CN117491100A - 烟气等速采样装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了烟气等速采样装置及方法，包括：烟气测量模块用于获取烟道内的当前烟气流速；样气测量模块包括射流泵和测量室，用于获取样气进入测量室时的当前采样速度；控制模块分别与烟气测量模块和样气测量模块连接，用于若当前采样速度与所当前烟气流速不一致时，根据采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，以及根据当前烟气流速，调整射流泵的进气压力值；压力调节模块分别与射流泵和控制模块连接，用于根据调整后的射流泵的进气压力值，调节射流泵的进气压力，以使当前采样速度与当前烟气流速等速。本申请能够快速实现等速采样。
Description
技术领域
本申请涉及环境感知技术领域，尤其涉及一种烟气等速采样装置及方法。
背景技术
为了对排放管道的烟气进行检查，在排放管道内设置了样气管，以负压的形式连续不断地抽取烟气氧气。测定排气烟尘浓度一般采用等速采样法，即烟气进入样气管的采样速度应与排放管道内的烟气流速等速。采样速度大于或小于烟气流速都将造成测定误差。排放管道内的烟气流速与样气管内的采样速度的情况如图1、图2和图3所示，各图中的箭头代表烟气的流动方向。如图1所示，当采样速度Vn大于烟气流速Vs时，采样管边缘以外的烟尘容易在惯性的作用下进入采样管，导致测量结果偏低。如图2所示，当采样速度Vn小于烟气流速Vs时，采样管边缘以内的烟尘容易在惯性的作用下漏出采样管，导致测量结果偏高，如图3所示，采样速度Vn与烟气流速Vs等速时，才能保证烟气浓度检测结果的正确性。
相关技术方案中，测量得到实际的烟气流速和采样速度，若二者速度不一致时，通过控制比例阀的开阀度，以达到等速采样的目的。比例阀的开阀度一般是通过改变电流大小的方式来实现的。该技术方案需要通过不断地计算二者速度的差值，以此不断地增加或者减小电流，导致实现等速采样的过程较长。同时，如果现场测量装置安装不规范，比如存在涡流等，烟气流速不稳定，也会给等速采样带来影响。
发明内容
本申请的目的在于提供一种烟气等速采样装置及方法，能够快速实现等速采样。
基于上述目的，本申请提供一种烟气等速采样装置，装置包括：
烟气测量模块，用于获取烟道内的当前烟气流速；
样气测量模块，包括射流泵和测量室，用于获取样气进入测量室时的当前采样速度；
控制模块，分别与烟气测量模块和样气测量模块连接，用于若当前采样速度与当前烟气流速不一致时，根据采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，以及根据当前烟气流速，调整射流泵的进气压力值；
压力调节模块，分别与射流泵和控制模块连接，用于根据调整后的射流泵的进气压力值，调节射流泵的进气压力，以使当前采样速度与所述当前烟气流速等速。
进一步的，烟气测量模块包括差压变送器和皮托管，差压变送器的两端分别与皮托管的静压端和总压端相连，差压变送器监测皮托管两端的当前压力值，并将当前压力值转换为电信号输出至控制模块，控制模块根据皮托管两端的当前压力，利用伯努利定理得到烟道内的当前烟气流速；
样气测量模块包括差压单元，差压单元测量测量室进气口的当前压力差，并将当前压力差转换为电信号输出至控制模块，控制模块根据测量室进气口的当前压力差，利用伯努利定理得到测量室内的当前采样速度。
进一步的，控制模块包括模型构建单元，用于设置采样速度与烟气流速相等，在不同烟气流速的测试条件下，测量得到对应的测量室进气口的多个压力差测试值，以及射流泵的多个进气压力测试值，基于多个压力差测试值和多个进气压力测试值，根据最小二乘法构建得到测量室进气口的压力差值与射流泵的进气压力之间的关系模型，进而得到采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型。
进一步的，测量室进气口的压力差值与射流泵的进气压力之间的关系模型表示为：
；
其中，ΔP表示测量室进气口的压力差值，P表示射流泵的进气压力，a、b、d表示参数；
