料层的顶层和底层；所述的压电材料层与外壳底部之间的空隙为下储气室，压电材料层与密封盖之间的空隙为上储气室。通过二氧化碳吸收液吸收二氧化碳，使得上储气室与下储气室之间产生压强差，通过压电材料层的压电效应输出电荷进行二氧化碳浓度的检测，原理简单、易易操作、成本低，适合民用，辅助人们判断室内的二氧化碳浓度，该发明中氧化碳吸收液为将14到28份Ba(OH)·8H2O溶于大于等于8000份的纯净水中，二氧化硫和水发生可逆反应生成亚硫酸，亚硫酸电离出的亚硫酸根离子和氢氧化钡电离出的钡离子反应生成了亚硫酸钡沉淀，在测量二氧化碳浓度时，由于起立混合物中含有二氧化硫，使得测量不准确，测量精度差，由于在火电烟气组处使用温度过高，由理想气体状态方程PV＝NRT可以得到，高温严重影响压强，最终影响测试准确度。
现有的二氧化碳浓度的测量方法中使用的二氧化碳浓度的测量装置存在操作发杂，测试误差高、测试精度差的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法，可以有效解决背景技术中现有的二氧化碳浓度的测量方法中使用的二氧化碳浓度的测量装置存在操作发杂，测试误差高、测试精度差的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法，包括以下步骤：
S1：提供一个二氧化碳浓度测量装置，所述二氧化碳浓度测量装置包括壳体，所述壳体分为上中下三层，所述壳体下层设有连接组件，所述壳体中层内设有恒温组件，所述壳体上层设有测量组件，所述壳体上层以及壳体中层侧壁为包裹形密封结构，所述壳体下层为支撑架体结构；
所述连接组件包括设置在所述壳体下层的圆形壳，所述圆形壳内部中间处设有空心转动座，所述空心转动座上活动设有空心转轴，空心转轴在空心转动座上旋转，顺时针旋转时用于缠绕软管，进而收回软管，空心转轴逆时针旋转时，用于向外输出软管，所述空心转轴上缠绕有软管，所述软管一端与所述空心转轴贯通连接，所述软管另一端穿过所述圆形壳，且连接有连接管，连接管上设有连接圈，连接圈上开设有若干螺纹通孔，配合螺纹通孔以及螺栓，使用螺栓配合连接圈将连接管与火电机组烟气采样口连接，所述空心转动座侧壁贯通连接有第一管，所述第一管远离所述空心转动座一端穿过所述圆形壳，且连接有微型增压气泵，微型增压气泵主要用于调控S曲线管内待测气体的气压；
所述恒温组件包括设置在壳体中层的S曲线管，所述壳体中层侧壁活动设有若干驱动转轴，所述驱动转轴上嵌设有帕尔贴制冷片，所述驱动转轴一端设有传动箱，所述驱动转轴一端设有驱动轮，若干所述帕尔贴制冷片与所述S曲线管之间设有导热片，所述导热片侧壁与所述壳体中层内壁连接，所述壳体中层内壁设有防护板，所述防护板位于所述帕尔贴制冷片下部，所述S曲线管一端穿过所述防护板与所述微型增压气泵连接，所述防护板下表面设有驱动电机，所述驱动电机输出端设有主动轮，所述主动轮与所述驱动轮相互啮合，所述驱动电机带动主动轮旋转进而带动驱动轮旋转，通过带动驱动转轴旋转，实现带动帕尔贴制冷片翻转，所述帕尔贴制冷片分为两面，一面吸热，一面散热，起到导热或者制冷的作用；
所述壳体上层与所述壳体中层之间设有固定板，所述S曲线管另一端穿过所述固定板，所述测量组件包括依次设置在S曲线管另一端的气体流量控制器、隔膜泵、电子压力计、电子温度计以及设置在固定板上的电路板，所述电路板上设有怀特池、函数发生器、温度电流控制器、示波器、半导体激光器以及光电探测器，所述电路板连接有数据采集卡以及工控机，S曲线管另一端靠近电子温度计一侧与所述怀特池之间连接有节流针阀，所述节流针阀与所述怀特池相互垂直，所述怀特池内壁两端设有第一反射镜，所述怀特池一端入口处设有第二对光光阑，所述半导体激光器一端设有第一对光光阑，所述第一对光光阑一侧与所述第二对光光阑一侧分别设有第二反射镜以及第三反射镜，所述壳体上表面设有液晶触摸屏，所述气体流量控制器、所述函数发生器、所述温度电流控制器、所述示波器、所述半导体激光器以及所述光电探测器、所述节流针阀、所述电子压力计以及所述电子温度计均与数据采集卡电性连接；
