专利名称：多波长温度计的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及热测量系统，并且更加具体地涉及多波长温度计。
背景技术：
当前在高温和/或高压环境中测量实际部件的温度的方法存在缺陷。监测热部件温度的一个方法是间接测量离开发动机(engine)的气体温度并且使 用其作为部件温度的指示。然而，间接温度测量技术相对不准确，并且已经提出用于直接测 量部件温度的方法。测量组成部件的绝对温度的另一个方法是通过使用热电偶。然而，在这些类型的 严酷环境中的温度测量由于不确定的辐射损耗而受到限制，且热电偶由于它们侵入实际部 件和/或气体环境中而寿命较短。另外，这些侵入测量方法仅提供在单个点的温度信息，其 对于例如燃气涡轮机操作等的操作有具有有限的用途。高温计(也称为红外温度计)提供物体的非接触式温度测量并且已经用于在多种 工业、科学和商业过程中估计物体的温度。在已经使用的高温计的技术中的一个是多波长 高温计。在该技术中，物体的绝对温度通过采样和结合由物体在多个波长发射的辐射来确定。用于在该类型环境中测量温度的另一个技术是使用激光器。尽管激光器可提供准 确的益处，它们过于苦于它们自己的缺点，即高成本、增加的灵敏度和对重新调谐的持续需 要。另外，这些技术中没有一个能够同时测量这些部件通常所在的气态环境的温度。用于测量在某些严酷环境中的温度的另一个复杂化因素是在某些燃烧区(例如 飞行器发动机)中严格控制在燃烧区中增添任何种类的装置。例如，FAA限制什么装置、部 件等可放在涡轮机区域中。那么，尽管温度的被动测量在应对法规限制方面可能是更可取 的，但它在技术上具有限制。因此，持续需要有特别在严酷环境中的温度测量方面的改进。
发明内容
本发明通过提供改进的多波长温度计克服上文提到的缺陷中的至少一些。更具体 地，本发明的方面提供热测量系统、直接测量温度的方法、用于测量温度的计算机程序产品 和运用测量温度的应用的方法。因此，根据本发明的一个方面，热测量系统包括光收集装置；与该光收集装置通 信(communication)的检测系统，该检测系统包括第一检测子系统和第二检测子系统，其中该第一检测子系统配置成检测来自物体表面的光，进一步地其中该第二检测子系统配置 成检测来自表面和气体的光。根据本发明的另一个方面，热测量系统包括光收集装置；和与该光收集装置通 信的检测系统，其中该检测系统配置成检测来自气体的光强度。根据本发明的另一个方面，直接测量温度的方法包括收集来自物体的表面的通过 气体的光；接收和测量物体的表面的温度中之一；并且基于收集的光和物体表面的温度测 量该气体的温度。根据本发明的另一个方面，直接测量温度的方法包括收集来自气体的光；并且基 于收集的光测量该气体的温度。根据本发明的另一个方面，计算机程序产品存储在计算机可读介质上用于测量温 度，该计算可读介质包括用于执行下列步骤的程序代码收集来自物体的表面的通过气体 的光；接收和测量物体的表面的温度中之一；并且基于该光和温度测量该气体的温度。根据本发明的另一个方面，运用测量温度的应用的方法包括提供计算机基础设 施，其可操作成收集来自物体的表面的通过气体的光；接收和测量物体的表面的温度中 之一；并且基于该光和温度测量该气体的温度。通过下列详细说明和图将使本发明的各种其他特征和优势明显。
附示当前设想用于实施本发明的一个实施例。图1是根据本发明的实施例的多波长温度计的框图。图2A是由本发明的实施例采用的发射与波长的关系曲线。图2B是由本发明的实施例采用的发射与波长的关系曲线。图3A-3C是根据本发明的各种实施例的多波长温度计的光学系统和检测系统的 示意图。图4是根据本发明的实施例的被动吸收(passive absorption)方法的流程图。图5是根据本发明的实施例的计算机系统的示意图。图6是本发明的实施例的单点光学系统部分的透视图。图7是本发明的实施例的一维阵列光学系统部分的透视图。图8是本发明的实施例的二维阵列光学系统部分的透视图。
具体实施例方式如本文详细论述的，本发明的实施例包括改进的热测量系统(或改进的多波长温 度计)，其提供用于通过对从物体的表面发射的无阻碍地(即，很少或没有吸收)通过气体 的光的波长进行采样同时额外地对由气体部分吸收并且重新发射的光(具有基于它已经 通过的气体的特征)的波长进行采样来测量气体和物体(常常同时地)的温度(典型地高 温)的非接触式手段。在其他实施例中，该热测量系统能够测量气体的温度，同时物体表面 的温度由其他手段提供(例如，从数据库)。从而，本发明的方法可以在发动机工作期间同 时提供实时的表面和气体温度。该被动吸收光谱方法提供好处在于它被动地使用物体的热表面作为发射器(对
