SE1150205A1 - Förfarande och system för gasmätning i förbränningskammare - Google Patents

Förfarande och system för gasmätning i förbränningskammare Download PDF

Info

Publication number
SE1150205A1
SE1150205A1 SE1150205A SE1150205A SE1150205A1 SE 1150205 A1 SE1150205 A1 SE 1150205A1 SE 1150205 A SE1150205 A SE 1150205A SE 1150205 A SE1150205 A SE 1150205A SE 1150205 A1 SE1150205 A1 SE 1150205A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
gas
chamber
laser
determining
laser light
Prior art date
Application number
SE1150205A
Other languages
English (en)
Other versions
SE535798C2 (sv
Inventor
Shahriar Badiei
Magnus Berg
Original Assignee
Vattenfall Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vattenfall Ab filed Critical Vattenfall Ab
Priority to SE1150205A priority Critical patent/SE535798C2/sv
Priority to AU2012226677A priority patent/AU2012226677B2/en
Priority to KR1020137023519A priority patent/KR101996410B1/ko
Priority to EP12754415.3A priority patent/EP2683988B1/en
Priority to PCT/SE2012/050254 priority patent/WO2012121654A1/en
Priority to CN201280011821.4A priority patent/CN103459927B/zh
Priority to PL12754415.3T priority patent/PL2683988T3/pl
Priority to JP2013557666A priority patent/JP2014508301A/ja
Priority to US14/003,477 priority patent/US8873053B2/en
Publication of SE1150205A1 publication Critical patent/SE1150205A1/sv
Publication of SE535798C2 publication Critical patent/SE535798C2/sv

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/51—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid inside a container, e.g. in an ampoule
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/12—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance
    • G01K11/125—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance using changes in reflectance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G01K11/322—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres using Brillouin scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N2021/4704—Angular selective
    • G01N2021/4709—Backscatter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/069—Supply of sources
    • G01N2201/0696—Pulsed
    • G01N2201/0697—Pulsed lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FÖRFARANDE QCH SYSTEM FÖR GASMÄTNING Föreliggande uppfinning hänför sig till ett förfarande för be-stämning av åtminstone en gasegenskap vid ett läge i en kam-mare medelst en laserpuls. Förfarandet innefattar emittering(S1) av laserpulsen in i kammaren; bestämning (S2) av enförsta tidpunkt vid vilken laserpulsen emitteras in i kamma-ren; detektering (S3) av laserljus som återsprids av gasmole-kyler vid läget i kammaren; bestämning (S4) av en andra tid-punkt vid vilken laserljuset som återsprids av gasmolekylernadetekteras; bestämning (S5) av läget baserat på den förstatidpunkten, den andra tidpunkten och en pulslängd hos laser-pulsen; samt bestämning (S5) av den åtminstone en gasegenskap-en vid läget, baserat på åtminstone en egenskap hos det bakåt-spridda laserljus som detekteras vid den andra tidpunkten. Dessutom presenteras ett gasmätningssystem och ett förbrän- ningssystem. (Figur 5)

Description

Ett flertal sändare kan fördelas på ångpannans innervägg för att erhålla en tvådimensionell bild av temperaturfördelningen.
Det krävs emellertid stora beräkningsresurser för att bearbeta mätningarna för att kunna generera den tvådimensionella bilden av temperaturfördelningen. Det kan till exempel vara nödvän- digt att använda interpolering i delar av det plan där inga mätningar har utförts för att kunna generera en bild av tempe- raturfördelningen.
Koncentrationen av individuella gasmolekyler av en gasspecie är ytterligare en egenskap hos en gas som det är önskvärt att känna till i ett förbränningssystem. Genom att bestämma gas- koncentrationen kan gasflödet kontrolleras för att åstadkomma optimal koncentration av gasen, varigenom högre effektivitet kan uppnås beträffande förbränningen i förbränningssystemet.
Mer specifikt kan syre (02) och andra förbränningsgaser, t.ex. kolmonoxid (CO) blandas enhetligt så att förbränningen blir mer effektiv. Dessutom minskas också bildandet av NOX-gaser.
Sugpyrometriska förfaranden är kända för bestämning av en gas- temperatur i en förbränningskammare. Vid sugpyrometri avlägs- nas gas ur förbränningskammaren, varvid gasen passerar ett skärmat termoelement så att strålningseffekterna minimeras och den verkliga gastemperaturen mäts. Med denna teknik kan man i typfallet mäta temperaturer upp till 1100 °C. Med dyrare material kan man mäta temperaturer upp till ca 1600 °C. Den extraherade gasen kan därefter användas också för bestämning av koncentrationen av olika gaser i förbränningskammaren. Ge- nom att placera sonden på olika ställen i förbränningskamma- ren, kan en rumslig fördelning av koncentration och temperatur erhållas. Sugpyrometri är emellertid ingen effektiv metod för att bestämma den rumsliga fördelningen av gasens koncentration eller temperatur i förbränningssystemet. Mer specifikt ger det inte tillgång till ett realtidsverktyg för bestämning av den 10 15 20 25 30 rumsliga fördelningen av gaskoncentrationen och/eller gas- temperaturen.
SAMMANFATTNING Mot bakgrund av detta föreligger ett behov av att åstadkomma ett förbättrat förfarande och system för bestämning av en rumslig temperaturfördelning och/eller koncentration av en gas i en kammare för t.ex. ett förbränningssystem. Ändamål för uppfinningen är således att ge tillgång till ett förfarande och en gasmätningsanordning för bestämning av en gasegenskap och dess lokalisering i en kammare.
