CN115615954A - 基于tdlas的氨气在线监测组件、监测系统和监测方法 - Google Patents
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Abstract
本公开是关于一种基于TDLAS的氨气在线监测组件、氨气在线监测系统、氨气在线监测方法及处理器。该基于TDLAS的氨气在线监测组件，包括激光器，用于向氨气采集模组中的光学气室发射激光；氨气采集模组，位于氨气监测区域内呈多点位分布，用于将经过光学气室内的气体进行能量吸收后的激光转换为电信号；处理器，用于接收氨气采集模组输出的多个点位分布的电信号，并基于多个点位分布的电信号获取氨气监测区域内多个点位对应的氨气浓度。本申请中通过在氨气监测区域内多点位分布氨气采集模组，每个一个氨气采集模组内包含均有一个监测氨气浓度的光学气室，从而可以保证在监测氨气浓度时获取多个点位的氨气浓度监测值，实现对氨气浓度的更为精确监测。
Description
技术领域
本公开涉及信息技术领域，尤其涉及一种基于TDLAS的氨气在线监测组件、氨气在线监测系统、氨气在线监测方法及处理器。
背景技术
燃煤电厂脱硝工艺中氨逃逸作为脱硝运行的关键控制参数，若不能真实有效的监测过程气/烟气中的氨气浓度，将会导致硫酸氢氨结晶，甚至导致空预器堵塞腐蚀等问题，严重危害锅炉的运行安全，造成巨大损失。实际运行中受脱硝催化剂性能、烟气分布不均、流场偏差等因素的影响，往往造成氨逃逸监测不精确。因此，实时精确测量氨气浓度，是脱硝装置重要的安全运行保障。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例期望提供一种基于TDLAS的氨气在线监测组件、氨气在线监测系统、氨气在线监测方法及处理器。
本公开的技术方案是这样实现的：
第一方面，本公开提供一种基于TDLAS的氨气在线监测组件。
本公开实施例提供的基于TDLAS的氨气在线监测组件，包括：
激光器，与氨气采集模组电连接，用于向所述氨气采集模组中的光学气室发射激光；
氨气采集模组，位于氨气监测区域内呈多点位分布，用于将经过所述光学气室内的气体进行能量吸收后的激光转换为电信号；其中，一个所述氨气采集模组位于一个氨气采集点位，一个所述氨气采集模组内包含有一个所述光学气室，一个点位的电信号表征一个点位的氨气浓度；
处理器，与各所述氨气采集模组电连接，用于接收所述氨气采集模组输出的多个点位分布的电信号，并基于多个点位分布的电信号获取氨气监测区域内所述多个点位对应的氨气浓度。
在一些实施例中，所述氨气采集模组包含有均与所述光学气室相通的第一进气通道和第二进气通道；其中，所述第一进气通道用于向所述光学气室输入外界环境中的空气，所述第二进气通道用于向所述光学气室输入包含有氨气的烟气；
其中，通过所述第一进气通道向所述光学气室输入外界环境中的空气时，氨气采集模组输出经所述空气进行能量吸收后的激光转换的标准电信号；通过所述第二进气通道向所述光学气室输入包含有氨气的烟气时，氨气采集模组输出经所述烟气进行能量吸收后的激光转换的第一电信号；
处理器，用于基于所述标准电信号进行氨气浓度检测时的显示校准，及基于所述第一电信号，确定氨气监测区域内点位对应的氨气浓度。
在一些实施例中，所述监测组件包括：
光开关，位于所述激光器与所述氨气采集模组之间；其中，所述氨气采集模组为多个并联的氨气采集模组；
所述光开关包括输入端和多个输出端，其中，所述输入端与所述激光器连接，一个所述输出端与一个所述氨气采集模组连接。
在一些实施例中，所述第一进气通道包含有第一电磁阀，所述第二进气通道包含有第二电磁阀；
所述监测组件包括：