4比使用激光器)并且可采用可用的管道镜端口以使用光收集探头来检测光发射。获得的准 确温度信息将帮助监测并且确认性能(例如，叶片(blade)/叶片桶(bucket)性能)以及 帮助优化燃烧室性能。最终，本发明的方面可用作例如供应品(例如，与涡轮机，与飞行器发动机等一起 的)、独立产品、服务品和/或服务品的部件。稳态温度数据和瞬态温度数据两者可获得并 且用于跟踪和测量局部燃烧室性能和部件健康度。本发明的方面甚至可远离实际气体和物 体。例如，采用本发明的方面的计算机系统可在远程位置中、在软盘上、和/或通过互联网 可用的。现在转向附图，图1是根据本发明的实施例的热测量系统或系统10的框图表示。 该系统10包括发射光92的物体90。该光92朝向系统90通过气体或多个气体80。该发 射的光92通过气体80并且光94由光学系统20收集。从该光学系统20，光传送到检测器 系统40。检测器系统40的实施例(其将在下文参照图3A至3C详细描述)发射校准的模 拟信号96。该校准的模拟信号96进一步通过数据采集系统M，其可包括模数(A/D)调节 器，其输出数字信号97。该A/D调节器M可进一步配置成提高信号质量。该数字信号97 最后输入到在计算机基础设施102中的计算机系统100，其处理信号97并且输出物体90和 /或气体80的发射率光谱(emissivity spectrum)和温度。例如，计算机系统100配置成 使用算法处理信号以提供气体80的温度。应该注意到本发明不限于用于执行本发明的处理任务的任何特定的处理器。术语 “处理器”(如在本文中使用的该术语)意在指示能够执行对于执行本发明的任务必需的运 算(calculation)或计算(computation)的任何机器。术语“处理器”意在指示能够接受 结构化输入和根据规定的规则处理输入以产生输出的任何机器。还应该注意到如本文使用 的短语“配置成”意思是处理器配备有用于执行本发明的任务的硬件和软件的组合，如将由 本领域内技术人员理解的。热测量系统10可被采用以在多种环境中测量气体80和/或物体90的表面的温 度。通过示例并且非限制性的，物体90可实际上是任何静止或移动物体，或其的某种组合。 例如，静止物体可以是燃气涡轮机的任一个或多个热气路径部件，例如燃烧室衬套、涡轮机 喷嘴、涡轮机定子、涡轮机加力燃烧器(turbine afterburner)等。相似地，移动物体的示例 可以是在严酷环境中典型地任何穿越或旋转物体。旋转物体的示例可是涡轮机叶片。穿越 物体的示例可以是活塞。清楚地，热测量系统10可用于测量温度的物体90可以是除在本文 中列出的示范性实施例外的物体。本发明的方面提供在严酷环境(例如，高温)中测量温 度的优势。系统10可测量温度，其中物体90的表面的温度在大约500° F至大约3000° F 的范围中和/或其中气体80的温度在大约500° F至大约4000° F的范围中。相似地，热测量系统10可被采用以测量多种气体80的温度。在典型的燃烧环境 中，系统10可在气体80是例如二氧化碳(CO2)、蒸汽(H20)、碳氢化合物(例如，天然气、汽 化喷射燃料、柴油气)或其的一些组合的地方使用。其他类型的气体也可由系统10测量。 相似地，热测量系统10可在多种增压环境中采用。例如，气体80在所在的环境(例如，燃 烧室)的压强在一些实施例中可至少是大约3个大气压，或在其他实施例中至少大约5个 大气压等。在其他实施例中，压强可处于大气压，在真空下等。图2A图示描绘光的发射与当光从物体90通过气体80 (参见例如图1)时它的波长相比的曲线70。本发明的方面采用在曲线70上的信息。如曲线70所示，以某些波长或 强度的光通过气体80，且具有被气体80的极少地(例如，很少或没有)吸收和发射。这些 区域中的一些(即，极少气体吸收/发射区域)由罗马数字I在图2A中描绘。相似地，以 某些波长或强度的光通过气体80并且由气体80相当大地吸收和发射。这些区域中的一些 (即，具有相当大气体吸收/发射的区域)由罗马数字II在图2A中描绘。另外，以从大约4 μ m到大约5 μ m的波长(在图2A和2B中描绘为72)，气体80发 射并且吸收可在特定实施例中的波长范围中检测的光。图2B图示描绘光的发射与波长相比的曲线70。本发明的方面采用在曲线70上的 信息。