Enligt en första aspekt av föreliggande uppfinning anordnas ett förfarande för bestämning av åtminstone en gasegenskap vid ett läge i en kammare, medelst en laserpuls, varvid förfaran- det innefattar: emittering av laserpulsen in i kammaren; be- stämning av en första tidpunkt vid vilken laserpulsen emitte- ras in i kammaren; detektering av laserljus som återsprids av gasmolekyler vid läget i kammaren; bestämning av en andra tid- punkt vid vilken det laserljus som âterspridits av gasmoleky- lerna detekteras; bestämning av läget baserat på den första tidpunkten, den andra tidpunkten och en pulslängd hos laser- pulsen; samt bestämning av den åtminstone en gasegenskapen vid läget, baserat på åtminstone en egenskap hos det återspridda laserljus som detekteras vid den andra tidpunkten.
Genom användning av laserljus, kommer mätsystemet inte att vara temperaturberoende, eftersom mätsystemet enligt förelig- gande uppfinning inte är temperaturkänsligt eftersom det i typfallet är placerat utanför kammaren. Den rumsliga pulsläng- den för laserpulsen, som exempelvis kan vara 0,2-0,3 meter, ger vidare en mycket hög rumslig upplösning vid bestämning av läget för gruppen av gasmolekyler i kammaren. Dessutom kan 10 15 20 25 mätningar som ger tillgång till en rumslig fördelning av gas- egenskapen utföras i realtid.
En gasegenskap definieras här som en egenskap hos en gas. En gasegenskap kan exempelvis vara en (lokal) temperatur hos ga- (lokal) sen i kammaren, en koncentration av gasen i kammaren.
En utföringsform kan innefatta bestämning av den åtminstone en egenskapen.
Egenskapen hos det återspridda laserljuset ska här ges en vid tolkning. En egenskap hos ett laserljus kan exempelvis betyda spektrala egenskaper, såsom laserljusets energi och våglängd.
Andra exempel på egenskaper hos laserljus kan vara ljusets in- tensitet eller en mängd fotoner som ingår i det detekterade återspridda ljuset.
Bestämning av den åtminstone en egenskapen kan innebära be- stämning av en mängd av det återspridda laserljuset. Därigenom kan gasens koncentration bestämmas som en funktion av den be- stämda mängden återspritt ljus.
Genom bestämning av koncentrationen hos gasen i ett specifikt läge i kammaren kan det bli möjligt att styra gasfördelningen eller gasflödet för att åstadkomma en enhetlig gaskoncentra- tion i kammaren. Om kammaren är en förbränningskammare eller del av en ångpanna kan förbränningen därigenom bli mer effek- tiv, vilket leder till en högre förbränningsnivå. Vid tillämp- ning i samband med kraftverk betyder det att kraftgenereringen blir mer effektiv samtidigt som de kostnader som är förknip- pade med kraftgenereringen minskas, eftersom det behövs mindre bränsle för att uppnå liknande effekter över tid. Dessutom kan bildande av NOX-gaser minskas. 10 15 20 25 30 Bestämning av den åtminstone en egenskapen kan innebära be- stämning av en spektral egenskap hos det återspridda laserlju- set. Därigenom kan gasens temperatur bestämmas. Därigenom blir det möjligt att uppnå en enhetlig temperaturfördelning genom styrning av gasflödet enligt den temperaturfördelning som be- stämts.
Det detekterade återspridda laserljuset kan vara Rayleigh- spritt laserljus.
Det detekterade återspridda laserljuset kan vara Raman-spritt laserljus. Ramanspridning ger Stokes- och anti-Stokes- spridning; båda dessa spridningstyper leder till en energi- skillnad mellan energin i fotonerna i laserpulsen innan de sprids av gasmolekylerna och det återspridda laserljuset. Ge- nom att mäta denna skillnad kan temperaturen hos gasen i kam- maren bestämmas. Ramanspridning ger också information för be- stämning av gasens koncentration med hjälp av mängden detekte- rat Raman-spritt ljus.
En utföringsform kan vidare innefatta definiering av vågläng- den hos laserpulsen. Genom att definiera laserpulsens våglängd kan man, baserat på Ramanspridning, utföra en temperaturbe- stämning av gasen vid det läge där ljuset återspridits.
En utföringsform kan innefatta detektering av ytterligare återspritt laserljus genom gasmolekyler som rör sig mot läget från den laserpuls som utbreder sig i ett andra plan som skil- jer sig från ett första plan i vilket laserpulsen initialt ut- bredde sig när den emitterades in i kammaren.
En utföringsform kan innefatta bestämning av en koncentration av gasmolekylerna, samt, baserat på bestämning av den åt- minstone en gasegenskapen vid läget i det första planet och den koncentration som bestämts för gasmolekylerna i det andra 10 15 20 25 30 planet, bestämning av en strömningshastighet för gasen vid lä- get i det första planet.
Enligt en andra aspekt av föreliggande uppfinning anordnas en gasmätningsanordning för bestämning av den åtminstone en gas- egenskapen vid ett läge i en kammare, varvid gasmätningssyste- met innefattar: en laseranordning anordnad att emittera en la- serpuls som har en i förväg bestämd längd in i kammaren; en spridningsdetektor som är anordnad att detektera ljus som återsprids av gasmolekyler vid läget i kammaren; och en bear- betningsanordning som är avpassad för att: bestämma en första tidpunkt vid vilken laserpulsen emitteras in i kammaren, be- stämma en andra tidpunkt vid vilken det återspridda laserlju- set detekteras av spridningsdetektorn, bestämma läget för gas- egenskapen baserat på den första tidpunkten, den andra tid- punkten och en pulslängd hos laserpulsen, och bestämma den åt- minstone en gasegenskapen vid läget, baserat på åtminstone en egenskapen hos det återspridda ljus som detekteras vid den andra tidpunkten.
Bearbetningsanordningen kan vara anordnad att bestämma mängden áterspritt laserljus för att därigenom bestämma en koncentrat- ion av gasen vid läget för den åtminstone en gasegenskapen.
Bearbetningsanordningen kan vara anordnad att bestämma en tem- peratur vid läget för gasegenskapen, baserat på spektrala egenskaper hos det återspridda laserljuset.