采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型为：
；
其中，C为皮托管系数，V表示采样速度，ρ0表示常温状态下的空气密度。
进一步的，若当前烟气流速大于2.5m/s时，控制模块将当前烟气流速代入采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，得到射流泵调整后的进气压力值，压力调节模块根据调整后的进气压力值，调节射流泵的进气压力，以使当前采样速度与当前烟气流速等速；
当压力调节模块调整射流泵的进气压力后，样气测量模块获取样气进入测量室时的第一采样速度测量值，控制模块计算当前烟气流速与第一采样速度测量值之间的等速跟踪吸引误差，若等速跟踪吸引误差大于等于第一误差阈值时，判定管路漏气或者差压单元的芯片损耗，若等速跟踪吸引误差小于第一误差阈值且大于标准误差时，控制模块通过比例微积分控制方式调节射流泵的进气压力值，以使等速跟踪吸引误差在标准误差之内。
进一步的，若当前烟气流速小于等于2.5m/s时，控制模块设置当前采样速度为2.5m/s，并将2.5m/s代入采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，得到射流泵调整后的进气压力值，压力调节模块根据调整后的进气压力值，调节射流泵的进气压力；
当压力调节模块调整射流泵的进气压力后，样气测量模块获取样气进入测量室时的第二采样速度测量值，控制模块计算第二采样速度测量值与2.5m/s之间的等速跟踪吸引误差，若等速跟踪吸引误差大于等于第二误差阈值时，判定管路漏气或者差压单元的芯片损耗，若等速跟踪吸引误差小于第二误差阈值且大于标准误差时，控制模块通过比例微积分控制方式调节射流泵的进气压力值，以使等速跟踪吸引误差在标准误差之内。
进一步的，采样装置还包括三通接头和比例控制阀，三通接头的第一端与测量室连接，第二端与所述射流泵连接，第三端与比例控制阀连接，所述比例控制阀与外面大气相通，设置射流泵的进气压为一恒定值，若当前采样速度与当前烟气流速不一致时，控制模块根据采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，以及根据当前烟气流速和射流泵的进气压恒定值，确定外面大气的进入量值，比例控制阀根据大气的进入量值控制外面大气的进入量。
进一步的，模型构建单元还根据采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，以及根据射流泵的进气压恒定值，得到采样速度V(Q)与大气的进入量值Q的关系模型为：
；
其中，P0表示射流泵的进气压恒定值，a、b、d表示参数，表示三通接头第三端的横截面积。
基于上述目的，本申请提供一种烟气等速采样方法，该方法应用于如上所述的烟气等速采样装置，该方法包括：
获取烟道内的当前烟气流速；
获取样气进入测量室时的当前采样速度；
若当前采样速度与当前烟气流速不一致时，根据采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，以及根据当前烟气流速，调整射流泵的进气压力值；
根据调整后的进气压力值，调节射流泵的进气压力，以使当前采样速度与当前烟气流速等速。
进一步的，采样装置还包括三通接头和比例控制阀，三通接头的第一端与测量室连接，第二端与所述射流泵连接，第三端与比例控制阀连接，所述比例控制阀与外面大气相通，方法包括：
设置射流泵的进气压为一恒定值，若当前采样速度与当前烟气流速不一致时，根据采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，以及根据当前烟气流速和射流泵的进气压恒定值，确定外面大气的进入量值。
本申请能够快速实现等速采样，并且对现场按照要求和工况要求比较少，从而实现快速烟气浓度测量。
附图说明
图1是采样速度大于烟气流速的示意图；
图2是采样速度小于烟气流速的示意图；
图3是采样速度等于烟气流速的示意图；
图4是根据本申请实施例提供的烟气等速采样装置的第一系统框图；
图5是根据本申请实施例提供的烟气等速采样装置地第一示意图；
图6是根据本申请实施例提供的烟气等速采样装置的第二系统框图；