电气控制模组，与所述第一电磁阀与所述第二电磁阀均电连接，用于通过所述第一电磁阀控制所述第一进气通道的通气状态，以及通过所述第二电磁阀控制所述第二进气通道的通气状态。
在一些实施例中，所述第二进气通道的进气口处具有气体采样杆；所述气体采样杆位于所述氨气监测区域内点位处；所述气体采样杆为中通结构，用于采集所述点位处的气体。
在一些实施例中，所述监测组件包括：
光开关控制模组，与所述光开关电连接，用于通过控制光开关的输入端与输出端的连接状态，调整所述氨气监测区域内多个点位处氨气采集模组对气体的采集时序。
在一些实施例中， 所述氨气采集模组包含有：
内反吹通道与外反吹通道；
所述内反吹通道用于对所述氨气采集模组中的滤芯吹气，所述外反吹通道用于对所述氨气采集模组中的采样杆吹气。
在一些实施例中，所述监测组件包括：
温控单元，贴附在所述光学气室上，用于通过控制所述光学气室外恒温箱体的温度来控制所述光学气室内气体的温度。
在一些实施例中，所述光学气室内包含有气池；所述气池的两侧具有相对设置的反射镜；所述反射镜用于折返入射至所述光学气室内的激光。
在一些实施例中，所述监测组件包括：
信号选择处理模组，与多个所述氨气采集模组连接，用于按与光开关相同的时序选择接收所述氨气采集模组输出的电信号，并对所述电信号进行处理；及
人机交互模组，与所述电气控制模组连接，用于控制所述光学气室的进气状态，及显示所述光学气室的内部参数。
第二方面，本公开提供一种氨气在线监测系统，包含有上述第一方面所述的基于TDLAS的氨气在线监测组件。
第三方面，本公开提供一种氨气在线监测方法，包括：
基于光开关的输入端与输出端的连接状态，确定氨气监测区域内多个点位处氨气浓度的电信号采集时序；
基于所述电信号采集时序，通过氨气监测区域内多点位处的氨气采集模组得到表征点位处的氨气浓度的电信号；其中一个点位处的所述电信号由所述点位处的氨气采集模组输出；
基于多个点位处的所述电信号，得到所述多个点位处的氨气浓度。
在一些实施例中，所述监测方法包括：
通过所述第一进气通道向氨气采集模组的光学气室输入外界环境中的空气时，通过氨气采集模组得到经所述空气进行能量吸收后的激光转换的标准电信号；
通过所述第二进气通道向所述光学气室输入包含有氨气的烟气时，通过氨气采集模组得到经所述烟气进行能量吸收后的激光转换的第一电信号；
基于所述标准电信号与所述第一电信号，确定氨气监测区域内点位对应的氨气浓度；其中，得到所述标准电信号的所述氨气采集模组与得到所述第一电信号的所述氨气采集模组为同一点位处的氨气采集模组。
第四方面，本公开提供一种处理器，用于执行上述第三方面所述的氨气在线监测方法。
根据本公开实施例的基于TDLAS的氨气在线监测组件包括：激光器，与氨气采集模组电连接，用于向氨气采集模组中的光学气室发射激光；氨气采集模组，位于氨气监测区域内呈多点位分布，用于将经过光学气室内的气体进行能量吸收后的激光转换为电信号；其中，一个氨气采集模组位于一个氨气采集点位，一个氨气采集模组内包含有一个光学气室，一个点位的电信号表征一个点位的氨气浓度；处理器，与各氨气采集模组电连接，用于接收氨气采集模组输出的多个点位分布的电信号，并基于多个点位分布的电信号获取氨气监测区域内多个点位对应的氨气浓度。本申请中通过在氨气监测区域内多点位分布氨气采集模组，每个一个氨气采集模组内包含均有一个监测氨气浓度的光学气室，从而可以保证在监测氨气浓度时获取多个点位的氨气浓度监测值，进而实现对氨气监测区域内氨气浓度的更为精确监测。
本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
图1是根据一示例性实施例示出的基于TDLAS的氨气在线监测组件结构示意图一；
图2是根据一示例性实施例示出的基于TDLAS的氨气在线监测组件结构示意图二；
图3是根据一示例性实施例示出的基于TDLAS的氨气在线监测组件结构示意图三；