Enligt en tredje aspekt av föreliggande uppfinning anordnas ett förbränningssystem innefattande: en gasmätningsanordning enligt beskrivningen ovan, en kammare som är avpassad för att inrymma gas, varvid kammaren har en omslutande vägg med en öppning som är anordnad att låta en laserpuls från laseranord- ningen att emitteras in i kammaren. 10 15 20 25 En utföringsform kan innefatta en fönsterenhet som är anordnad i kammarens öppning, vilken en laserpuls-inenhet är anordnad att låta en laserpuls från laseranordningen att emitteras in i kammaren, varvid fönsterenheten är anordnad att matas av en gas utanför kammaren, vilken gas utanför kammaren har ett högre tryck än gasen i kammaren.
Alla ovan nämnda aspekter av föreliggande uppfinning uppvisar samma eller liknande fördelar, såsom är uppenbart för fackman- Ilen .
Ytterligare utarbetade drag och fördelar kommer att beskrivas i följande text.
KORT BESKRIVNNG AV RITNINGARNA Uppfinningen och ytterligare fördelar med denna kommer nu att beskrivas med användning av icke begränsande exempel med hän- visning till bifogade ritningar, i vilka: Figurerna la-c visar elastisk och inelastisk återspridning av fotoner.
Figur 2 visar ett exempel på en gasmätningsanordning.
Figur 3 visar ett första exempel på gasmätning med användning av gasmätningsanordningen i figur 2.
Figur 4 visar ett andra exempel på gasmätning med användning av gasmätningsanordningen i figur 2.
Figur 5 visar ett flödesschema för ett förfarande för bestäm- ning av ett tillstånd och dess läge i en gas.
UTFÖRLIG BESKRIVNING Föreliggande uppfinning är generellt baserad på att uppfinnar- na har insett att ljus kan användas för bestämning av ett . \ tillstånd hos en gas och läget för tillståndet i en kammare' 10 15 20 25 30 eller en ledning som inrymmer gasen, och i vilken gasen kan strömma.
Mer specifikt har uppfinnarna insett att tekniker med detekte- ring och avståndsbestämning med hjälp av ljus (Light Detection and Ranging; LIDAR) kan användas för bestämning av en gasegen- skap och läget för nämnda gasegenskap i en kammare.
LIDAR-tekniker kan generellt användas för att mäta fysiska och kemiska egenskaper hos gaser eller aerosoler. Vid LIDAR- mätningar används vanligen laserljus på grund av dess kohesion och dess smala stråle.
LIDAR-tekniker använder normalt en fördefinierad laserljuspuls för att möjliggöra avståndsbestämning, dvs. lägesbestämning av pulsen genom bestämning av dess förflyttningstid samt för- flyttningstiden för det (åter)-spridda ljuset. Pulslängden i sin tur bestämmer den minsta rumsliga upplösningen.
När laserljus kolliderar med molekyler återsprids en del av laserljuset. Det äterspridda ljuset kan vara t.ex. Rayleigh- spritt ljus eller Raman-spritt ljus.
Begreppen Ramanspridning och Rayleighspridning kommer nu att beskrivas mer utförligt med hänvisning till figurerna la-c.
Rayleighspridning involverar så kallad elastisk spridning i den bemärkelsen att de äterspridda fotonerna har samma energi som före kollisionen mellan fotoner och molekyler. I detta fall kolliderar en laserfoton med en gasmolekyl och exciterar därigenom molekylen. Den exciterde molekylen emitterar däref- ter en foton med samma energi som den foton som exciterade mo- lekylen. Fenomenet visas i Figur la.
Ramanspridning involverar så kallad inelastisk spridning i den bemärkelsen att den emitterade fotonen kommer att ha en annan energi jämfört med energin i laserljusfotonen före kollisionen 10 15 20 25 30 med molekylen. Sådan inelastisk spridning kan föreligga i form av Stokes-spridning eller Anti-Stokes-spridning.
Stokes-spridning betyder att den återspridda fotonen som emit- teras efter kollisionen kommer att ha lägre energi än den la- serfoton som exciterat molekylen. Våglängden hos det åter- spridda ljuset kommer således att vara längre än före kollis- ionen. Stokes-spridning av en foton visas schematiskt i Figur lb.
Anti-Stokes-spridning betyder att den återspridda fotonen kom- mer att ha högre energi än laserfotonen före kollisionen med molekylen. Våglängden hos det återspridda ljuset kommer såle- des att vara kortare än före kollisionen. Anti-Stokes- spridning av en foton visas schematiskt i Figur lc.
Figur 2 visar ett exempel på en gasmätningsanordning 1 enligt föreliggande uppfinning. Gasmätningsanordningen 1 kan gene- rellt användas för bestämning av gasegenskaper och deras re- spektive lägen i en kammare. En sådan kammare kan vara vilken som helst sorts kammare som är lämplig för att inrymma en gas för att låta en gas strömma genom kammaren. I följande text kommer en kammare att exemplifieras generellt med användning av en del av en ångpanna för generering av ånga i ett kraft- verk.
I det såsom exempel visade gasmätningssystemet 1 används op- tiska förfaranden för bestämning av en gasegenskap och dess läge i en kammare. Närmare bestämt, i det såsom exempel visade gasmätningssystemet l används med fördel LIDAR-tekniker för bestämning av ett tillstånd i en gas och läget för gasegen- skapen i den kammare i vilken gasen är inrymd.
Gasmätningssystemet 1 innefattar en laseranordning 3, en spridningsdetektor 5, en bearbetningsanordning 7, en kraftför- sörjning 9 för att förse laseranordningen 3 med energi, en 10 15 20 25 30 10 fönsterenhet 11 och en pumpenhet 13 ansluten till fönsteren- heten 11.