系统10收集并且使用可能具有从大约0.5μπι到大约10 μ m的波长的光(例如，来 自物体90的表面和/或由气体80吸收并且发射)。如在实施例中示出的，取决于特定气 体或多个气体80(参见例如图1)，在系统10中使用具有与标记II的区域(图2A)中的至 少一个匹配的检测范围的检测器76。描绘为76的三个箭头图示波长或波长范围，其中可 使用三个(3)检测器，其检测由特定气体80相当大地吸收并且发射的光。相似地，取决于 特定气体或多个气体80，在系统10中使用具有与标记I的区域(图2A)中的至少一个匹 配的检测范围的检测器74。描绘为74的四个箭头图示波长或波长范围，其中可使用四个 (4)检测器，其检测由特定气体80极少地吸收并且发射的光。清楚地，在本发明中可采用 检测点74、76的其他配置和数量。从而，在本发明的方面下，可选择一个或多个检测器，其 具有对应于其中气体相当大地吸收并且发射光的特定检测波长(或范围)(例如，称为“气 体”检测器)。相似地，在本发明的方面下，可选择一个或多个检测器，其具有对应于其中气 体极少地吸收并且发射光的特定检测波长(或范围)(例如，称为“物体”检测器)。如此， 系统10(图1)能够收集光并且最终测量气体80的温度和/或物体90的温度。图3A图示光学系统20和检测系统40的示范性配置，如在图1中引用的。气体80 已经吸收并且朝光学系统20发射光94。光94的部分(即，特定波长)无阻碍地来自物体 90的表面(即，没有由气体80吸收并且发射)。相似地，光94的部分(即，特定波长)从 物体90的表面发射，但由气体80吸收并且发射。在任何情况下，光94由光学系统20收集 然后通过检测器系统140。在该特定实施例中，检测系统140包括通过光纤44与多个检测 器连接或光通信的解复用器(demultiplexer)42或相似装置。该解复用器42有效地将由 光学系统20收集的光分成分开的波长。检测器包括至少一个物体检测器50和至少一个气 体检测器60。光学系统20可包括例如通过纤维M与检测系统40连接的光收集装置22。 物体检测器50可包括单个、多个适合的检测器，或适合的检测器阵列。相似地，气体检测器 60可包括单个、多个适合的检测器，或适合的检测器阵列。尽管四个物体检测器50和两个 气体检测器60的配置在图3A中示出，很清楚，在本发明的方面下设想其他配置。检测系统 140连接到计算机系统100。参照图2和3A两者，解复用器42可配置(例如，确定大小) 以便将由光学系统20接收的光分为发射曲线(图2A和2B)的一个或多个部分或范围，使 得光的至少一部分来自标记74的区域并且光的至少一部分来自标记I的区域(图2A)。例 如，如在图3A中示出的，解复用器42可将光分为六个(6)不同的波长或波长范围，使得四 个不同的物体检测器50和两个不同的气体检测器60配置成检测在沿发射曲线的不同点处 的光。如此，气体检测器60和解复用器42配置使得气体检测器60检测其中特定气体80吸 收并且发射光的区域11(图2A)中的光。相似地，物体检测器50和解复用器42配置使得物体检测器50检测其中当来自物体90的表面的光92 (图1)通过特定气体80时其大致上 不吸收和/或发射光的区域74中的光。如此，检测系统40能够检测对应于从物体90的表 面发射的光和由气体80吸收和/或发射的光两者的光的多个波长。从由检测系统140检 测的光提供的信息，系统10能够测量气体80的温度和/或物体90的表面的温度。在另一 个实施例中，解复用器42和气体检测器60可进一步配置使得检测在范围72 ( S卩，大约4 μ m 到大约5 μ m)中的光。图;3B图示光学系统20和检测系统40的另一个示范性配置，如在图1中引用的。 气体80已经吸收并且发射来自从物体90的表面发射的光92的处于某些波长(或范围) 的光。相似地，从物体90的表面发射的光的某些波长由气体80极少阻碍地到达。在任一 情况下，光94通过光学系统20。光94由光学系统20收集然后通过检测器系统240。在该 特定实施例中，检测系统240包括通过合适的手段(例如，光纤)44与多个检测器连接或光 通信的光分离器46 (例如，分束器等)。光分离器46有效地将由光学系统20收集的光分成 分开的光路径。检测器包括至少一个物体检测器52和至少一个气体检测器62，其中物体检 测器52和气体检测器62包括带通滤波器。光学系统20可包括例如通过纤维M与检测系 统40连接的光收集装置22。