图4是根据一示例性实施例示出的氨气在线监测方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。
燃煤电厂脱硝工艺中氨逃逸作为脱硝运行的关键控制参数，若不能真实有效的监测过程气/烟气中的氨气浓度，将会导致硫酸氢氨结晶，甚至导致空预器堵塞腐蚀等问题，严重危害锅炉的运行安全，造成巨大损失。实际运行中受脱硝催化剂性能、烟气分布不均、流场偏差等因素的影响，往往造成氨逃逸监测不精确。因此，实时精确测量氨气浓度，是脱硝装置重要的安全运行保障。
本公开提供一种基于TDLAS的氨气在线监测组件。图1是根据一示例性实施例示出的基于TDLAS的氨气在线监测组件结构示意图。如图1所示，该基于TDLAS的氨气在线监测组件包括：
激光器，与氨气采集模组200电连接，用于向所述氨气采集模组200中的光学气室发射激光；
氨气采集模组200，位于氨气监测区域内呈多点位分布，用于将经过所述光学气室内的气体进行能量吸收后的激光转换为电信号；其中，一个所述氨气采集模组200位于一个氨气采集点位，一个所述氨气采集模组200内包含有一个所述光学气室，一个点位的电信号表征一个点位的氨气浓度；
处理器100，与各所述氨气采集模组电连接，用于接收所述氨气采集模组200输出的多个点位分布的电信号，并基于多个点位分布的电信号获取氨气监测区域内所述多个点位对应的氨气浓度。其中，处理器100包括信号分析单元110和电控模组120；信号分析单元110和电控模组120均与氨气采集模组电连接。其中信号分析单元110用于信号分析和激光器控制。其中，电控模组120用于可远程控制氨气采集模组200内部的电气控制模组240工作状态，信号分析单元110用于控制激光器发生激光的频率进行调整，使得发出的激光为氨气可进行能量吸收的频率内的激光。
在本示例性实施例中，基于TDLAS (Tunable Diode Laser AbsorptionSpectroscopy，可调谐半导体激光吸收光谱)原理，形成基于TDLAS的氨气在线监测组件。激光器可以为半导体激光器。光学气室内用于放置采集到的烟气。激光发射至光学气室内被烟气中的氨气进行能量吸收。氨气采集模组200将经过所述光学气室内的气体进行能量吸收后的激光转换为电信号进行输出。
在本示例性实施例中，氨气采集模组200位于氨气监测区域内呈多点位分布，一个所述氨气采集模组200位于一个氨气采集点位。多点位可以呈阵列分布，也可以呈线性分布，具体可以根据需要进行设置。
根据本公开实施例的基于TDLAS的氨气在线监测组件包括：激光器，与氨气采集模组200电连接，用于向氨气采集模组200中的光学气室发射激光；氨气采集模组200，位于氨气监测区域内呈多点位分布，用于将经过光学气室内的气体进行能量吸收后的激光转换为电信号；其中，一个氨气采集模组200位于一个氨气采集点位，一个氨气采集模组200内包含有一个光学气室，一个点位的电信号表征一个点位的氨气浓度；处理器100，与各氨气采集模组200电连接，用于接收氨气采集模200组输出的多个点位分布的电信号，并基于多个点位分布的电信号获取氨气监测区域内多个点位对应的氨气浓度。本申请中通过在氨气监测区域内多点位分布氨气采集模组200，每个一个氨气采集模组200内包含均有一个监测氨气浓度的光学气室，从而可以保证在监测氨气浓度时获取多个点位的氨气浓度监测值，进而实现对氨气监测区域内氨气浓度的更为精确监测。
在一些实施例中，图2是根据一示例性实施例示出的基于TDLAS的氨气在线监测组件结构示意图二。图3是根据一示例性实施例示出的基于TDLAS的氨气在线监测组件结构示意图三。如图3所示，所述氨气采集模组200包含有均与所述光学气室220相通的第一进气通道244和第二进气通道；其中，所述第一进气通道244用于向所述光学气室输入外界环境中的空气，所述第二进气通道用于向所述光学气室220输入包含有氨气的烟气；