图7是根据本申请实施例提供的烟气等速采样的实验结果示意图；
图8是根据本申请实施例提供的烟气等速采样装置的第二示意图；
图9是根据本申请实施例提供的烟气等速采样方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述，但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
请参考图4，本申请实施例提供的一种烟气等速采样装置，该装置包括烟气测量模块11、样气测量模块12、控制模块13和压力调节模块14，样气测量模块12包括射流泵121和测量室122。烟气测量模块11与控制模块13连接。样气测量模块12与控制模块13连接，压力调节模块14分别与射流泵121和控制模块13连接。烟气测量模块11用于获取烟道内的当前烟气流速。样气测量模块12用于获取样气进入测量室122时的当前采样速度。若当前采样速度与当前烟气流速不一致时，控制模块13根据采样速度与射流泵121的进气压力值之间的关系模型，以及根据当前烟气流速，调整射流泵121的进气压力值，压力调节模块14根据调整后的射流泵121的进气压力值，调节射流泵121的进气压力，以使当前采样速度与当前烟气流速等速。在烟尘浓度测试过程中，当烟道内的烟气流速与测量室122的采样速度不相等时，该方案根据采样速度与射流泵121的进气压力值之间的关系模型，确定并调节射流泵121的进气压力，从而能够使烟气流速与采样速度等速，以达到等速采样的目的。基于该关系模型，能够快速确定射流泵121的进气压力，能够快速实现等速采样，并且对现场按照要求和工况要求比较少，实现快速烟气浓度测量。
作为一种可选的实现方式，如图5所示的烟气等速采样装置示意图，烟气测量模块11包括差压变送器111和皮托管112，皮托管112深入烟道内，差压变送器111的两端分别与皮托管112的静压端和总压端相连，差压变送器111监测皮托管112两端的当前压力值，并将当前压力值转换为电信号输出至控制模块13，控制模块13根据皮托管两端的当前压力值，利用伯努利定理得到烟道内的当前烟气流速。
作为一种可选的实现方式，烟气流速V烟的计算公式为：
；
其中，C为皮托管系数，通常设置为0.85，ΔP1为皮托管112两端的压力值，ρ0表示常温状态下的空气密度，通常设置为1.205kg/m3。
作为一种可选的实现方式，如图5所示，采样装置还包括负压源15，负压源15与射流泵121连接，且压力调节模块14设置在负压源15与射流泵121之间，在控制模块13控制下，压力调节模块14调节负压源15使得射流泵121形成相应的负压，以实现对烟道内的烟尘的采样。示例性地，负压源15为空气压缩机，空气压缩机以恒定功率工作，使得射流泵121在负压作用下，实现对烟道内的烟尘进行采样。
作为一种可选的实现方式，如图5所示，样气测量模块12还包括采样探杆123和加热气体室124。采样探杆123的前端深入烟道内，采样探杆123的后端与加热气体室124的前端相连，加热气体室124的后端与测量室122相连。射流泵121分别与测量室122、压力调节模块14以及烟道相连，采样探杆123在射流泵121负压作用下对烟道内的烟尘进行采样，并通过加热气体室124加热后进入测量室122进行检测，检测完成后的烟尘通过射流泵121重新进入烟道。
作为一种可选的实现方式，如图5所示，样气测量模块12包括差压单元125，差压单元125测量测量室122进气口的当前压力差，并将当前压力值转换为电信号输出至控制模块13，控制模块13根据测量室122进气口的当前压力差，利用伯努利定理得到测量室122内的当前采样速度。
作为一种可选的实现方式，采样速度V采的计算公式为：
；
其中，C为皮托管系数，通常设置为0.85，ΔP2为测量室122进气口的压力差，ρ0表示常温状态下的空气密度，通常设置为1.205kg/m3。
作为一种可选的实现方式，如图6所示，控制模块13包括模型构建单元131，模型构建单元131设置采样速度与烟气流速相等，在不同烟气流速的测试条件下，测量得到对应的测量室122进气口的多个压力差测试值，以及射流泵121的多个进气压力测试值，基于多个压力差测试值和多个进气压力测试值，根据最小二乘法构建得到测量室122进气口的压力差值与射流泵121的进气压力之间的关系模型。可通过标准风洞实验来模拟不同的烟气流速，在等速采样测试条件下，测量得到多个压力差测试值和多个进气压力测试值。