S2：使用二氧化碳浓度测量装置进行测量，具体包括以下步骤：
S201：通过空心转动座以及空心转轴拉出缠绕的软管，使用软管端口处的连接管与火电机组出烟管道的测量采样点紧密连接，完成将待测气体经过连接管、软管、空心转轴、空心转动座以及第一管传入S曲线管中；
S202：电子压力计以及电子温度计分别测量S曲线管内待测气体的压强以及温度，并将测量获得的压强温度数据经过数据采集卡传输给工控机，所述工控机内设有控制系统，所述控制系统包括采集模块、处理模块以及响应模块，所述采集模块通过数据采集卡采集全部数据，首先获取压强温度数据，所述处理模块分析压强温度数据是否符合设定的压强区间以及恒温区间，若小于设定压强区间，所述响应模块自动启动微型增压气泵对S曲线管内待测气体增压，若小于设定恒温区间，所述响应模块自动启动驱动电机，通过主动轮、驱动轮以及传动箱，带动全部驱动转轴旋转，使得帕尔贴制冷片的散热端向上，经过导热片给S曲线管内加热，若大于设定恒温区间，同上，转动全部驱动转轴，使得帕尔贴制冷片的制冷端向上，通过导热片给S曲线管降温，最终使得测量的压强温度数据符合设定的压强区间以及恒温区间；
S203：将恒定压强以及恒定温度下的待测气体经过节流针阀通入怀特池，启动函数发生器产生70Hz的三角波，使用三角波通过温度电流控制器来调制半导体激光器产生照射光，照射光穿过第一对光光阑，先经过第二反射镜反射，在经过第三反射镜反射，穿过第二对光光阑进入怀特池内，在怀特池内之间的两个第一反射镜之间往复反射，两个第一反射镜焦距为f＝200mm，直径50.8mm，两面镜子之间的距离d＝0.39m，光在气体吸收池内反射40次，反射同时照射怀特池内的待测气体，照射后的光线再次穿过第二对光光阑经过第三反射镜反射后，被光电探测器收集，光电探测器的探测数据以及半导体激光器数据，同时经过示波器，被数据采集卡采集，并传输至工控机；
S204：工控机中控制系统内的采集单元获取示波器数据，通过测量照射光透过被测气体后，在相应波长处会发生能量的衰减，未被吸收的辐射会被光电探测器测出，最终得到二氧化碳浓度，当一束频率为ν的激光穿过长度为L的待测气体时，激光的能量衰减由比尔－兰伯特定律来表征，式中：I0(ν)为没有气体吸收时激光的光能量，I(ν)为激光通过气体后的光能量，ν为激光频率，α(ν)为吸收系数，L为有效光学长度，由上式可得到测量吸收系数表达式为：/>吸收系数又可以表示为α(v)＝nigi(v-vi)Sic，式中：Si为线性强度，c为光速；ni为吸收介质的粒子数密度，gi(ν－νi)为线形函数，在没有线形混合前提下满足：∫gi(v-vi)dv＝1，对上式进行积分可得到：∫α(v)dv＝A＝niSic，式中A为吸收光谱的面积，进一步结合理想气体状态方程，得到吸收介质的分压pi＝nikBT和总压p，可获得待测气体的摩尔浓度xi表达式为：/>式中：T为待测气体温度，kB＝1.380649×10－23J/K为玻尔兹曼常数。
优选地，所述圆形壳中部活动设有旋转把手，所述旋转把手一端与所述空心转轴连接，转动旋转把手在圆形壳中部开设的圆形通孔内旋转，进而带动空心转轴旋转，空心转轴下端在空心转动座内部旋转，实现收放软管，根据需要控制软管的长度，使得与火电烟机组连接更加方便，减少多余管道缠绕，使用更加方便，旋转把手为折叠形把手，旋转把手中部设有铰链，可折叠，占用空间小，收放更加容易。