其中，通过所述第一进气通道244向所述光学气室220输入外界环境中的空气时，氨气采集模组200输出经所述空气进行能量吸收后的激光转换的标准电信号；通过所述第二进气通道向所述光学气室输入包含有氨气的烟气时，氨气采集模组200输出经所述烟气进行能量吸收后的激光转换的第一电信号；
处理器100，用于基于所述标准电信号进行氨气浓度检测时的显示校准，及基于所述第一电信号，确定氨气监测区域内点位对应的氨气浓度。
在本示例性实施例中，标准电信号目的是进行设备校准。例如，理想状态下抽空气设备显示浓度为0ppm，但是实际运行一定时间后，抽空气显示为1ppm，此时需要对设备进行显示校准，从而可更准确测量氨气浓度。
在本示例性实施例中，基于TDLAS原理的多点基于TDLAS的氨气在线监测组件主要基于TDLAS技术以及二次谐波技术，利用半导体激光器的窄线宽和波长可调谐特性，扫描通过目标气体分子的单根吸收谱线，从而实现气体浓度的高灵敏在线检测。TDLAS遵循Lambert－Beer吸收定律，吸收的强度与气体浓度成正比，通过检测气体吸收强度确定出气体浓度。
本申请中，由于激光器发出的激光仅位于氨气能够吸收的波段，因此空气对激光的能量吸收可以确定为0。因此以第一进气通道向所述光学气室输入外界环境中的空气对能量吸收后的激光进行电信号转换，转换后得到的标准电信号作为确定烟气中氨气浓度的标定。其中，
激光器发出初始光强为
，频率为
的单色激光，通过吸收介质后接收的激光强度I为：
其次，采用二次谐波技术，通过驱动电流调制来实现对激光器波长的二次调制，其调制频率为：
定义
，
为吸收半宽，则吸收系数表达式可化为：
α0为标准电信号对应的吸收系数，α(υ)为第一电信号对应的吸收系数。
将（4）式进行傅里叶级数展开，可知，除直流分量外只有偶次谐波，且二次谐波信号是各次谐波中最强信号，并与气体吸收浓度成正比。通过实时光谱数据，对二次谐波解调信号的处理、分析，可以有效的、精确的测定样品池中气体浓度的含量。
在一些实施例中，如图2所示，所述监测组件包括：
光开关112，位于所述激光器111与所述氨气采集模组200之间；其中，所述氨气采集模组200为多个并联的氨气采集模组；
所述光开关包括输入端和多个输出端，其中，所述输入端与所述激光器111连接，一个所述输出端与一个所述氨气采集模组200连接。
在本示例性实施例中，基于TDLAS原理的多点基于TDLAS的氨气在线监测组件基于TDLAS原理，具有极快的相应时间。通过光开关支持多路输出，使得多点基于TDLAS的氨气在线监测组件至多可支持多于16个氨气采集模组的组合，及支持至多16个采样点的氨气在线监测。激光器111与光开关112之间连接有传输线116。传输线可以为光纤。基于TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，可调谐半导体激光吸收光谱)原理，形成基于TDLAS的氨气在线监测组件。激光器可以为半导体激光器。光学气室内用于放置采集到的烟气。激光发射至光学气室内被烟气中的氨气进行能量吸收。氨气采集模组将经过所述光学气室内的气体进行能量吸收后的激光转换为电信号进行输出。一个所述氨气采集模组位于一个氨气采集点位，对应输出一个点位处的所述电信号；所述光开关的输出端连接有多个所述氨气采集模组，所述光开关的输出端与所述氨气采集模组的信号输出端连接。即光开关的第一个输出端对应一个氨气浓度的采集点位，通过选择与输入端连接的输出端即可选择对应的氨气浓度的采集点位，获取对应采集点位的电信号，从而实现通过光开关的输入端与输出端的连接状态的控制来确定氨气监测区域内多个点位处氨气浓度的电信号采集时序。