示例性的，测量室122进气口的压力差值与射流泵121的进气压力之间的关系模型表示为：
；
其中，ΔP表示测量室122进气口的压力差值，P表示射流泵121的进气压力，a、b、d表示参数，示例性地，a=1.886*10-10，b=-1.077*10-6，d=0.011。
采样流速的大小变化与射流泵121的进气压力有关，因此，模型构建单元131还根据测量室122进气口的压力差值与射流泵121的进气压力之间的关系模型，得到采样速度与射流泵121的进气压力值之间的关系模型为：
；
其中，V表示采样速度，P表示射流泵121的进气压力，ρ0表示常温状态下的空气密度，a、b、d表示参数，示例性地，a=1.886*10-10，b=-1.077*10-6，d=0.011。根据该公式，通过设定采样速度等于烟气速度，可以快速得到射流泵121的进气压值。
作为一种可选的实现方式，控制模块13获取烟气测量模块11所发送的当前烟气流速，若当前烟气流速大于2.5m/s时，将当前烟气流速代入采样速度与射流泵121的进气压力值之间的关系模型，得到射流泵121调整后的进气压力值，压力调节模块14根据调整后的进气压力值，调节射流泵121的进气压力，以使当前采样速度与当前烟气流速等速。该方案通过采样速度与射流泵121的进气压力值之间的公式，设定当前采样速度与当前烟气流速相等，就可得到射流泵121的进气压力值，并将射流泵121的进气压力调节到该值，能够快速地实现等速采样。如图7所示的具体实施例的实验结果示意图，从图中可以看出，本申请的技术方案，能够快速实现等速采样。
根据上述技术方案，控制烟气流速已经近似等于采样流速，根据国际标准要求，该二者误差应该控制在8%以内，在该范围内时，认为烟气流速与采样速度等速，因此需要进行等速跟踪，即计算二者的误差，以确保误差在标准范围内。当压力调节模块14调整射流泵121的进气压力后，样气测量模块12获取样气进入测量室122时的第一采样速度测量值V2，控制模块13计算当前烟气流速V1与第一采样速度测量值V2之间的等速跟踪吸引误差R1为：
；
若R1的绝对值大于等于第一误差阈值时，判定管路漏气或者差压单元121的芯片损耗，若R1的绝对值小于第一误差阈值且大于标准误差时，控制模块13通过比例微积分控制调节射流泵121的进气压力值，以使等速跟踪吸引误差在标准误差之内。第一误差阈值可以为15%，标准误差为8%。
作为一种可选的实现方式，控制模块13获取烟气测量模块11所发送的当前烟气流速，若当前烟气流速小于等于2.5m/s时，设置当前采样速度为2.5m/s，并将2.5m/s代入采样速度与射流泵121的进气压力值之间的关系模型，得到射流泵121调整后的进气压力值，压力调节模块14根据调整后的进气压力值，调节射流泵121的进气压力。
当压力调节模块14调整射流泵121的进气压力后，样气测量模块12获取样气进入测量室122时的第二采样速度测量值V3，控制模块13计算2.5m/s与第二采样速度测量值V3之间的等速跟踪吸引误差R2为：
；
若R2的绝对值大于等于第二误差阈值时，判定管路漏气或者差压单元121的芯片损耗，若R2的绝对值小于第二误差阈值且大于标准误差时，控制模块13通过比例微积分控制调节射流泵121的进气压力值，以使等速跟踪吸引误差在标准误差之内。第二误差阈值可以为20%，标准误差为8%。