优选地，所述壳体中层侧壁阵列开设有旋转通孔，若干所述驱动转轴在旋转通孔旋转，所述帕尔贴制冷片包括上下两端，所述帕尔贴制冷片一端吸热制冷，另一端散热制热，所述传动箱内部设有传动链条，所述导热片采用不锈钢材质导热板，不锈钢材质为热的良导体，通过在帕尔贴制冷片以及S曲线管之间设置导热片，提高帕尔贴制冷片与S曲线管之间的热传导效率，更加精确地控制S曲线管内部待测气体的温度，减小S曲线管内部温度波动，提高检测精度，提高检测效果。
优选地，所述防护板开设有条形通孔，所述主动轮穿过条形通孔与驱动轮相互啮合，防护板起到保护帕尔贴制冷片的作用，防护板还有着承载驱动电机以及圆形壳的主要作用。
优选地，所述数据采集卡为多路采集卡，所述电子压力计、所述电子温度计、所述函数发生器以及所述示波器均与所述数据采集卡电性连接，所述采集模块通过数据采集卡获取所述气体流量控制器、所述函数发生器、所述温度电流控制器、所述示波器、所述半导体激光器以及所述光电探测器、所述节流针阀、所述电子压力计以及所述电子温度计的全部数据，所述响应模块控制微型增压气泵、帕尔贴制冷片，驱动电机、隔膜泵、函数发生器、温度电流控制器以及示波器工作，其中通过控制帕尔贴制冷片中电流大小，来控制帕尔贴制冷片产热或者制冷效率，进而实现精确调节控温效果，提高控制S曲线管内部待测气体的温度。
优选地，所述工控机将测量数据以及处理结果，均通过所述液晶触摸屏显示，工控机体积小，不占用壳体内太多空间，在软件数据传输处理过程中，有着数据传输延时短，数据传输噪声小、传输准确，分析处理精确的优点。
优选地，所述第一反射镜为两面镀金的凹面反射镜，镀金反射镜在红外区的反射率高，而且强度和稳定性比银膜好，金属膜反射镜对于入射角要求低，同时可以在相对较宽的波长范围内使用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明提供一种二氧化碳浓度测量装置中，通过设置壳体，壳体分为上中下三层，在壳体下层设置连接组件，用于与火电机组烟气管道连接，在壳体中层内设置恒温组件，通过恒温组件，严格控制待测气体的温度幅度以及压强幅度，在壳体上层设置测量组件，测量组件主要用于测量待测气体的二氧化碳浓度，使得设备在结构上较为紧凑，移动运输较为方便，不同组件分层设立，不同功能模块划分清楚，拆卸维修时，可根据出错点精确找出具体功能模块，提高维修速率，提高使用寿命。
2.本发明提供一种二氧化碳浓度测量装置中，通过设立连接组件，在使用过程中，通过旋转把手逆时针带动空心转轴旋转，用于向外输出软管，拉出缠绕的软管，使用软管端口处的连接管与火电机组出烟管道的测量采样点紧密连接，完成将待测气体经过连接管、软管、空心转轴、空心转动座以及第一管传入S曲线管中，测量完毕后，拆卸连接管，顺时针旋转时用于缠绕软管，进而收回软管，测量过程中，根据需要适当调整软管长度，减少外漏管道的复杂程度，由于设置伸缩管道，减轻使用者负担，使得监测装置更加省时省力，且传输用软管自动收回圆形壳内部，减少管道打结现象的发生，同时节省人力，减少设备的占地面积。