在一些实施例中，如图3所示，所述第一进气通道244包含有第一电磁阀243，所述第二进气通道包含有第二电磁阀241；
所述监测组件包括：
电气控制模组240，与所述第一电磁阀243与所述第二电磁阀241均电连接，用于通过所述第一电磁阀243控制所述第一进气通道的通气状态，以及通过所述第二电磁阀241控制所述第二进气通道的通气状态。
在本示例性实施例中，电气控制模组240可以为氨气采集模组200的组成部分，一个氨气采集模组200中包含有一个电气控制模组240。电气控制模组240可通过第一电磁阀243控制所述第一进气通道244对光学气室220的通气时的导通或中断状态。电气控制模组240可通过第二电磁阀241控制所述第二进气通道对光学气室220的通气时的导通或中断状态，从而实现对光学气室通气时通空气和烟气的切换，为监测烟气中氨气的浓度做标定。压力传感器242与光学气室220连接，用于监测光学气室220内的气压。
在一些实施例中，所述第二进气通道的进气口处具有气体采样杆；所述气体采样杆位于所述氨气监测区域内点位处；所述气体采样杆为中通结构，用于采集所述点位处的气体。
在本示例性实施例中，气体采样杆可以插在氨气监测区域内，例如插在现场烟道内等，来通过气体采样杆采集烟气。
如图3所示，光学气室220的两侧具有光源接收端252和探测器接收端251，光源接收端252用于接收激光器发射的激光，探测器接收端251用于输出电信号。所述光源接收端252、探测器接收端251固定在一平直的导轨250上，保证了发射激光光束和探测器在同一水平线上。
在一些实施例中，如图2所示，所述监测组件包括：
光开关控制模组280，与所述光开关112电连接，用于通过控制光开关112的输入端与输出端的连接状态，调整所述氨气监测区域内多个点位处氨气采集模组对气体的采集时序。
在本示例性实施例中，在通过多个点位处氨气采集模组进行氨气浓度监测时，可以预定时序来控制氨气采集模组对氨气浓度的监测，通过控制光开关的输入端与输出端的连接状态来实现预定时序的变化。例如光开关具有第一输出端、第二输出端至第N输出端，则第一输出端与第一点位的第一氨气采集模组连接，第二输出端与第二点位的第二氨气采集模组连接，第N输出端与第N点位的第N氨气采集模组连接。当光开关的输入端与第一输出端导通时，则通过第一氨气采集模组监测第一点位处的氨气浓度，当光开关的输入端与第二输出端导通时，则通过第二氨气采集模组监测第二点位处的氨气浓度，如此类推，可依次按照预定时序来监测各点位处的氨气浓度。如此，可实现多点位处氨气浓度的实时监测。
在一些实施例中，所述氨气采集模组包含有：
内反吹通道与外反吹通道；
所述内反吹通道与所述外反吹通道均与所述氨气采集模组连通；其中，所述内反吹通道用于对所述氨气采集模组中的滤芯吹气，所述外反吹通道用于对所述氨气采集模组中的采样杆吹气。
如图3所示，所述内反吹通道与所述外反吹通道均与所述采样单元210连通；其中，所述内反吹通道用于以第一进气方向对第二进气通道的采样单元210吹气，所述外反吹通道用于以第二进气方向对所述第二进气通道的采样单元210吹气，所述第一进气方向与所述第二进气方向可为两个相同的进气方向。内反吹通道中安装有第三电磁阀246，外反吹通道中安装有第四电磁阀247。其中，第五电磁阀245连接的管路最终连接到射流泵上，以控制射流泵的工作状态。其中，射流泵的工作原理是压缩空气到射流泵动力气口，射流泵产生负压抽取气体；第五电磁阀245打开，压缩空气通过，射流泵工作；第五电磁阀245关闭，压缩空气截止，射流泵停止工作。压缩空气可通过外反吹通道吹采样杆，也可以通过内反吹通道吹采样单元210。通过内反吹通道反吹采样单元内部的滤芯，防止滤芯堵住；外反吹反吹采样杆，防止采样杆堵住。其中，由于采样单元的滤芯的过滤精度为0.1um，可以过滤杂质、小颗粒。但容易被杂质、小颗粒堵住，因此可通过内反吹定时反吹，防止滤芯被堵住。