上述方案中的负压源一般需要压缩空气，空气压缩机成本高，烟道流速大，消耗的压缩空气量大，对空气压缩机要求高，同时空气压缩机定期维护。因此提出另外一种实施方式，该方式假设恒定射流泵121的进气压，由上述测量室122进气口的压力差值与射流泵121的进气压力之间的关系模型，可知当进气压恒定，采样速度也会恒定不变，要想实现等速采样需要改变采样速度，因此本申请通过在射流泵121与测量室122之间增加一个三通接头，通过改变外面的大气进入射流泵的进气量来实现等速采样。如图8所示，采样装置还包括三通接头16和比例控制阀17，三通接头16的第一端与测量室122连接，第二端与射流泵121连接，第三端与比例控制阀17连接，比例控制阀17与外面大气相通，设置射流泵121的进气压为一恒定值，若当前采样速度与当前烟气流速不一致时，控制模块13根据采样速度与射流泵121的进气压力值之间的关系模型，以及根据当前烟气流速和射流泵121的进气压值，确定外面大气的进入量值，比例控制阀17根据大气的进入量值控制外面大气的进入量。进气压恒定值一般设定在2个大气压以上。射流泵121总的采样流速不变，通过比例控制阀17控制三通接头16的外面大气的进入量，来改变采样流速的大小，以实现等速采样。
作为一种可选的实现方式，模型构建单元131还根据采样速度与射流泵121的进气压力值之间的关系模型，以及根据射流泵121的进气压恒定值，得到采样速度V(Q)与大气的进入量值Q的关系模型为：
；
其中，P0表示射流泵的进气压恒定值，表示三通接头16第三端的横截面积。根据该公式，通过设定采样速度等于烟气速度，可以快速得到大气的进入量。
作为一种可选的实现方式，控制模块13获取烟气测量模块11所发送的当前烟气流速，若当前烟气流速大于2.5m/s时，将当前烟气流速代入采样速度与大气的进入量值的关系模型，确定大气的进入量值，比例控制阀17根据大气的进入量值控制外面大气的进入量，以使当前采样速度与当前烟气流速等速。该方案通过采样速度与大气的进入量值之间的公式，设定当前采样速度与当前烟气流速相等，就可得到比例控制阀17控制进入的大气量，能够快速地实现等速采样。
当比例控制阀17控制外面大气的进入量后，样气测量模块12获取进入测量室122时的第三采样速度测量值V4，控制模块13计算当前烟气流速V1与第三采样速度测量值V4之间的等速跟踪吸引误差R3为：
；
若R3的绝对值大于等于第一误差阈值时，判定管路漏气或者差压单元121的芯片损耗，若R3的绝对值小于第一误差阈值且大于标准误差时，比例控制阀17控制增大或减小外面的大气量，以使等速跟踪吸引误差在标准误差之内。第一误差阈值可以为15%，标准误差为8%。
作为一种可选的实现方式，控制模块13获取烟气测量模块11所发送的当前烟气流速，若当前烟气流速小于等于2.5m/s时，设置当前采样速度为2.5m/s，代入采样速度与大气的进入量值的关系模型，确定大气的进入量值，比例控制阀17根据大气的进入量值控制外面大气的进入量。
当比例控制阀17控制外面大气的进入量后，样气测量模块12获取样气进入测量室122时的第四采样速度测量值V5，控制模块13计算2.5m/s与第四采样速度测量值V5之间的等速跟踪吸引误差R4为：
；
若R4的绝对值大于等于第二误差阈值时，判定管路漏气或者差压单元121的芯片损耗，若R4的绝对值小于第二误差阈值且大于标准误差时，比例控制阀17控制增大或减小外面的大气量，以使等速跟踪吸引误差在标准误差之内。第二误差阈值可以为20%，标准误差为8%。
请参考图9，本申请实施例提供的一种烟气等速采样方法，该方法包括：
S901、获取烟道内的当前烟气流速；
S902、获取样气进入测量室122时的当前采样速度；
S903、若当前采样速度与当前烟气流速不一致时，根据采样速度与射流泵121的进气压力值之间的关系模型，以及根据当前烟气流速，调整射流泵121的进气压力值；
S904、根据调整后的进气压力值，调节射流泵121的进气压力，以使当前采样速度与当前烟气流速等速。
当烟道内的烟气流速与测量室122的采样速度不相等时，该方案根据采样速度与射流泵121的进气压力值之间的关系模型，确定并调节射流泵121的进气压力，从而能够使烟气流速与采样速度达等速，以达到等速采样的目的。
作为一种可选的实现方式，设置采样速度与烟气流速相等，在不同烟气流速的测试条件下，测量得到对应的测量室122进气口的多个压力差测试值，以及射流泵121的多个进气压力测试值，基于多个压力差测试值和多个进气压力测试值，根据最小二乘法构建得到测量室122进气口的压力差值与射流泵121的进气压力之间的关系模型为：
；
其中，ΔP表示测量室122进气口的压力差值，P表示射流泵121的进气压力，a、b、d表示参数，示例性地，a=1.886*10-10，b=-1.077*10-6，d=0.011。