3.本发明提供一种二氧化碳浓度测量装置中，通过设置恒温组件，在壳体中层设置往复的S曲线管以及阵列分布的帕尔贴制冷片，以及在曲线管上设置微型增压气泵，所述采集模块通过电子压力计以及电子温度计获取压强温度数据，所述处理模块分析压强温度数据是否符合设定的压强区间以及恒温区间，若小于设定压强区间，启动微型增压气泵对S曲线管内待测气体增压，若小于设定恒温区间，启动驱动电机，通过主动轮、驱动轮以及传动箱，带动全部驱动转轴旋转，使得帕尔贴制冷片翻转到的散热端向上，经过导热片给S曲线管内加热，往复曲线设置的S曲线管提高热交换效率，若大于设定恒温区间，同上，转动全部驱动转轴，使得帕尔贴制冷片的制冷端向上，通过导热片给S曲线管降温，最终使得测量的压强温度数据符合设定的压强区间以及恒温区间，通过控制微型增压气泵电流以及帕尔贴制冷片的运行电流，精确控制增压以及产热，最终使得测量的压强温度数据符合设定的压强区间以及恒温区间，减少温度以及压强对待测气体二氧化碳浓度的测量误差，提高测量组件对待测气体测量的准确性以及精确性。
4.本发明提供一种二氧化碳浓度测量装置中，通过设置测量组件，通过多次反射吸收光谱技术精确获得二氧化碳跃迁谱线信息，进一步结合理想气体方程来精确获得火电机组烟气中二氧化碳混合物的浓度，建立的装置和方法能够快速精确地测量待测气体的浓度。
附图说明
图1为本发明一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法的流程图
图2为本发明中一种二氧化碳浓度测量装置的整体结构示意；
图3为本发明中一种二氧化碳浓度测量装置的后视结构示意；
图4为本发明中一种二氧化碳浓度测量装置的俯视结构示意；
图5为本发明图4中A-A处的剖视结构示意图；
图6为本发明图5中B处的局部放大结构示意图；
图7为本发明图5中C处的局部放大结构示意图；
图8为本发明中一种二氧化碳浓度测量装置中的壳体内部整体结构示意；
图9为本发明图8中D处的局部放大结构示意图；
图10为本发明中一种二氧化碳浓度测量装置中的壳体内部另一视角整体结构示意；
图11为本发明图10中E处的局部放大结构示意图。
图中：1、壳体；2、圆形壳；3、空心转动座；4、空心转轴；5、软管；6、连接管；7、第一管；8、微型增压气泵；9、S曲线管；10、驱动转轴；11、帕尔贴制冷片；12、传动箱；13、驱动轮；14、导热片；15、防护板；16、驱动电机；17、主动轮；18、固定板；19、气体流量控制器；20、隔膜泵；21、电子压力计；22、电子温度计；23、电路板；24、怀特池；25、函数发生器；26、温度电流控制器；27、示波器；28、光电探测器；29、数据采集卡；30、工控机；31、节流针阀；32、第一反射镜；33、第二对光光阑；34、半导体激光器；35、第一对光光阑；36、第二反射镜；37、第三反射镜；38、液晶触摸屏；39、旋转把手；
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明为一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法，包括以下步骤：
S1：提供一个二氧化碳浓度测量装置，二氧化碳浓度测量装置包括壳体1，壳体1分为上中下三层，壳体1下层设有连接组件，壳体1中层内设有恒温组件，壳体1上层设有测量组件，壳体1上层以及壳体1中层侧壁为包裹形密封结构，壳体1下层为支撑架体结构；
连接组件包括设置在壳体1下层的圆形壳2，圆形壳2内部中间处设有空心转动座3，空心转动座3上活动设有空心转轴4，空心转轴4在空心转动座3上旋转，顺时针旋转时用于缠绕软管5，进而收回软管5，空心转轴4逆时针旋转时，用于向外输出软管5，空心转轴4上缠绕有软管5，软管5一端与空心转轴4贯通连接，软管5另一端穿过圆形壳2，且连接有连接管6，连接管6上设有连接圈，连接圈上开设有若干螺纹通孔，配合螺纹通孔以及螺栓，使用螺栓配合连接圈将连接管6与火电机组烟气采样口连接，空心转动座3侧壁贯通连接有第一管7，第一管7远离空心转动座3一端穿过圆形壳2，且连接有微型增压气泵8，微型增压气泵8主要用于调控S曲线管9内待测气体的气压；
