一種梯段測量并檢驗碳煙濃度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種檢驗碳煙濃度的方法，尤其涉及一種采用梯段測量方式的檢驗碳煙濃度的方法。
【背景技術】
[0002]在進行預混火焰碳煙濃度檢測實驗時，國內外的研宄人員一般采用在火焰上端安置穩燃板的辦法，以削去火焰尖端并且穩定火焰，便于后續檢測的進行。但是穩燃板的安裝對于火焰末端的溫度與流場有著不可忽視的影響，從而影響碳煙生成造成實驗誤差，這種不利影響在已有文獻中談及甚少，研宄人員更多地是將穩燃板作為實驗的標準設備，固定穩燃板高度，進行該工況下的預混燃燒實驗，采集數據后剔除靠近穩燃板的實驗數據；
[0003]簡單的剔除火焰末端的實驗數據既減少了原始數據量，同時也并不能完全消除穩燃板的影響，并且穩燃板對于碳煙生成的影響并沒有細致的文獻描述，為了能夠在帶有穩燃板條件下檢測完整火焰的碳煙濃度分布，并逐步削弱穩燃板帶來的影響，本領域急需一種能夠實現上述目的的檢驗碳煙濃度的方法。
【發明內容】
[0004]本發明解決了現有技術中的不足，提處了一種梯段測量并檢驗碳煙濃度的方法，該方法的通過梯段檢測去消除穩燃板影響，每一次檢測可以通過重復段的火焰檢測前一次的測量。通過穩燃板的不斷提高，將信號檢測數據不斷修正與累積，從而逐漸還原穩燃板下火焰的真實碳煙分布狀況。
[0005]實現本發明上述目的所采用的技術方案為:
[0006]一種梯段測量并檢驗碳煙濃度的方法，包括以下步驟:
[0007](I)、在不加蓋穩燃板的條件下，測量出預混燃燒火焰的原始高度H ;
[0008](2)、根據H劃分N個穩燃板的高度調節區間，其中任一區間的高度為H/N，將穩燃板高度最低的區間定義為第一區間，此區間位于燃燒面往上高度的最小狀態，所述的N個高度調節區間由下至上依次為第一區間、第二區間……第N區間，與此對應的將火焰分為Flame UFlame 2......Flame N，其高度分別為 1*H/N、2*H/N......N*H/N ;
[0009](3)、將穩燃板放置在第一區間內，開始第一組測量，記錄第一組測量數據，在Flame I中火焰有穩定區域和非穩定區域，非穩定區域位于穩定區域的上方，穩定區域較為穩定，數據真實度高；非穩定區域火焰失真，將此部分數據剔除；然后將穩燃板的高度提升至第二區間，開始第二組測量，并記錄第二組的測量數據，在Flame 2中火焰同樣存在有穩定區域和非穩定區域，Flame I中的非穩定區域落在Flame 2的穩定區域中，通過Flame 2的穩定區域數值彌補Flame I中的非穩定區域數值，依此循環，直至完成第N區間即FlameN的數據測量；
[0010](4)、從第二區間開始，在每一區間所對應的測量數據中均包含有與上一區間相重復的區域的測量數據，將此部分重復的測量數據進行檢測、對比分析，將測量數據不斷修正與累積，消除設備由于環境因素帶來的細節數值的變化，從而還原穩燃板下火焰的真實碳煙濃度分布狀況。
[0011]在步驟(3)中，若穩燃板在一次測量中無法直接調節至所有的高度調節區間，需要進行重復實驗，在重復實驗時由于設備、溫度與前次實驗的差異而產生測量誤差，為消除誤差，在重復實驗時，先選取一個前次實驗中已經測量過的高度調節區間進行重復測量，根據同一區間前后兩次實驗的測量數據，計算出差異相關系數n = A1ZA2, A1為重合段內同一位置處前次測量值，λ 2為后次測量值，然后再逐步提高穩燃板至前次試驗中未測量的高度調節區間進行測量，最后用差異相關系數Π乘以后次實驗中的測量數據，使得在重復區域段內的兩次測量數據接近或吻合，從而修正設備、環境帶來的誤差。