根据测量室122进气口的压力差值与射流泵121的进气压力之间的关系模型，得到采样速度与射流泵121的进气压力值之间的关系模型为：
；
其中，V表示采样速度，P表示射流泵121的进气压力，ρ0表示常温状态下的空气密度，a、b、d表示参数，示例性地，a=1.886*10-10，b=-1.077*10-6，d=0.011。根据该公式，通过设定采样速度等于烟气速度，可以快速得到射流泵121的进气压值。
作为一种可选的实现方式，采样装置还包括三通接头16和比例控制阀17，三通接头16的第一端与测量室122连接，第二端与射流泵121连接，第三端与比例控制阀17连接，比例控制阀17与外面大气相通，该方法还包括：控制射流泵121的进气压恒定，若当前采样速度与当前烟气流速不一致时，根据采样速度与射流泵121的进气压力值之间的关系模型，以及根据当前烟气流速和射流泵121的进气压值，确定外面大气的进入量。进气压恒定值一般设定在2个大气压以上。射流泵121总的采样流速不变，通过比例控制阀17控制三通接头16的外面大气的进入量，来改变采样流速的大小，以实现等速采样。
作为一种可选的实现方式，根据采样速度与射流泵121的进气压力值之间的关系模型，以及根据射流泵121的进气压值，得到采样速度V(Q)与大气的进入量值Q的关系模型为：
；
其中，P0表示射流泵的进气压恒定值，表示三通接头16第三端的横截面积。根据该公式，通过设定采样速度等于烟气速度，可以快速得到大气的进入量。
尽管为示例目的，已经公开了本申请的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本申请的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。
Claims (10)
1.一种烟气等速采样装置，其特征在于，所述装置包括：
烟气测量模块，用于获取烟道内的当前烟气流速；
样气测量模块，包括射流泵和测量室，用于获取样气进入所述测量室时的当前采样速度；
控制模块，分别与所述烟气测量模块和所述样气测量模块连接，用于若所述当前采样速度与所述当前烟气流速不一致时，根据采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，以及根据所述当前烟气流速，调整所述射流泵的进气压力值；
压力调节模块，分别与所述射流泵和所述控制模块连接，用于根据调整后的所述射流泵的进气压力值，调节所述射流泵的进气压力，以使所述当前采样速度与所述当前烟气流速等速。
2.如权利要求1所述的烟气等速采样装置，其特征在于，所述烟气测量模块包括差压变送器和皮托管，所述差压变送器的两端分别与所述皮托管的静压端和总压端相连，所述差压变送器监测皮托管两端的当前压力值，并将当前压力值转换为电信号输出至控制模块，所述控制模块根据皮托管两端的当前压力，利用伯努利定理得到烟道内的当前烟气流速：
所述样气测量模块包括差压单元，所述差压单元测量所述测量室进气口的当前压力差，并将当前压力差转换为电信号输出至所述控制模块，所述控制模块根据所述测量室进气口的当前压力差，利用伯努利定理得到测量室内的当前采样速度。
3.如权利要求2所述的烟气等速采样装置，其特征在于，所述控制模块包括模型构建单元，用于设置采样速度与烟气流速相等，在不同烟气流速的测试条件下，测量得到对应的测量室进气口的多个压力差测试值，以及射流泵的多个进气压力测试值，基于多个压力差测试值和多个进气压力测试值，根据最小二乘法构建得到测量室进气口的压力差值与射流泵的进气压力之间的关系模型，进而得到采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型。
4.如权利要求3所述的烟气等速采样装置，其特征在于，所述测量室进气口的压力差值与射流泵的进气压力之间的关系模型表示为：
；
其中，ΔP表示测量室进气口的压力差值，P表示射流泵的进气压力，a、b、d表示参数；
采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型为：
；