Laseranordningen 3 kan enligt en utföringsform vara en laser som kan emittera laserpulser. Laseranordningen 3 kan exempel- vis vara en Nd:YAG-laser, en excimer-pumpad färgämneslaser el- ler någon likvärdig typ av laseranordning. Váglängden hos en laserpuls kan exempelvis vara mellan 266 och 1064 nm. Laser- pulsens stràlpunkt kan vara mellan t.ex. 3 och 15 mm. Varak- tigheten för en puls kan t.ex. ligga inom intervallet 30x10“n sekunder till 10x10” sekunder, vilket ger en rumslig pulslängd inom intervallet 0,009 m till 3 m. Pulslängden bestämmer den rumsliga upplösningen för mätningarna. Tidsvaraktigheten och den rumsliga längden hos pulsen är generellt beroende av den specifika applikationen. Laserns pulsrepetitionsfrekvens kan exempelvis vara 10 Hz till 1000 Hz med vilken som helst puls- intensitet.
Fönsterenheten 11, som kan vara anordnad i en öppning i för- bränningskammarens vägg 10, ger tillgång till ett fönster in till kammaren. Laseranordningen 3 är anordnad så att en laser- puls som emitteras av laseranordningen 3 kan matas in i kamma- ren genom fönsterenheten 11. Fönsterenheten 11 matas med gas från pumpenheten 13. Pumpenheten 13 kan enligt en utförings- form vara en gascylinder. Gasen som ibland betecknas spolgas, som anordnas av pumpenheten 13 till fönsterenheten 11, har i typfallet ett högre tryck än den gas som strömmar i kammaren.
Därigenom skyddas fönsterenheten 11 av spolgasen. Genom att använda fönsterenheten 11, kan laserpulser skickas in i kamma- ren och återspritt ljus kan detekteras av spridningsdetektorn 5 samtidigt som den generellt alltid ger tillgång till en ren optisk gränsyta mellan kammaren och kammarens utsida.
Kammaren kan exempelvis vara en ugn, varvid kammarväggen är en ugnsvägg. 10 15 20 25 30 ll I den utföringsform som visas i Figur 2 är laseranordningen 3 anordnad så att laseranordningen 3 emitterar laserpulser i vertikal riktning mot spridningsdetektorns 5 undersida. Detta arrangemang kan exempelvis genomföras med hjälp av ett spegel- arrangemang framför laseranordningen 3. Spridningsdetektorn 5 innefattar ett spegelarrangemang (ej visat) för att rikta en laserpuls mot fönsterenheten 11 och således in i kammaren.
Därvid vet man att återspritt ljus som detekteras av sprid- ningsdetektorn 5 har återspridits av molekyler eller atomer i samma plan som en optisk axel O längs vilken laserljuset bre- der ut sig.
Enligt en utföringsform kan spridningsdetektorn 5 innefatta en teleskopkonfiguration och ett dedikerat detektorsystem. Sprid- ningsdetektorn 5 kan innefatta ett eller flera strålningskäns- liga element, t.ex. fotomultiplikatorrör (Photomultiplier Tu- bes; PMT). Fotomultiplikatorrör har förmåga att omvandla in- samlad strålning till elektriska signaler som kan vidarebear- betas digitalt.
I utföringsformer där man förlitar sig på Ramanspridning an- vänds i typfallet ett filter som är arrangerat i spridningsde- tektorn för filtrering av Rayleigh-spritt ljus från det Raman- spridda ljuset. Därigenom kan detekteringen och bearbetningen koncentreras till Raman-spritt ljus. Enligt sådana utförings- former kan två eller flera fotomultiplikatorrör vara anslutna i serie. De respektive fotomultiplikatorrören kan därefter ar- rangeras för att detektera antingen ett anti-Stokes- eller ett Stokes-spritt ljus. Således kan ett första fotomultiplikator- rör exempelvis arrangeras för att detektera anti-Stokes- spridning från en av gasspecie och ett andra fotomultiplika- torrör kan vara arrangerat för att detektera Stokes-spridning från samma gasspecie. Genom signalkvoten mellan antalet Sto- kes- och anti-Stokes-spridda fotoner kan man bestämma tempera- turen i gasen i kammaren i det läge i kammaren där dessa foto- 10 15 20 25 30 12 ner återspridits. Den rumsliga pulslängden bestämmer den rums- liga upplösningen för det läge som bestämts.
Spridningsdetektorn 5 kan kalibreras för att ta hänsyn till den gas som levereras av pumpenheten 13 till fönsterenheten 11 för att eliminera mätfel på grund av återspridning som åstad- kommes av denna gas. Alternativt kan bearbetningsanordningen 7 kalibreras för att ta hänsyn till den gas som levereras av pumpenheten 13 till fönsterenheten 11 för att eliminera mätfel som beror på återspridning som åstadkommes av denna gas.
Bearbetningsanordningen 7 är funktionsmässigt kopplad till spridningsdetektorn 5. Bearbetningsanordningen 7 kan vara en integrerad enhet som behandlar data som tas emot från sprid- ningsenheten 5. Alternativt kan bearbetningsanordningen inne- fatta flera enheter som tillsammans bildar bearbetningsanord- ningen.
Med hänvisning till figur 3a, kommer nu ett första exempel på bestämning av ett tillstånd i en gas och dess läge i en kam- mare att beskrivas mer utförligt.
Figur 3a visar en schematisk sidvy av ett förbränningssystem 15 som innefattar en förbränningskammare 17, t.ex. en ugn och gasmätningsanordningen 1. För att göra framställningen tydlig har inte alla utarbetade drag i gasmätningssystemet 1 åskåd- liggjorts i figur 3a.
Luft eller syre tillförs till förbränningskammaren 17, såsom visas av pilen A. Vidare anordnas olja, kol eller naturgas till förbränningskammaren 17, såsom visas av pilen B. Bland- ningarna antänds och förbränningen äger rum i den zon där bränsle och syre/luft har anordnats. Med hjälp av gasmätnings- anordningen 1 är det möjligt att bestämma den rumsliga fördel- ningen av temperaturen och koncentrationen av en gas G som strömmar genom förbränningssystemet 15, vilken gas G erhålls 10 15 20 25 30 13 som resultat av förbränning av luft eller syre och bränsle i förbränningskammaren 17.