在本示例性实施例中，为了防止采样单元内部的滤芯被堵住，可定时进行光学气室清洁。通过内反吹通道与外反吹通道对光学气室吹气来进行清洁。例如通过射流泵260以一定流速对光学气室排气，烟气从一个端口抽出，空气从另一个端口进入，从而实现光学气室清洁。
在一些实施例中，所述监测组件包括：
温控单元230，贴附在所述光学气室上，用于通过控制所述光学气室外恒温箱体的温度来控制所述光学气室内气体的温度。其中，所述光学气室可靠近温控单元的加热铝板安装。
在一些实施例中，所述光学气室内包含有气池；所述气池的两侧具有相对设置的反射镜；所述反射镜用于折返入射至所述光学气室内的激光。
反射镜可以为反射凹面镜。气池两端安装有反射凹面镜，且镜片与气室筒体之间有红外窗口片隔开，使得镜片不用与烟气接触。
温控单元230集成温控器、PT100、加热铝板231、过温保护开关等；温控单元使得光学气室外部恒温箱270温度稳定在200℃以上，以防止氨气吸附和硫酸氢氨结晶。
本公开提供一种氨气在线监测系统，包含有上述实施例所述的基于TDLAS的氨气在线监测组件。
如图2、3所示，氨气在线监测系统中还可以包括光纤跳线300用于传输激光光束；且光纤跳线传输损耗低，外表铠装包裹，适用于恶劣的工业现场。
氨气在线监测系统中还可以包括屏蔽线缆400，所述屏蔽线缆400用于电信号传输。
氨气在线监测系统中还可以包括电控线缆500，电控线缆500用于所述处理器供电及其内部电气控制模组信号传输。
在一些实施例中，如图2所示，所述监测系统的监测组件包括：
信号选择处理模组115，与多个所述氨气采集模组连接，用于按与光开关相同的时序选择接收所述氨气采集模组输出的电信号，并对所述电信号进行处理；及
人机交互模组113，与所述电气控制模组连接，用于控制所述光学气室的进气状态，及显示所述光学气室内的内部参数。
在本示例性实施例中，处理器可接收内部参数对监测数据进行补偿，并通过人机交互模组进行显示。内部参数可以包括光学气室内的温度和压力等。
本公开提供一种氨气在线监测方法。图4是根据一示例性实施例示出的氨气在线监测方法流程图。如图4所示，氨气在线监测方法包括：
步骤40、基于光开关的输入端与输出端的连接状态，确定氨气监测区域内多个点位处氨气浓度的电信号采集时序；
步骤41、基于所述电信号采集时序，通过氨气监测区域内多点位处的氨气采集模组得到表征点位处的氨气浓度的电信号；其中一个点位处的所述电信号由所述点位处的氨气采集模组输出；
步骤42、基于多个点位处的所述电信号，得到所述多个点位处的氨气浓度。
在本示例性实施例中，基于TDLAS (Tunable Diode Laser AbsorptionSpectroscopy，可调谐半导体激光吸收光谱)原理，形成基于TDLAS的氨气在线监测组件。激光器可以为半导体激光器。光学气室内用于放置采集到的烟气。激光发射至光学气室内被烟气中的氨气进行能量吸收。氨气采集模组将经过所述光学气室内的气体进行能量吸收后的激光转换为电信号进行输出。一个所述氨气采集模组位于一个氨气采集点位，对应输出一个点位处的所述电信号；所述光开关的输出端连接有多个所述氨气采集模组，与所述氨气采集模组的信号输出端连接。即光开关的第一个输出端对应一个氨气浓度的采集点位，通过选择与输入端连接的输出端即可选择对应的氨气浓度的采集点位，获取对应采集点位的电信号，从而实现通过光开关的输入端与输出端的连接状态的控制来确定氨气监测区域内多个点位处氨气浓度的电信号采集时序。
氨气采集模组位于氨气监测区域内呈多点位分布，一个所述氨气采集模组位于一个氨气采集点位。多点位可以呈阵列分布，也可以呈线性分布，具体可以根据需要进行设置。其中，电信号由光学气室内的气体进行能量吸收后的激光经过探测器转换得到。