其中，C为皮托管系数，V表示采样速度，ρ0表示常温状态下的空气密度。
5.如权利要求4所述的烟气等速采样装置，其特征在于，若所述当前烟气流速大于2.5m/s时，所述控制模块将所述当前烟气流速代入采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，得到射流泵调整后的进气压力值，所述压力调节模块根据调整后的进气压力值，调节射流泵的进气压力，以使当前采样速度与当前烟气流速等速；
当所述压力调节模块调整射流泵的进气压力后，所述样气测量模块获取样气进入所述测量室时的第一采样速度测量值，所述控制模块计算当前烟气流速与第一采样速度测量值之间的等速跟踪吸引误差，若所述等速跟踪吸引误差大于等于第一误差阈值时，判定管路漏气或者差压单元的芯片损耗，若所述等速跟踪吸引误差小于所述第一误差阈值且大于标准误差时，所述控制模块通过比例微积分控制方式调节所述射流泵的进气压力值，以使所述等速跟踪吸引误差在所述标准误差之内。
6.如权利要求4所述的烟气等速采样装置，其特征在于，若所述当前烟气流速小于等于2.5m/s时，所述控制模块设置当前采样速度为2.5m/s，并将2.5m/s代入采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，得到射流泵调整后的进气压力值，所述压力调节模块根据调整后的进气压力值，调节射流泵的进气压力；
当所述压力调节模块调整所述射流泵的进气压力后，所述样气测量模块获取样气进入所述测量室时的第二采样速度测量值，所述控制模块计算第二采样速度测量值与2.5m/s之间的等速跟踪吸引误差，若所述等速跟踪吸引误差大于等于第二误差阈值时，判定管路漏气或者差压单元的芯片损耗，若所述等速跟踪吸引误差小于所述第二误差阈值且大于标准误差时，所述控制模块通过比例微积分控制方式调节射流泵进气压力值，以使等速跟踪吸引误差在所述标准误差之内。
7.如权利要求6所述的烟气等速采样装置，其特征在于，所述采样装置还包括三通接头和比例控制阀，所述三通接头的第一端与测量室连接，第二端与所述射流泵连接，第三端与所述比例控制阀连接，所述比例控制阀与外面大气相通，设置所述射流泵的进气压为一恒定值，若当前采样速度与当前烟气流速不一致时，所述控制模块根据采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，以及根据当前烟气流速和射流泵的进气压恒定值，确定外面大气的进入量值，所述比例控制阀根据大气的进入量值控制外面大气的进入量。
8.如权利要求7所述的烟气等速采样装置，其特征在于，所述模型构建单元还根据采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，以及根据射流泵的进气压恒定值，得到采样速度V(Q)与大气的进入量值Q的关系模型为：
；
其中，P0表示射流泵的进气压恒定值，a、b、d表示参数，表示三通接头第三端的横截面积。
9.一种烟气等速采样方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-8任一所述的烟气等速采样装置，所述方法包括：
获取烟道内的当前烟气流速；
获取样气进入测量室时的当前采样速度；
若当前采样速度与当前烟气流速不一致时，根据采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，以及根据当前烟气流速，调整射流泵的进气压力值；
根据调整后的进气压力值，调节射流泵的进气压力，以使当前采样速度与当前烟气流速等速。
10.如权利要求9所述的烟气等速采样方法，其特征在于，所述采样装置还包括三通接头和比例控制阀，所述三通接头的第一端与测量室连接，第二端与所述射流泵连接，第三端与所述比例控制阀连接，所述比例控制阀与外面大气相通，所述方法包括：
设置所述射流泵的进气压为一恒定值，若当前采样速度与当前烟气流速不一致时，根据采样速度与射流泵的进气压力值之间的关系模型，以及根据当前烟气流速和射流泵的进气压恒定值，确定外面大气的进入量值。
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