恒温组件包括设置在壳体1中层的S曲线管9，壳体1中层侧壁活动设有若干驱动转轴10，驱动转轴10上嵌设有帕尔贴制冷片11，驱动转轴10一端设有传动箱12，驱动转轴10一端设有驱动轮13，若干帕尔贴制冷片11与S曲线管9之间设有导热片14，导热片14侧壁与壳体1中层内壁连接，壳体1中层内壁设有防护板15，防护板15位于帕尔贴制冷片11下部，S曲线管9一端穿过防护板15与微型增压气泵8连接，防护板15下表面设有驱动电机16，驱动电机16输出端设有主动轮17，主动轮17与驱动轮13相互啮合，驱动电机16带动主动轮17旋转进而带动驱动轮13旋转，通过带动驱动转轴10旋转，实现带动帕尔贴制冷片11翻转，帕尔贴制冷片11分为两面，一面吸热，一面散热，起到导热或者制冷的作用；
壳体1上层与壳体1中层之间设有固定板18，S曲线管9另一端穿过固定板18，测量组件包括依次设置在S曲线管9另一端的气体流量控制器19、隔膜泵20、电子压力计21、电子温度计22以及设置在固定板18上的电路板23，电路板23上设有怀特池24、函数发生器25、温度电流控制器26、示波器27、半导体激光器34以及光电探测器28，电路板23连接有数据采集卡29以及工控机30，S曲线管9另一端靠近电子温度计22一侧与怀特池24之间连接有节流针阀31，节流针阀31与怀特池24相互垂直，怀特池24内壁两端设有第一反射镜32，怀特池24一端入口处设有第二对光光阑33，半导体激光器34一端设有第一对光光阑35，第一对光光阑35一侧与第二对光光阑33一侧分别设有第二反射镜36以及第三反射镜37，壳体1上表面设有液晶触摸屏38，气体流量控制器19、函数发生器25、温度电流控制器26、示波器27、半导体激光器34以及光电探测器28、节流针阀31、电子压力计21以及电子温度计22均与数据采集卡29电性连接；
S2：使用二氧化碳浓度测量装置进行测量，具体包括以下步骤：
S201：通过空心转动座3以及空心转轴4拉出缠绕的软管5，使用软管5端口处的连接管6与火电机组出烟管道的测量采样点紧密连接，完成将待测气体经过连接管6、软管5、空心转轴4、空心转动座3以及第一管7传入S曲线管9中；
S202：电子压力计21以及电子温度计22分别测量S曲线管9内待测气体的压强以及温度，并将测量获得的压强温度数据经过数据采集卡29传输给工控机30，工控机30内设有控制系统，控制系统包括采集模块、处理模块以及响应模块，采集模块通过数据采集卡29采集全部数据，首先获取压强温度数据，处理模块分析压强温度数据是否符合设定的压强区间以及恒温区间，若小于设定压强区间，响应模块自动启动微型增压气泵8对S曲线管9内待测气体增压，若小于设定恒温区间，响应模块自动启动驱动电机16，通过主动轮17、驱动轮13以及传动箱12，带动全部驱动转轴10旋转，使得帕尔贴制冷片11的散热端向上，经过导热片14给S曲线管9内加热，若大于设定恒温区间，同上，转动全部驱动转轴10，使得帕尔贴制冷片11的制冷端向上，通过导热片14给S曲线管9降温，最终使得测量的压强温度数据符合设定的压强区间以及恒温区间；
