论文摘要：锅炉近壁硫化氢气体浓度检测装置的研制

工业燃煤锅炉在运行过程中产生的硫化氢气体造成锅炉内壁的腐蚀问题比较普遍，长期的腐蚀往往引起锅炉的意外爆管而造成具大的经济损失。对于硫化氢气体的腐蚀机制和对锅炉腐蚀趋势研究显得尤为迫切，而这首先需要有一种有效的硫化氢气体浓度的检测手段，目前工业现场往往使用基于电化学方法的便携式H2S分析仪来检测，但由于锅炉现场环境的高温、高粉尘、背景气体成分复杂，基于电化学方法的分析仪具有易污染、易受背景气体干扰的缺陷，所以很难准确的对H2S气体浓度进行测量。

可调谐二极管吸收光谱（TDLAS）技术是利用激光二极管的波长调谐特性和激光的窄带特性，让激光扫描过被测气体的吸收峰，从而获得被测气体吸收光谱，实现对目标气体的定性或者定量测量。这种方法由于激光的窄带特性而具有高选择性，该方法又具有快速响应和非接触测量等诸多优点，已成为工业在线气体检测的有效方法之一。

由于TDLAS技术的以上特性，基于该技术研制锅炉硫化氢气体检测装置将非常适合于锅炉工况下使用。本文首先叙述了可调谐二极管激光吸收光谱气体检测装置的原理，对TDLAS技术采用的调制光谱检测技术、二次谐波检测技术进行了讨论，提出了硫化氢气体现场检测装置的总体方案。其次对检测装置的硬、软件设计采用模块化设计手段进行详细的展开，硬件部分论述了光源模块、微弱信号提取电路、信号处理电路、主控电路的设计，给出了各模块的原理设计；软件部分重点讨论了激光二极管驱动电路的驱动程序，串口通信程序的协议编制，光谱信号采集数据的前期处理方法和过程，浓度反演算法，补偿算法等。最后，本文对锅炉近壁硫化氢气体检测装置进行了标定试验，建立了检测装置的定量分析模型，并对该系统的各项性能指标进行了测试。实验结果表明，本系统线性度误差为3%F.S，重复性较好，基本满足在实验室环境对硫化氢气体的检测需求。针对本检测装置目前存在的一些问题，提出了改进措施和下一步工作计划。

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