物体检测器52可包括单个、多个适合的检测器，或适合的检测 器阵列。相似地，气体检测器62可包括单个、多个适合的检测器，或适合的检测器阵列。尽 管四个物体检测器52和两个气体检测器62的配置在图:3B中示出，清楚地，在本发明的方 面下设想其他配置。检测系统240连接到计算机系统100。参照图2A、2B和;3B，尽管光分 离器46配置成将接收的光分成都具有相同波长的多个光路径，物体检测器52和气体检测 器62中的每个的带通滤波器配置(例如，确定大小)为以便由光学系统20检测来自发射 曲线(图2A、2B)的特定部分或范围的光，使得光的至少一部分来自标记I的区域(图2A) 并且光的至少一部分来自标记II的区域(图2A)。例如，如在图:3B中示出的，六个检测器 52、62的带通滤波器配置(例如，确定大小)使得四个不同的物体检测器52和两个不同的 气体检测器62配置成检测在沿发射曲线(图2A、2B)的不同点处的光。如此，气体检测器 62与它们的相应带通滤波器配置使得气体检测器62检测在其中特定气体80吸收并且发 射在一些波长的光的区域II中的光。相似地，物体检测器52和它们的相应带通滤波器配 置使得物体检测器52检测在其中当来自物体90的表面的光92(图1)通过特定气体80时 其极少地或不吸收和/或发射光的区域1(图2A)中的光。如此，检测系统240能够检测对 应于从物体90的表面无阻碍地发射的光和由气体80吸收和/或发射的光两者的多个波长 的光。从由检测系统240检测的光提供的信息，系统10能够测量气体80的温度和/或物 体90的表面的温度。在另一个实施例中，气体检测器62和它的对应带通滤波器可进一步 配置使得检测在范围72 (即，大约4 μ m到大约5 μ m)中的光。光学系统20和检测系统40的各种实施例可与本发明一起使用。光采用多种方式 从气体吸收/发射来收集和/或从来自物体的表面的光收集。在实施例中，光从在物体表 面上的单点收集(即，单点实施例)，如在图6中描绘的。在另一个实施例中，光从沿在物体 表面上的一维阵列来收集(即，I-D实施例)，如在图7中描绘的。在再另一个实施例中，光 可从沿在物体表面上的二维阵列收集(即，2-D实施例)，如在图8中描绘的。在单点实施 例(图6)中，光可由单个被动光收集器收集使得光沿通过气体80到在物体90表面上的单 点的单个轴线收集。在ID实施例(图7)中，光可采用与在图3A和;3B中描绘的那个相似的方式收集，其中光从在物体90表面上的多个点(例如，从五个点)收集。例如，如果光在 沿物体90表面的五个位置收集，那么参照图3A和3B，要求六个(6)检测器50、60或52、62 乘以测量位置的数量。从而，总共三十个(30)检测器50、60或52、62可采用以测量来自物 体90和气体80的光。不管是否采用具有检测器50、60的解复用器42或具有检测器(具 有带通滤波器)52、63的光分离器46，可使用总共MXN数量的检测器。M限定为光从物体 90和气体80收集的多少个点或位置。N限定为在每单个点检测的来自曲线70的光的多少 个波长或波长范围。参照图3C，可采用使用拍摄装置56的检测系统340的另一个实施例。尽管对于 ID和2D实施例更实用，该实施例可在单点实施例中使用。如示出的，解复用器42与作为检 测系统340的部分的至少一个拍摄装置56通信。检测在特定波长的光的检测系统340与 计算机系统100通信。在实施例中，可使用多个拍摄装置56，其中每个拍摄装置56配置成 测量在一个波长或波长范围的光。在另一个实施例中，光分成若干区域，其中每个区域配置 成测量在一个波长或波长范围的光。如此，光采用多种配置收集使得温度采用多种配置同时测量。例如，在单点配置 中，温度在物体90的表面上的单个点处并且沿通过气体80的单个轴线测量(参见例如图 6)。在ID配置中，温度在物体90的表面上的M个点处并且沿通过气体80的M个轴线测量 (参见例如图7)。在2D配置中，温度在物体90的表面上的T个点处并且沿通过气体80的 T个轴线测量(参见例如图8)。在另一个实施例中，可配置系统10使得仅收集由气体80发射和吸收的光。在该 实施例中，忽略和/或不测量没有或有极少气体吸收的光。气体温度在该实施例中仍提供。 在该实施例中，物体90的表面温度可由其他手段接收。例如，物体90的表面温度可从存储 在存储系统118中的光谱参数138提供(参见图幻。备选地，物体90的表面温度是已知的 并且/或由其他手段计算。参照图4，描绘被动吸收光谱的方法的实施例。