S203：将恒定压强以及恒定温度下的待测气体经过节流针阀31通入怀特池24，启动函数发生器25产生70Hz的三角波，使用三角波通过温度电流控制器26来调制半导体激光器34产生照射光，照射光穿过第一对光光阑35，先经过第二反射镜36反射，在经过第三反射镜37反射，穿过第二对光光阑33进入怀特池24内，在怀特池24内之间的两个第一反射镜32之间往复反射，两个第一反射镜32焦距为f＝200mm，直径50.8mm，两面镜子之间的距离d＝0.39m，光在气体吸收池内反射40次，反射同时照射怀特池24内的待测气体，照射后的光线再次穿过第二对光光阑33经过第三反射镜37反射后，被光电探测器28收集，光电探测器28的探测数据以及半导体激光器34数据，同时经过示波器27，被数据采集卡29采集，并传输至工控机30；
S204：工控机30中控制系统内的采集单元获取示波器27数据，通过测量照射光透过被测气体后，在相应波长处会发生能量的衰减，未被吸收的辐射会被光电探测器28测出，最终得到二氧化碳浓度，当一束频率为ν的激光穿过长度为L的待测气体时，激光的能量衰减由比尔－兰伯特定律来表征，式中：I0(ν)为没有气体吸收时激光的光能量，I(ν)为激光通过气体后的光能量，ν为激光频率，α(ν)为吸收系数，L为有效光学长度，由上式可得到测量吸收系数表达式为：/>吸收系数又可以表示为α(v)＝nigi(v-vi)Sic，式中：Si为线性强度，c为光速；ni为吸收介质的粒子数密度，gi(ν－νi)为线形函数，在没有线形混合前提下满足：∫gi(v-vi)dv＝1，对上式子进行积分可得到：∫α(v)dv＝A＝niSic，式中A为吸收光谱的面积，进一步结合理想气体状态方程，得到吸收介质的分压pi＝nikBT和总压p，可获得待测气体的摩尔浓度xi表达式为：/>式中：T为待测气体温度，kB＝1.380649×10－23J/K为玻尔兹曼常数。
其中，圆形壳2中部活动设有旋转把手39，旋转把手39一端与空心转轴4连接，转动旋转把手39在圆形壳2中部开设的圆形通孔内旋转，进而带动空心转轴4旋转，空心转轴4下端在空心转动座3内部旋转，实现收放软管5，根据需要控制软管5的长度，使得与火电烟机组连接更加方便，减少多余管道缠绕，使用更加方便，旋转把手39为折叠形把手，旋转把手39中部设有铰链，可折叠，占用空间小，收放更加容易。
其中，壳体1中层侧壁阵列开设有旋转通孔，若干驱动转轴10在旋转通孔旋转，帕尔贴制冷片11包括上下两端，帕尔贴制冷片11一端吸热制冷，另一端散热制热，传动箱12内部设有传动链条，导热片14采用不锈钢材质导热板，不锈钢材质为热的良导体，通过在帕尔贴制冷片11以及S曲线管9之间设置导热片14，提高帕尔贴制冷片11与S曲线管9之间的热传导效率，更加精确地控制S曲线管9内部待测气体的温度，减小S曲线管9内部温度波动，提高检测精度，提高检测效果。
其中，防护板15开设有条形通孔，主动轮17穿过条形通孔与驱动轮13相互啮合，防护板15起到保护帕尔贴制冷片11的作用，防护板15还有着承载驱动电机16以及圆形壳2的主要作用。
其中，数据采集卡29为多路采集卡，电子压力计21、电子温度计22、函数发生器25以及示波器27均与数据采集卡29电性连接，采集模块通过数据采集卡29获取气体流量控制器19、函数发生器25、温度电流控制器26、示波器27、半导体激光器34以及光电探测器28、节流针阀31、电子压力计21以及电子温度计22的全部数据，响应模块控制微型增压气泵8、帕尔贴制冷片11，驱动电机16、隔膜泵20、函数发生器25、温度电流控制器26以及示波器27工作，其中通过控制帕尔贴制冷片11中电流大小，来控制帕尔贴制冷片11产热或者制冷效率，进而实现精确调节控温效果，提高控制S曲线管9内部待测气体的温度。
其中，工控机30将测量数据以及处理结果，均通过液晶触摸屏38显示，工控机30体积小，不占用壳体1内太多空间，在软件数据传输处理过程中，有着数据传输延时短，数据传输噪声小、传输准确，分析处理精确的优点。