[0012]與現有技術相比，本發明具有以下優點:由于在進行預混燃燒實驗時，檢測設備、環境溫度、電磁干擾等外界因素的影響，每一次的實驗測量基準值都會存在一定的差異。基于相同實驗條件下(包括燃料種類、流量與溫度)碳煙ppm生成不變的基礎，通過梯段測量，對于由于設備產生的誤差，可以在后續處理數據時乘以相應系數來保持測量基值的統一性。本發明中通過穩燃板的不斷提高，將信號檢測數據不斷修正與累積，從而逐漸還原穩燃板下火焰的真實碳煙分布狀況。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明提供的方法中步驟(2)的示意圖；
[0014]圖2為Flame I中穩定區域和非穩定區域的示意圖；
[0015]圖3為Flame 2中穩定區域和非穩定區域的示意圖；
[0016]圖4為為Flame I和為Flame 2中重合區域示意；
[0017]圖5為Flame I的不穩定區域與Flame 2的穩定區域示意圖；
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖及具體實施例對本發明做詳細具體的說明，但是本發明的保護范圍并不局限于以下實施例中。
[0019]本實施例中所提供的梯段測量并檢驗碳煙濃度的方法，包括以下步驟:
[0020](I)、在不加蓋穩燃板的條件下，測量出預混燃燒火焰的原始高度H。
[0021 ] (2)、根據H劃分N個穩燃板的高度調節區間，其中任一區間的高度為H/N，將穩燃板高度最低的區間定義為第一區間，此區間位于燃燒面往上高度的最小狀態，所述的N個高度調節區間由下至上依次為第一區間、第二區間……第N區間，與此對應的將火焰分為Flame UFlame 2......Flame N，其高度分別為 1*H/N、2*H/N......N*H/N ;如圖1 所示。
[0022](3)、將穩燃板放置在第一區間內，開始第一組測量，記錄第一組測量數據，在Flame I中火焰有穩定區域和非穩定區域，非穩定區域位于穩定區域的上方，穩定區域較為穩定，數據真實度高；非穩定區域火焰失真，將此部分數據剔除，如圖2所示。
[0023]然后將穩燃板的高度提升至第二區間，開始第二組測量，并記錄第二組的測量數據，在Flame 2中火焰同樣存在有穩定區域和非穩定區域如圖3所示，Flame I中的非穩定區域落在Flame 2的穩定區域中，兩者之間存在有重和區域，如圖4所示。因此能夠通過Flame 2的穩定區域數值彌補Flame I中的非穩定區域數值，如圖5所示。依此循環，直至完成第N區間即Flame N的數據測量；
[0024]在本步驟中，若穩燃板在一次測量中無法直接調節至所有的高度調節區間，需要進行重復實驗，在重復實驗時由于設備、溫度與前次實驗的差異而產生測量誤差，為消除誤差，在重復實驗時，先選取一個前次實驗中已經測量過的高度調節區間進行重復測量，根據同一區間前后兩次實驗的測量數據，計算出差異相關系數Π = A1ZA2, A1為重合段內同一位置處前次測量值，λ 2為后次測量值，然后再逐步提高穩燃板至前次試驗中未測量的高度調節區間進行測量，最后用差異相關系數Π乘以后次實驗中的測量數據，使得在重復區域段內的兩次測量數據接近或吻合，從而修正設備、環境帶來的誤差。
[0025](4)、從第二區間開始，在每一區間所對應的測量數據中均包含有與上一區間相重復的區域的測量數據，將此部分重復的測量數據進行檢測、對比分析，將測量數據不斷修正與累積，消除設備由于環境因素帶來的細節數值的變化，從而還原穩燃板下火焰的真實碳煙濃度分布狀況。