I det aktuella exemplet strömmar gasen G i vertikal riktning uppåt i förbränningssystemet 15. Observera emellertid att för ändamálen enligt föreliggande uppfinning kan gasen generellt strömma i vilken som helst riktning beroende på förbrännings- systemets orientering.
Gasen G strömmar genom förbränningskammaren genom en rökgas- ledning 20 mot en region i ångpannan där den kan upphettar en vätska, t.ex. vatten, för att generera ånga. Gasen G är i typ- fallet en blandning av flera gaser, t.ex. kväve, koldioxid, kolmonoxid, syre, svavelföreningar (SOX) och NOX-gaser.
För att bestämma en rumslig fördelning av ett tillstånd i ga- sen G i en tvärsektion vid den optiska axeln O, emitteras en laserpuls av laseranordningen 3 och levereras till förbrän- ningskammaren 17 under steget S1, såsom också framgår av figur 5. En laserpuls kan exempelvis levereras till förbränningskam- maren 17 med en frekvens på 10 Hz eller 500 Hz.
Grundprinciperna för återspridning kommer nu att beskrivas mer utförligt med hänvisning till Figur 3b.
En laserpuls P som emitteras in i förbränningskammaren 17 via fönsterenheten 11 utbreder sig genom förbränningskammaren 17.
Laserpulsen P utbreder sig mellan innerväggarna 17-1 i för- bränningskammaren 17. Laserpulsen P har en längd L som bestäms av pulsens varaktighet.
Gasen G som strömmar genom förbränningskammaren innefattar en mångfald molekyler såsom molekylerna M-1, M-2 och M-n. I föl- jande beskrivning kommer molekylerna M-1, M-2 och M-n att ex- emplifieras med syremolekyler. Observera att i allmänhet finns ett stort antal molekyler fördelade i varje godtyckligt vald volymenhet i förbränningskammaren. För att förenkla beskriv- 10 15 20 25 30 14 ningen kommer föreliggande exempel att baseras på tre moleky- ler.
Gasen G är i allmänhet en icke-enhetlig blandning av flera mo- lekyltyper, såsom beskrivits ovan. Gasen G kan också ha olika temperaturer i olika delar av gasen G.
När laserpulsen P breder ut sig genom gasen G i förbrännings- kammaren 17, kommer fotoner att återspridas av molekylerna i gasen G. Detta åskådliggörs i föreliggande exempel av fotoner- na 19-1, 19-2 och 19-n som återsprids av molekylerna M-1, M-2 resp. M-n. Molekylerna M-1, M-2 och M-n är belägna nära varandra på avståndet d från innerväggen 17-1 från vilken la- serpulsen P har emitterats in i förbränningskammaren 17. Bear- betningsanordningen 7 har i steget S2 tagit emot data som hän- för sig till en första tidpunkt när laserpulsen P matats in i förbränningskammaren 17.
I detta exempel antas att fotonen 19-1 återsprids såsom anti- Stokes-spridning, vilket betyder att fotonen 19-1 kommer att ha en kortare våglängd än våglängden för laserpulsen P. Vidare antas att fotonen 19-2 återsprids såsom Stokes-spridning, vil- ket betyder att fotonen 19-2 kommer att ha en längre våglängd än våglängden för laserpulsen P. Dessutom antas att fotonen 19-n återsprids såsom Rayleigh-spridning.
De återspridda fotonerna 19-1, 19-2 och 19-n detekteras i ste- get S3 med hjälp av spridningsdetektorn 5 efter att fotonerna 19-1, 19-2 och 19-n har lämnat förbränningskammaren 17 genom fönsterenheten 11.
Den Rayleigh-spridda fotonen 19-n filtreras med hjälp av ett filter. Den anti-Stokes-spridda fotonen 19-1 och den Stokes- spridda fotonen 19-2 detekteras med användning av ett respek- tive fotomultiplikatorrör i spridningsdetektorn 5. 10 15 20 25 30 15 Bearbetningsanordningen 7 tar emot data från spridnings- detektorn 5 beträffande antalet detekterade Stokes-spridda och antalet detekterade anti-Stokes-spridda fotoner. Vidare regi- streras i steg S4 en andra tidpunkt, nämligen den tid när de- tektering av fotonerna inträffar. Förändringen av våglängd hos de återspridda fotonerna 19-1 och 19-2 används av bearbetning- sanordningen 7 för att bestämma typen av molekyler M-1 och M- 2. Med hjälp av mängden detekterade återspridda molekyler från avståndet d, kan bearbetningsanordningen 7 under steg S6, be- stämma syrekoncentrationen på avståndet d. I steg S5 bestäms läget för molekylerna M-1 och M-2 genom avståndet d och den rumsliga upplösningen bestäms genom den i förväg bestämda pulslängden L för laserpulsen P. Därigenom kan läget för mole- kylerna M-1 och M-2 bestämmas ligga på avståndet d med en rumslig upplösning med längden L.
Temperaturen hos molekylerna M-1 och M-2 kan bestämmas baserat på kvoten mellan de återspridda Raman-fotonerna 19-1 och 19-2.
Generellt kan temperaturen hos gasen G vid ett specifikt läge bestämmas baserat på kvoten mellan den totala mängden åter- spridda Stokes- och anti-Stokes-fotoner.
Observera att i stället för Ramanspridning, kan Rayleigh- spridning användas för att bestämma den rumsliga temperatur- fördelningen av gasen i förbränningskammaren.
Med hänvisning till figur 4 visas ytterligare en tillämpning av föreliggande uppfinning. I den tillämpning som visas i fi- gur 4a kan också en rumslig fördelning av strömningshastighet- en för gasen G bestämmas. Därigenom kan massflödet också be- stämmas.
Det förbränningssystem 15 som visas i figur 4 liknar det i fi- gur 3a. I exemplet i figur 4, innefattar gasmätningsenheten 1 dessutom ett spegelarrangemang 21 som är anordnat på en mot- 10 15 20 25 30 16 satt sida om förbränningskammaren 17 i förhållande till laser- anordningen 3 och spridningsdetektorn 5.