其中，第一反射镜32为两面镀金的凹面反射镜，镀金反射镜在红外区的反射率高，而且强度和稳定性比银膜好，金属膜反射镜对于入射角要求低，同时可以在相对较宽的波长范围内使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：提供一种二氧化碳浓度测量装置，所述二氧化碳浓度测量装置包括壳体(1)，所述壳体(1)分为上中下三层，所述壳体(1)下层设有连接组件，所述壳体(1)中层内设有恒温组件，所述壳体(1)上层设有测量组件；
所述连接组件包括设置在所述壳体(1)下层的圆形壳(2)，所述圆形壳(2)内部中间处设有空心转动座(3)，所述空心转动座(3)上活动设有空心转轴(4)，所述空心转轴(4)上缠绕有软管(5)，所述软管(5)一端与所述空心转轴(4)贯通连接，所述软管(5)另一端穿过所述圆形壳(2)，且连接有连接管(6)，所述空心转动座(3)侧壁贯通连接有第一管(7)，所述第一管(7)远离所述空心转动座(3)一端穿过所述圆形壳(2)，且连接有微型增压气泵(8)；
所述恒温组件包括设置在壳体(1)中层的S曲线管(9)，所述壳体(1)中层侧壁活动设有若干驱动转轴(10)，所述驱动转轴(10)上嵌设有帕尔贴制冷片(11)，所述驱动转轴(10)一端设有传动箱(12)，所述驱动转轴(10)一端设有驱动轮(13)，若干所述帕尔贴制冷片(11)与所述S曲线管(9)之间设有导热片(14)，所述导热片(14)侧壁与所述壳体(1)中层内壁连接，所述壳体(1)中层内壁设有防护板(15)，所述防护板(15)位于所述帕尔贴制冷片(11)下部，所述S曲线管(9)一端穿过所述防护板(15)与所述微型增压气泵(8)连接，所述防护板(15)下表面设有驱动电机(16)，所述驱动电机(16)输出端设有主动轮(17)，所述主动轮(17)与所述驱动轮(13)相互啮合；
所述壳体(1)上层与所述壳体(1)中层之间设有固定板(18)，所述S曲线管(9)另一端穿过所述固定板(18)，所述测量组件包括依次设置在S曲线管(9)另一端的气体流量控制器(19)、隔膜泵(20)、电子压力计(21)、电子温度计(22)以及设置在固定板(18)上的电路板(23)，所述电路板(23)上设有怀特池(24)、函数发生器(25)、温度电流控制器(26)、示波器(27)、半导体激光器(34)以及光电探测器(28)，所述电路板(23)连接有数据采集卡(29)以及工控机(30)，所述S曲线管(9)另一端靠近电子温度计(22)一侧与所述怀特池(24)之间连接有节流针阀(31)，所述节流针阀(31)与所述怀特池(24)相互垂直，所述怀特池(24)内壁两端设有第一反射镜(32)，所述第一反射镜(32)为两面镀金的凹面反射镜，所述怀特池(24)一端入口处设有第二对光光阑(33)，所述半导体激光器(34)一端设有第一对光光阑(35)，所述第一对光光阑(35)一侧与所述第二对光光阑(33)一侧分别设有第二反射镜(36)以及第三反射镜(37)，所述壳体(1)上表面设有液晶触摸屏(38)；
S2：使用二氧化碳浓度测量装置进行测量，具体包括以下步骤：
S201：通过空心转动座(3)以及空心转轴(4)拉出缠绕的软管(5)，使用软管(5)端口处的连接管(6)与火电机组出烟管道的测量采样点紧密连接，完成将待测气体经过连接管(6)、软管(5)、空心转轴(4)、空心转动座(3)以及第一管(7)传入S曲线管(9)中；
