[发明专利]激光器相对螺旋运动重建烟气浓度温度分布的方法及系统

摘要

本发明涉及一种烟气浓度、温度和颗粒物浓度分布的测量方法及其装置，旨在提供一种激光器相对螺旋运动重建烟气浓度和温度空间分布的方法。该方法包括对激光信号进行整形使之形成扇状片型光斑绕烟道的轴心作圆周状旋转，穿过轴向的烟道并与烟道横截面平行；利用烟道另一侧聚焦柱面镜汇聚激光信号，并通过线性阵列探测器将测量信号传送至计算机获取断层平面上的投影数据；根据层析成像算法对烟道气体浓度和温度进行重建。本发明使激光呈螺旋状扫描一定长度的烟气，实现在短时间对经过测量截面的一定体积的气体浓度温度的三维重建；仅通过程序计算实现三维重建，系统造价低，操作运行简单。可以对各种不同的气体进行三维测量。

主权项

1.一种激光器相对螺旋运动重建烟气浓度温度分布的方法，包括以下步骤：(1)利用光束整形透镜对激光信号进行整形使之形成扇状片型光斑，扇状片型光斑穿过轴向的烟道并与烟道横截面平行；(2)使光束整形透镜绕烟道的轴心作圆周状旋转；(3)利用烟道另一侧与光束整形透镜对应的聚焦柱面镜汇聚激光信号，并通过线性阵列探测器将测量信号传送至计算机获取断层平面上的投影数据；所述断层平面上的投影数据是根据以下方式得到的：用两个连续的旋转360°的投影数据集来获取一个恒定位置的360°的重建平面的投影数据集；该重建平面位于两次旋转的正中间，且垂直于旋转轴；利用两个连续的旋转360°的投影数据集，对在同一角度下的投影数据之间根据内插公式进行线性插值；该其内插公式为：P′(L，M)＝wP(L，M)+(1-w)P(L，M+2π) (1)式中：P(L，M)为位置序号为L，旋转度数为M处的投影值；P(L，M+2π)为位置序号为L，旋转度数为M+360°时的投影值；P’(L，M)为位置序号为L处的两次投影数据集之间的的投影值，w为插值系数；得到的重建平面的投影数据即为断层平面上的投影数据；(4)根据重建算法对烟道气体浓度和温度的图像重建，获得气体浓度和温度三维分布数据。