本申请中通过在氨气监测区域内多点位分布氨气采集模组，每个一个氨气采集模组内包含均有一个监测氨气浓度的光学气室，从而可以保证在监测氨气浓度时获取多个点位的氨气浓度监测值，进而实现对氨气监测区域内氨气浓度的更为精确监测。
在一些实施例中，所述监测方法包括：
通过所述第一进气通道向氨气采集模组的光学气室输入外界环境中的空气时，通过氨气采集模组得到经所述空气进行能量吸收后的激光转换的标准电信号；
通过所述第二进气通道向所述光学气室输入包含有氨气的烟气时，通过氨气采集模组得到经所述烟气进行能量吸收后的激光转换的第一电信号；
基于所述标准电信号进行氨气浓度检测时的显示校准；基于所述第一电信号，确定氨气监测区域内点位对应的氨气浓度；其中，得到所述标准电信号的所述氨气采集模组与得到所述第一电信号的所述氨气采集模组为同一点位处的氨气采集模组。
本公开提供一种处理器，用于执行上述实施例所述的氨气在线监测方法。
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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公开和简化描述，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公开的限制。
此外，本公开实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本公开实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本公开的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。
在本公开中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”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，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (14)
1.一种基于TDLAS的氨气在线监测组件，其特征在于，包括：
激光器，与氨气采集模组电连接，用于向所述氨气采集模组中的光学气室发射激光；
氨气采集模组，位于氨气监测区域内呈多点位分布，用于将经过所述光学气室内的气体进行能量吸收后的激光转换为电信号；其中，一个所述氨气采集模组位于一个氨气采集点位，一个所述氨气采集模组内包含有一个所述光学气室，一个点位的电信号表征一个点位的氨气浓度；
处理器，与各所述氨气采集模组电连接，用于接收所述氨气采集模组输出的多个点位分布的电信号，并基于多个点位分布的电信号获取氨气监测区域内所述多个点位对应的氨气浓度。
2.根据权利要求1所述的基于TDLAS的氨气在线监测组件，其特征在于，所述氨气采集模组包含有均与所述光学气室相通的第一进气通道和第二进气通道；其中，所述第一进气通道用于向所述光学气室输入外界环境中的空气，所述第二进气通道用于向所述光学气室输入包含有氨气的烟气；
其中，通过所述第一进气通道向所述光学气室输入外界环境中的空气时，氨气采集模组输出经所述空气进行能量吸收后的激光转换的标准电信号；通过所述第二进气通道向所述光学气室输入包含有氨气的烟气时，氨气采集模组输出经所述烟气进行能量吸收后的激光转换的第一电信号；
处理器，用于基于所述标准电信号进行氨气浓度检测时的显示校准，及基于所述第一电信号，确定氨气监测区域内点位对应的氨气浓度。
3.根据权利要求2所述的基于TDLAS的氨气在线监测组件，其特征在于，还包括：