S202：电子压力计(21)以及电子温度计(22)分别测量S曲线管(9)内待测气体的压强以及温度，并将测量获得的压强温度数据经过数据采集卡(29)传输给工控机(30)，所述工控机(30)内设有控制系统，所述控制系统包括采集模块、处理模块以及响应模块，所述采集模块获取压强温度数据，所述处理模块分析压强温度数据是否符合设定的压强区间以及恒温区间，若小于设定压强区间，启动微型增压气泵(8)对S曲线管(9)内待测气体增压，若小于设定恒温区间，启动驱动电机(16)，通过主动轮(17)、驱动轮(13)以及传动箱(12)，带动全部驱动转轴(10)旋转，使得帕尔贴制冷片(11)的散热端向上，经过导热片(14)给S曲线管(9)内加热，若大于设定恒温区间，同上，转动全部驱动转轴(10)，使得帕尔贴制冷片(11)的制冷端向上，通过导热片(14)给S曲线管(9)降温，最终使得测量的压强温度数据符合设定的压强区间以及恒温区间；
S203：将恒定压强以及恒定温度下的待测气体经过节流针阀(31)通入怀特池(24)，启动函数发生器(25)产生三角波，使用三角波通过温度电流控制器(26)来调制半导体激光器(34)产生照射光，照射光穿过第一对光光阑(35)，先经过第二反射镜(36)反射，在经过第三反射镜(37)反射，穿过第二对光光阑(33)进入怀特池(24)内，在怀特池(24)内之间的两个第一反射镜(32)之间往复反射，反射同时照射怀特池(24)内的待测气体，照射后的光线再次穿过第二对光光阑(33)经过第三反射镜(37)反射后，被光电探测器(28)收集，光电探测器(28)的探测数据以及半导体激光器(34)数据，同时经过示波器(27)，被数据采集卡(29)采集，并传输至工控机(30)；
S204：工控机(30)中控制系统内的采集单元获取示波器(27)数据，通过测量照射光透过被测气体后，在相应波长处会发生能量的衰减，未被吸收的辐射会被光电探测器(28)测出，最终得到二氧化碳浓度。
2.根据权利要求1所述的一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法，其特征在于，所述圆形壳(2)中部活动设有旋转把手(39)，所述旋转把手(39)一端与所述空心转轴(4)连接。
3.根据权利要求1所述的一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法，其特征在于，所述壳体(1)中层侧壁阵列开设有旋转通孔，若干所述驱动转轴(10)在旋转通孔旋转，所述帕尔贴制冷片(11)包括上下两端，所述帕尔贴制冷片(11)一端吸热制冷，另一端散热制热，所述传动箱(12)内部设有传动链条，所述导热片(14)采用不锈钢材质导热板。
4.根据权利要求1所述的一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法，其特征在于，所述防护板(15)开设有条形通孔，所述主动轮(17)穿过条形通孔与驱动轮(13)相互啮合。
5.根据权利要求1所述的一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法，其特征在于，所述数据采集卡(29)为多路采集卡，所述电子压力计(21)、所述电子温度计(22)、所述函数发生器(25)以及所述示波器(27)均与所述数据采集卡(29)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种火电机组烟气二氧化碳浓度的测量方法，其特征在于，所述工控机(30)将测量数据以及处理结果，均通过所述液晶触摸屏(38)显示。
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