I detta exempel är spegelarrangemanget 21 anordnat externt i förhållande till förbränningskammaren 17. Fönsterenheterna ll är därför anordnade i den vägg i förbränningskammaren som är motsatt mot den vägg där spridningsdetektorn 5 är anordnad.
Därigenom kan laserpulser lämna förbränningskammaren 17 för att omriktas av spegelarrangemanget 21 utanför förbrännings- kammaren 17 och ledas tillbaka till förbränningskammaren via fönsterenheten 11. I detta exempel riktas en laserpuls som om- riktas av spegelarrangemanget 21 i en riktning som är motsatt mot riktningen för laserpulsen när den först emitteras in i förbränningskammaren av laseranordningen 3. Den omriktade la- serpulsen kan utbreda sig i ett andra plan 23-2 som är paral- lellt med ett första plan 23-1 i vilket laserpulsen utbreder sig när emitteras av gasmätningsanordningen 1.
Den rumsliga fördelningen för gasen G och den rumsliga tempe- raturfördelningen kan bestämmas på ett liknande sätt som det som beskrivits tidigare med hänvisning till figurerna 3a-b.
Ytterligare en fördel med utföringsformen i figur 4 är att även den rumsliga fördelningen av strömningshastigheten hos gasen G kan bestämmas med hjälp av föreliggande uppsättning.
Det bör emellertid observeras att placeringen av spegel- arrangemanget kan vara annorlunda beroende på tillämpningen. I detta avseende kan fackmannen på enkelt sätt överväga olika anordningar för spegelarrangemanget.
Bestämning av strömningshastigheten längs en strömningsaxel 25 tvärgående mot den optiska axeln kommer nu att beskrivas. Fö- religgande exempel med bestämning av strömningshastigheten ba- seras på tvádimensionella mätningar av återspridning.
Strömningsaxeln 25 är belägen på ett avstånd d2 från vägen i förbränningskammaren 17. 10 15 20 25 30 17 Ljus eller fotoner återsprids från en omriktad laserpuls som breder ut sig i det andra planet 23-2, detekteras och bestäms ha återspridits från gasmolekyler i det andra planet 23-2.
Detta kan beräknas genom bestämning av den första tidpunkt då laserpulsen matas in i förbränningskammaren 17 via laser- anordningen 3 och genom bestämning av en andra tidpunkt när det återspridda ljuset detekteras. Eftersom man känner till bredden hos förbränningskammaren 17, kan man bestämma när det detekterade återspridda ljuset utgår från molekylerna i det andra planet 23-2.
Koncentrationen kan sedan bestämmas i närheten av mötespunkten mellan det andra planet 23-2 och strömningsaxeln 25, baserat på de principer som beskrivits tidigare med hänvisning till figur 3b. Den koncentration av gas G som bestäms i närheten av mötespunkten mellan det andra planet 23-2 och strömningsaxeln 25 är då tidsstämplad.
Laserpulser emitteras in i förbränningskammaren med en fre- kvens mellan t.ex. 10 Hz och 500 Hz. Samtidigt som koncentrat- ionen av gas G bestäms i närheten av mötespunkten mellan det andra planet 23-2 och strömningsaxeln 25, bestäms på liknande sätt koncentrationen av gas G i närheten av mötespunkten mel- lan det första planet 23-1 och strömningsaxeln 25.
När gasens koncentration är lika med eller mycket nära den koncentration som bestäms i närheten av mötespunkten mellan det andra planet 23-2 och strömningsaxeln 25 är denna också tidsstämplad. Strömningshastigheten längs strömningsaxeln 25 kan sedan bestämmas med hjälp av bearbetningsanordningen 7 ge- nom bestämning av tidsskillnaden mellan mätningarna av den koncentration som bestämts i närheten av mötespunkten mellan det andra planet 23-2 och strömningsaxeln 25 och de liknande mätresultaten i närheten av mötespunkten mellan det första planet 23-1 och strömningsaxeln 25. 10 15 20 25 18 Massflödet kan bestämmas genom att man multiplicerar koncent- rationen med strömningshastigheten.
Den rumsliga temperaturfördelningen kan bestämmas på samma sätt som beskrivits tidigare med hänvisning till figurerna 3a-b.
I de utföringsformer som presenterats här kan en eller flera speglar användas för att definiera ett detektionsplan i för- bränningskammaren. En sådan spegel kan arrangeras i samma plan som den optiska axeln O i figur 2, längst bort på förbrän- ningskammarens innervägg i förhållande till laseranordningen.
Den gasmätningsanordning som beskrivits här kan användas vid gasmätning i kraftverk och liknande områden, där gasströmning och bestämning av fördelningen av gasegenskaper och/eller gas- förhållanden är av betydelse.
Det är uppenbart för fackmannen att föreliggande uppfinning på inget sätt är begränsad till de ovan beskrivna exemplen. Däre- mot kan många modifikationer och variationer göras inom om- fånget för bifogade krav. Exempelvis kan de tvådimensionella mätningarna av strömningshastigheten göras med två parallella uppsättningar med laseranordningar istället för att använda ett spegelarrangemang och en laseranordning. Tiden för emiss- ion av varje parallell laserpuls för varje individuell laser- anordning kan då användas för bestämning av gasströmmen. Vi- dare kan spegelarrangemanget anordnas nedströms i förhållande till det huvudplan i vilket laserpulsen emitteras in i kamma- ren i stället för uppströms som i det exempel som beskrivits OVaII .