[0026]在本發明中，直接使用第N區間的火焰并不能體現穩燃板對于火焰的影響，無法消除其存在，唯一的穩燃板高度不能揭露其對碳煙生成的影響，遞推使得我們可以連續得觀察火焰中碳煙生成的變化狀況，從而可能消去穩燃板在測量中的影響，還原穩燃板下真實的碳煙濃度數值。因而使用穩燃板高度遞增的遞推方法去測量火焰數據，并且推測穩燃板對于火焰中碳煙生成的影響。
【主權項】
1.一種梯段測量并檢驗碳煙濃度的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)、在不加蓋穩燃板的條件下，測量出預混燃燒火焰的原始高度H; (2)、根據H劃分N個穩燃板的高度調節區間，其中任一區間的高度為H/N，將穩燃板高度最低的區間定義為第一區間，此區間位于燃燒面往上高度的最小狀態，所述的N個高度調節區間由下至上依次為第一區間、第二區間……第N區間，與此對應的將火焰分為FlameUFlame 2......Flame N，其高度分別為 1*H/N、2*H/N......N*H/N ; (3)、將穩燃板放置在第一區間內，開始第一組測量，記錄第一組測量數據，在FlameI中火焰有穩定區域和非穩定區域，非穩定區域位于穩定區域的上方，穩定區域較為穩定，數據真實度高；非穩定區域火焰失真，將此部分數據剔除；然后將穩燃板的高度提升至第二區間，開始第二組測量，并記錄第二組的測量數據，在Flame 2中火焰同樣存在有穩定區域和非穩定區域，Flame I中的非穩定區域落在Flame 2的穩定區域中，通過Flame 2的穩定區域數值彌補Flame I中的非穩定區域數值，依此循環，直至完成第N區間即Flame N的數據測量； (4)、從第二區間開始，在每一區間所對應的測量數據中均包含有與上一區間相重復的區域的測量數據，將此部分重復的測量數據進行檢測、對比分析，將測量數據不斷修正與累積，消除設備由于環境因素帶來的細節數值的變化，從而還原穩燃板下火焰的真實碳煙濃度分布狀況。2.根據權利要求1所述的梯段測量并檢驗碳煙濃度的方法，其特征在于:在步驟(3)中，若穩燃板在一次測量中無法直接調節至所有的高度調節區間，需要進行重復實驗，在重復實驗時由于設備、溫度與前次實驗的差異而產生測量誤差，為消除誤差，在重復實驗時，先選取一個前次實驗中已經測量過的高度調節區間進行重復測量，根據同一區間前后兩次實驗的測量數據，計算出差異相關系數Π =A1為重合段內同一位置處前次測量值，λ2為后次測量值，然后再逐步提高穩燃板至前次試驗中未測量的高度調節區間進行測量，最后用差異相關系數Π乘以后次實驗中的測量數據，使得在重復區域段內的兩次測量數據接近或吻合，從而修正設備、環境帶來的誤差。
【專利摘要】本發明提供了一種梯段測量并檢驗碳煙濃度的方法，包括以下步驟：在不加穩燃板的條件下，測量出火焰的高度H；根據H劃分N個高度調節區間；將穩燃板放置在第一區間內開始測量，在Flame 1中火焰有穩定區域和非穩定區域；在Flame 2中火焰同樣存在有穩定區域和非穩定區域，通過Flame 2的穩定區域數值彌補Flame 1中的非穩定區域數值，直至完成Flame N的數據測量；在每一區間所對應的測量數據中均包含有與上一區間相重復的區域的測量數據，將此部分重復的測量數據進行檢測、對比分析，將測量數據不斷修正與累積，消除設備由于環境因素帶來的細節數值的變化，從而能夠還原穩燃板下火焰的真實碳煙濃度分布狀況。
【IPC分類】G01N33/00
【公開號】CN104931661
【申請號】CN201510374989
【發明人】衛芳洲, 賀鑄
【申請人】武漢科技大學
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月30日