光开关，位于所述激光器与所述氨气采集模组之间；其中，所述氨气采集模组为多个并联的氨气采集模组；
所述光开关包括输入端和多个输出端，其中，所述输入端与所述激光器连接，一个所述输出端与一个所述氨气采集模组连接。
4.根据权利要求2所述的基于TDLAS的氨气在线监测组件，其特征在于，所述第一进气通道包含有第一电磁阀，所述第二进气通道包含有第二电磁阀；
所述基于TDLAS的氨气在线监测组件，还包括：
电气控制模组，与所述第一电磁阀与所述第二电磁阀均电连接，用于通过所述第一电磁阀控制所述第一进气通道的通气状态，以及通过所述第二电磁阀控制所述第二进气通道的通气状态。
5.根据权利要求2所述的基于TDLAS的氨气在线监测组件，其特征在于，所述第二进气通道的进气口处具有气体采样杆；所述气体采样杆位于所述氨气监测区域内点位处；所述气体采样杆为中通结构，用于采集所述点位处的气体。
6.根据权利要求3所述的基于TDLAS的氨气在线监测组件，其特征在于，
光开关控制模组，与所述光开关电连接，用于通过控制光开关的输入端与输出端的连接状态，调整对所述氨气监测区域内多个点位处氨气浓度的电信号采集时序。
7.根据权利要求2所述的基于TDLAS的氨气在线监测组件，其特征在于，所述氨气采集模组包含有：
内反吹通道与外反吹通道；
所述内反吹通道用于对所述氨气采集模组中的滤芯吹气，所述外反吹通道用于对所述氨气采集模组中的采样杆吹气。
8.根据权利要求2所述的基于TDLAS的氨气在线监测组件，其特征在于，还包括：
温控单元，贴附在所述光学气室上，用于通过控制所述光学气室外恒温箱体的温度来控制所述光学气室内气体的温度。
9.根据权利要求2所述的基于TDLAS的氨气在线监测组件，其特征在于，所述光学气室内包含有气池；所述气池的两侧具有相对设置的反射镜；所述反射镜用于折返入射至所述光学气室内的激光。
10.根据权利要求4所述的基于TDLAS的氨气在线监测组件，其特征在于，所述监测组件包括：
信号选择处理模组，与多个所述氨气采集模组连接，用于按与光开关相同的时序选择接收所述氨气采集模组输出的电信号，并对所述电信号进行处理；及
人机交互模组，与所述电气控制模组连接，用于控制所述光学气室的进气状态，及显示所述光学气室的内部参数。
11.一种氨气在线监测系统，其特征在于，包含有权利要求1-10任一项所述的基于TDLAS的氨气在线监测组件。
12.一种氨气在线监测方法，其特征在于，包括：
基于光开关的输入端与输出端的连接状态，确定氨气监测区域内多个点位处氨气浓度的电信号采集时序；
基于所述电信号采集时序，通过氨气监测区域内多点位处的氨气采集模组得到表征点位处的氨气浓度的电信号；其中一个点位处的所述电信号由所述点位处的氨气采集模组输出；
基于多个点位处的所述电信号，得到所述多个点位处的氨气浓度。
13.根据权利要求12所述的氨气在线监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：
通过第一进气通道向氨气采集模组的光学气室输入外界环境中的空气时，通过氨气采集模组得到经所述空气进行能量吸收后的激光转换的标准电信号；
通过第二进气通道向所述光学气室输入包含有氨气的烟气时，通过氨气采集模组得到经所述烟气进行能量吸收后的激光转换的第一电信号；
基于所述标准电信号进行氨气浓度检测时的显示校准；基于所述第一电信号，确定氨气监测区域内点位对应的氨气浓度；其中，得到所述标准电信号的所述氨气采集模组与得到所述第一电信号的所述氨气采集模组为同一点位处的氨气采集模组。
14.一种处理器，其特征在于，用于执行权利要求12或13所述的氨气在线监测方法。
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