Claims (14)

1. 0 15 20 25 CLAIMS L A method for determining at least one gas condition at a location in a combustion chamber of a power plant by means of a laser pulse, the method comprising: emitting (S1) the laser pulse into the chamber, determining (S2) a first point of time at which the laser pulse is emitted into the chamber, detecting (S3) laser light backscattered by gas molecules at the location in the chamber, determining (S4) a second point of time at which the laser light backscattered by the gas molecules is detected, determining (S5) the location based on the first point of time, the second point of time, and a pulse length of the laser pulse, and determining (S6) the at least one gas condition at the location based on at least one characteristic of the backscattered laser light detected at the second point of time. Z The method as claimed in claim 1, comprising determining the at least one characteristic. 3 The method as claimed in claim 2, wherein the determining the at least one characteristic involves determining an amount of the backscattered laser light. 4 The method as claimed in claim 2 or 3, wherein the determining the at least one characteristic involves determining a spectral property of the backscattered laser light. 10 15 20 25 5 The method as claimed in claim 1 or 2, wherein the detected backscattered laser light is Rayleigh scattered laser light. 6 The method as claimed in any of claims 1-4, wherein the detected backscattered laser light is Raman scattered laser light. T The method as claimed in any of the preceding claims, comprising defining a wavelength of the laser pulse. & The method as claimed in any of the preceding claims, comprising: detecting additional backscattered laser light by gas molecules moving towards the location, from the laser pulse propagating in a second plane different than a first plane in which the laser pulse initially propagated in when emitted into the chamber. 9 The method as claimed in claim 8, comprising: determining a concentration of the gas molecules in the second plane, and based on the determining of the at least one gas condition at the location in the first plane, and the determined concentration of the gas molecules in the second plane, determining a flow rate of the gas at the location in the first plane. IQ A gas measurement arrangement (1) for determining at least one gas condition at a location in a combustion chamber of a power plant, the gas measurement system comprising: 5 10 15 20 25 a laser device (3) arranged to emit a laser pulse into the chamber, a scattering detector (5) arranged to detect light backscattered by gas molecules at the location in the chamber, and a processing arrangement (7) adapted to: - determine a first point of time at which the laser pulse is emitted into the chamber, - determine a second point of time at which the backscattered laser light is detected by the scattering detector (5), - determine the location of the gas condition based on the first point of time, the second point of time and a pulse length of the laser pulse, and - determine the at least one gas condition at the location based on at least one characteristic of the backscattered light detected at the second point of time. IL The gas measurement arrangement (1) as claimed in claim 10, wherein the processing arrangement (7) is arranged to determine an amount of the backscattered laser light to thereby determine a concentration of the gas at the location of the at least one gas condition. 12. The gas measurement arrangement (1) as claimed in claim 10 or ll, wherein the processing arrangement (7) is arranged to determine a temperature at the location of the gas 10 15 condition based on spectral characteristics of the backscattered laser light. 13 A combustion system (15) comprising: a gas measurement arrangement (1) according to any of claims 10-12, a combustion chamber adapted to accommodate gas, the chamber having a enclosing wall with an opening arranged to allow a laser pulse from the laser device (3) to be emitted into the combustion chamber. 14 The combustion system (15) as claimed in claim 13, comprising a window unit (ll) arranged in the opening of the chamber, which window unit (ll) is arranged to allow a laser pulse from the laser device (3) to be emitted into the chamber, the window unit (11) being arranged to be fed by a gas external to the chamber, which gas external to the chamber has a higher pressure than the gas in the chamber.
SE1150205A 2011-03-08 2011-03-08 Förfarande och system för gasmätning i förbränningskammare SE535798C2 (sv)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150205A SE535798C2 (sv) 2011-03-08 2011-03-08 Förfarande och system för gasmätning i förbränningskammare
AU2012226677A AU2012226677B2 (en) 2011-03-08 2012-03-07 Method and system for gas measurements in a combustion chamber
KR1020137023519A KR101996410B1 (ko) 2011-03-08 2012-03-07 연소실 내 가스 측정 방법 및 장치
EP12754415.3A EP2683988B1 (en) 2011-03-08 2012-03-07 Method and system for gas measurements in a combustion chamber
PCT/SE2012/050254 WO2012121654A1 (en) 2011-03-08 2012-03-07 Method and system for gas measurements in a combustion chamber
CN201280011821.4A CN103459927B (zh) 2011-03-08 2012-03-07 用于燃烧腔室内气体测量的方法和装置
PL12754415.3T PL2683988T3 (pl) 2011-03-08 2012-03-07 Sposób i układ do pomiaru gazu w komorze spalania
JP2013557666A JP2014508301A (ja) 2011-03-08 2012-03-07 燃焼室内のガスを測定する方法及びシステム
US14/003,477 US8873053B2 (en) 2011-03-08 2012-03-07 Method and system for gas measurements in a combustion chamber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150205A SE535798C2 (sv) 2011-03-08 2011-03-08 Förfarande och system för gasmätning i förbränningskammare

