一种氯腐蚀活性指数的激光-电化学协同监测方法和相关设备与流程

本申请涉及化学监测，尤其涉及一种氯腐蚀活性指数的激光-电化学协同监测方法和相关设备。

背景技术：

1、在垃圾焚烧发电、石油化工等工业生产领域中，由于氯元素的存在而引起的金属材料氯腐蚀一直是导致设备事故失效，制约行业发展关键影响因素。氯腐蚀主要是通过气态hcl和cl2间形成的“活化氧化”循环机制共同驱动。现有在线监测技术主要采用可调谐半导体激光吸收光谱（tdlas）测量hcl，但无法全面捕捉氯腐蚀的动态变化，尤其无法预警因cl2微量释放引发的腐蚀突变。电化学传感器可测量cl2或游离氯活度，但单独使用时存在电极漂移、寿命短、易受烟气中so2、nox、飞灰颗粒物等组分干扰等问题，难以单独可靠使用。

2、综上，相关技术中存在的技术问题有待得到改善。

技术实现思路

1、本申请实施例的主要目的在于提出一种氯腐蚀活性指数的激光-电化学协同监测方法和相关设备，能够提高氯腐蚀监测的准确性。

2、为实现上述目的，本申请实施例的一方面提出了一种氯腐蚀活性指数的激光-电化学协同监测方法，所述方法包括：

3、通过激光吸收光谱模块获取待测气体的氯化氢浓度，通过电化学传感器模块获取待测气体的氯气浓度，以及通过温度传感器模块获取待测气体的温度；

4、根据所述氯化氢浓度对所述氯气浓度进行非对称置信度设定的卡尔曼滤波融合，得到修正后的所述氯气浓度；

5、对所述氯化氢浓度和修正后的所述氯气浓度进行氯的活化氧化循环通量计算，得到活化氧化循环通量；

6、对所述活化氧化循环通量和所述温度进行氯腐蚀活性指数计算，得到氯腐蚀活性指数。

7、在一些实施例中，所述通过激光吸收光谱模块获取待测气体的氯化氢浓度，包括：

8、通过所述激光吸收光谱模块接收透过待测气体的光吸收信号；

9、基于朗伯-比尔定律对所述光吸收信号进行浓度反演，得到所述氯化氢浓度；

10、所述通过电化学传感器模块获取待测气体的氯气浓度，包括：

11、基于线性扫描伏安法或方波伏安法对所述电化学传感器模块的工作电极进行电位控制，得到关于待测气体的氯气还原峰电流；

12、基于预标定电流-活度转换曲线对所述氯气还原峰电流进行浓度转换，得到所述氯气浓度。

13、在一些实施例中，所述根据所述氯化氢浓度对所述氯气浓度进行非对称置信度设定的卡尔曼滤波融合，得到修正后的所述氯气浓度，包括：

14、根据所述电化学传感器模块的零点漂移偏置、所述氯气浓度和氯气浓度变化率构建目标状态向量；

15、通过随机游走模型对上一时刻的所述目标状态向量进行状态变化预测，得到当前时刻的预测状态向量；

16、对上一时刻的预测协方差进行协方差预测，得到当前时刻的预测协方差；

17、基于非对称的观测噪声协方差矩阵对当前时刻的所述预测协方差进行卡尔曼增益计算，得到卡尔曼增益；

18、根据所述卡尔曼增益和非对称噪声协方差方程对当前时刻的所述预测状态向量进行修正，得到当前时刻的所述目标状态向量；

19、根据当前时刻的所述目标状态向量确定修正后的所述氯气浓度。

20、在一些实施例中，所述根据所述电化学传感器模块的零点漂移偏置、所述氯气浓度和氯气浓度变化率构建状态向量之前，所述方法还包括：

21、对所述氯化氢浓度进行预设时间内的浓度变化计算，得到氯化氢浓度变化率；

22、对所述氯气浓度和当前的零点漂移偏置进行差值计算，得到漂移差值；

23、若所述氯化氢浓度变化率小于第一预设值，所述氯气浓度变化率小于第二预设值，且所述漂移差值大于第三预设值，则对所述零点漂移偏置进行校正，得到新的所述零点漂移偏置。

24、在一些实施例中，所述对所述氯化氢浓度和修正后的所述氯气浓度进行氯的活化氧化循环通量计算，得到活化氧化循环通量，包括：

25、基于预设的氯化氢的氯化速率常数对所述氯化氢浓度进行通量计算，得到第一通量；

26、基于预设的氯气的氯化速率常数对修正后的所述氯气浓度进行通量计算，得到第二通量；

27、根据预定的循环速率对所述第一通量和所述第二通量进行循环通量计算，得到所述活化氧化循环通量。

28、在一些实施例中，所述氯腐蚀活性指数的计算表示如下：

29、；

30、其中，cai表示氯腐蚀活性指数；表示参考通量；ea表示氯腐蚀表观活化能；jcl表示活化氧化循环通量；r表示气体常数；t表示所述温度。

31、在一些实施例中，所述方法还包括：

32、根据预设的多个预警区间对所述氯腐蚀活性指数进行预警等级判断，得到预警等级；

33、根据所述预警等级进行可视化预警输出。

34、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种氯腐蚀活性指数的激光-电化学协同监测装置，所述装置包括：

35、采集模块，用于通过激光吸收光谱模块获取待测气体的氯化氢浓度，通过电化学传感器模块获取待测气体的氯气浓度，以及通过温度传感器模块获取待测气体的温度；

36、滤波模块，用于根据所述氯化氢浓度对所述氯气浓度进行非对称置信度设定的卡尔曼滤波融合，得到修正后的所述氯气浓度；

37、第一计算模块，用于对所述氯化氢浓度和修正后的所述氯气浓度进行氯的活化氧化循环通量计算，得到活化氧化循环通量；

38、第二计算模块，用于对所述活化氧化循环通量和所述温度进行氯腐蚀活性指数计算，得到氯腐蚀活性指数。

39、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前面所述的方法。

40、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前面所述的方法。

41、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前面所述的方法。

42、本申请实施例至少包括以下有益效果：本申请提供一种氯腐蚀活性指数的激光-电化学协同监测方法、装置、电子设备、存储介质及程序产品，该方案采用非对称的卡尔曼滤波降低电化学原始波动，且保留电化学传感器真实突变趋势，短时跳变和噪声被平滑抑制。融合激光吸收光谱模块与电化学传感器模块，同时实现氯化氢（hcl）和氯气（cl2）的监测，能精准捕捉氯腐蚀循环中催化剂cl2的微量突变信号，填补单一hcl监测的信息盲区，有效提高氯腐蚀监测的准确性和可靠性。

1.一种氯腐蚀活性指数的激光-电化学协同监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过激光吸收光谱模块获取待测气体的氯化氢浓度，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述氯化氢浓度对所述氯气浓度进行非对称置信度设定的卡尔曼滤波融合，得到修正后的所述氯气浓度，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述电化学传感器模块的零点漂移偏置、所述氯气浓度和氯气浓度变化率构建状态向量之前，所述方法还包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述氯化氢浓度和修正后的所述氯气浓度进行氯的活化氧化循环通量计算，得到活化氧化循环通量，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯腐蚀活性指数的计算表示如下：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种氯腐蚀活性指数的激光-电化学协同监测装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法。