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1150205A1 true SE1150205A1 (sv) 2012-09-09
SE535798C2 SE535798C2 (sv) 2012-12-27

Family

ID=46798447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1150205A SE535798C2 (sv) 2011-03-08 2011-03-08 Förfarande och system för gasmätning i förbränningskammare

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8873053B2 (sv)
EP (1) EP2683988B1 (sv)
JP (1) JP2014508301A (sv)
KR (1) KR101996410B1 (sv)
CN (1) CN103459927B (sv)
AU (1) AU2012226677B2 (sv)
PL (1) PL2683988T3 (sv)
SE (1) SE535798C2 (sv)
WO (1) WO2012121654A1 (sv)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014071016A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-08 The Regents Of The University Of Michigan Alkali metal spectroscopy for imaging of parameters in a combustion chamber of an internal combustion engine
DE102013010553A1 (de) * 2013-06-15 2014-12-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Maßes für die Temperatur eines Brenngases im Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine
US9354167B2 (en) * 2014-10-07 2016-05-31 Phase Technology Method and apparatus for measuring appearance and disappearance temperatures of wax for transparent, translucent and opaque oils
CN104330189B (zh) * 2014-10-23 2017-02-15 中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所 基于光学分光系统的tdlas气体测温检测方法
CN104359857B (zh) * 2014-11-15 2017-03-15 武汉新烽光电科技有限公司 一种可分时复用的tdlas气体监测装置
CN108459011B (zh) * 2018-07-12 2020-06-30 吉林大学 一种基于激光拉曼和瑞利散射的气体摩尔分数测量方法
CN110967442B (zh) * 2019-12-27 2022-05-06 江苏中烟工业有限责任公司 一种卷烟的瞬时燃烧速率的检测方法及系统
CN112798550B (zh) * 2021-04-14 2021-07-13 四川大学 一种宽测量范围的激光吸收光谱燃烧诊断方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3625613A (en) * 1968-06-28 1971-12-07 Avco Corp Apparatus for remote sensing and analyzing of gaseous materials using raman radiation
EP0283047A3 (de) * 1987-03-19 1991-02-06 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Verfahren und Einrichtung zur berührungsfreien Gewinnung von Daten zur ortsaufgelösten Bestimmung der Dichte und Temperatur in einem Messvolumen
DE4320943C2 (de) * 1993-06-24 2001-02-15 Lavision Gmbh Verfahren zur Charakterisierung der Arbeitsweise von Verbrennungsmotoren durch Messen der Gaszusammensetzung im Brennraum durch Raman-Spektroskopie
DE4416270A1 (de) * 1994-05-07 1995-11-09 Peter L Prof Dr Andresen Optimierung von turbulenten Verbrennungs- und Mischprozessen durch gezielte Zugabe von Substanzen
CN1064120C (zh) * 1995-03-27 2001-04-04 华中理工大学 炉膛燃烧温度场测量方法
US5920388A (en) * 1996-10-15 1999-07-06 Research Electro-Optics, Inc. Small particle characteristic determination
JP3211825B1 (ja) * 2000-12-15 2001-09-25 学校法人 慶應義塾 微小気泡及び微小液滴の径及び分布等の測定方法と装置
US6542831B1 (en) * 2001-04-18 2003-04-01 Desert Research Institute Vehicle particulate sensor system
JP3790504B2 (ja) * 2002-08-09 2006-06-28 三菱重工業株式会社 微粉炭燃焼システム
CN100437165C (zh) * 2003-03-31 2008-11-26 佐勒技术公司 监视与控制燃烧过程的方法与设备
JP4160866B2 (ja) * 2003-06-30 2008-10-08 三菱重工業株式会社 光計測装置
DE102006036563A1 (de) * 2006-08-04 2008-02-07 Siemens Building Technologies Hvac Products Gmbh Überwachung von Verbrennungsvorgängen an einem Ort durch schnellen Sauerstoffsensor
US20110052453A1 (en) * 2008-01-18 2011-03-03 Mclarnon Christopher Removal of carbon dioxide from a flue gas stream
US20110184624A1 (en) * 2008-07-10 2011-07-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Gas detection device
US20100194574A1 (en) 2009-01-30 2010-08-05 David James Monk Particle detection system and method of detecting particles

Also Published As

Publication number Publication date
EP2683988A1 (en) 2014-01-15
CN103459927B (zh) 2015-12-23
EP2683988A4 (en) 2014-08-27
SE535798C2 (sv) 2012-12-27
WO2012121654A1 (en) 2012-09-13
US20140016130A1 (en) 2014-01-16
KR101996410B1 (ko) 2019-07-04
AU2012226677B2 (en) 2016-10-20
KR20140049505A (ko) 2014-04-25
PL2683988T3 (pl) 2016-10-31
AU2012226677A1 (en) 2013-09-19
US8873053B2 (en) 2014-10-28
EP2683988B1 (en) 2016-01-20
CN103459927A (zh) 2013-12-18
JP2014508301A (ja) 2014-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE1150205A1 (sv) Förfarande och system för gasmätning i förbränningskammare
JP4038631B2 (ja) 半導体レーザ分光法を用いた温度・濃度・化学種の高速計測方法および計測システム
Singh et al. Simultaneous measurements of temperature and CO concentration in stagnation stabilized flames
Ojo et al. Thermographic laser Doppler velocimetry
Dibble et al. An improved method of data aquisition and reduction for laser raman-rayleigh and fluorescence scattering from Multispecies
KR20210087517A (ko) 레이저 유도 백열 원리를 사용하여 유동 유체에서 입자 또는 에어로졸을 검출하기 위한 입자 센서
Laurence et al. Visualization of hypersonic boundary-layer transition on a slender cone
KR20110047484A (ko) 라만 ｏｔｄｒ 온도센서에서의 온도 분포 측정 방법
US20140269817A1 (en) Phosphor Thermometry Fiber Sensor
US20150117493A1 (en) Phosphor Thermometry Fiber Sensor
Schorsch et al. Detection of flame radicals using light-emitting diodes
JP2016191628A5 (sv)
JP5645397B2 (ja) 温度測定装置および温度測定方法
CN105388097A (zh) 测定装置
Schefer et al. Comparison of turbulent-jet and bluff-body stabilized flames
KR20210098471A (ko) 유동 유체 내의 입자 또는 에어로졸의 검출 방법, 컴퓨터 프로그램 및 전기 저장 매체
Jovicic et al. Simultaneous two-dimensional temperature and velocity measurements in a gas flow applying thermographic phosphors
Han et al. Simultaneous measurements of velocity and concentration of gas flow using femtosecond laser-induced chemiluminescence
KR101215853B1 (ko) 가스 배출량 측정 장치 및 그 방법
Hatzl et al. One-dimensional measurements of high enthalpy flow temperature using spontaneous Raman spectroscopy
Chen et al. Simultaneous imaging of OH and formaldehyde of supersonic ethylene jet flames in a hot coflow
JP6786940B2 (ja) 発熱検知装置、発熱検知方法および発熱検知プログラム
JP2005049204A (ja) 流体の流速測定方法
JP2004271523A (ja) 流量測定方法およびそれに用いる測定装置
Richardson et al. Characterization of inverse diffusion flames in high temperature cross-flow