方法900(其可由计算机系统 100(图幻进行)包括在907收集其中气体80或多个气体相当大地吸收并且发射光的波长 或波长范围的光强度。在904，该方法包括收集其中气体80或多个气体吸收并且发射最少 的光或不吸收和发射光的波长或波长范围的光强度。从在904和907的光的收集，在912 计算比率，其中比率是表面温度、气体温度、压强和/或气体成分的函数。在908，确定物体 90的表面温度。如上文论述的，备选地在906，表面温度可由其他手段(例如，光谱参数138 等)获得或接收。在914插值算法由插值引擎(interpolation engine) 130 (图5)应用于 计算的比率和表面温度。在916，提供气体的温度。在图5中描绘用于根据本发明的实施例测量温度的计算机系统100。计算机系统 100提供在计算机基础设施102中。计算机系统100意在代表能够实施本发明讲授的任何 类型的计算机系统。例如，计算机系统100可以是膝上型计算机、台式电计算机、工作站、手 持装置、服务器、计算机集群等。另外，如本文将进一步描述的，计算机系统100可以由服务 供应商(其提供用于根据本发明的方面测量温度的服务)运用和/或操作。应该意识到用 户104可以直接访问计算机系统100，或可以在网络106(例如，互联网、广域网(WAN)、局域 网(LAND)、虚拟专用网(VPN)等)上操作与计算机系统100通信的计算机系统。在后者的 情况下，计算机系统100和用户操作的计算机系统之间的通信可以通过各种类型通信链路的任何组合发生。例如，通信链路可以包括可寻址连接，其可以利用有线和/或无线传输方 法的任何组合。在通信通过互联网发生的地方，连接可以通过基于常规TCP/IP套接字的协 议提供，并且互联网服务供应商可以用于建立到互联网的连接。示出包括处理单元108、存储器110、总线112和输入/输出(I/O)接口 114的计算 机系统100。此外，计算机系统100示出与外部装置/资源116和一个或多个存储系统118 通信。一般，处理单元108执行计算机程序代码，例如算法引擎130，其存储在存储器110和 /或系统118中。当执行计算机程序代码时，处理单元108可以从存储器110、存储系统118 和/或I/O接口 114读取数据或将其写入。总线112提供计算机系统110中的部件的每个 之间的通信链路。外部装置/资源116可包括使用户能够与计算机系统110互动的任何装 置(例如，键盘、指点装置、显示器(例如，显示器120、打印机等)和/或使计算机系统100 能够与一个或多个其他计算装置通信的任何装置(例如，网卡、调制解调器等)。计算机基础设施102仅是可用于实现本发明的各种类型计算机基础设施的说明。 例如，在一个实施例中，计算机基础设施102可以包括在网络(例如，网络106)上通信以执 行本发明的各种处理步骤的两个或多个计算装置(服务器集群)。此外，计算机系统100 仅是可以在本发明的实践中使用的许多类型的计算机系统的代表，其中每个可以包括硬件 /软件的许多组合。例如，处理单元108可以包括单个处理单元，或可以跨一个或多个位置 中的一个或多个处理单元分布，例如在客户端和服务器上。相似地，存储器110和/或存储 系统118可以包括位于一个或多个物理位置的各种类型数据存储和/或传输介质的任意组 合。此外，I/O接口 114可以包括用于与一个或多个外部装置/资源116交换信息的任何 系统。再另外，应该理解，没有在图5中示出的一个或多个附加部件(例如，系统软件、通信 系统、高速缓冲存储器等)可以包括在计算机系统100中。然而，如果计算机系统100包括 手持装置或类似物，应该理解，一个或多个外部装置/资源116 (例如，显示器120)和/或 一个或多个存储系统118可以包含在计算机系统100内，并且不是如示出的那样在外部。存储系统118可以是在本发明下能够提供信息存储的任何类型系统(例如，数据 库)。这样的信息可以包括例如光谱参数138等。光谱参数138可包括例如以前计算的和 /或以前获得的物体90的表面的至少一个温度；压强、气体成分、吸收气体百分比等。至此， 存储系统118可以包括一个或多个存储装置，例如磁盘驱动器或光盘驱动器。在另一个实 施例中，存储系统118可以包括跨例如局域网(LAN)、广域网(WAN)或存储域网(SAN)(没有 示出)分布的数据。此外，尽管没有示出，由用户104操作的计算机系统可包含与上文关于 计算机系统100描述的那些相似的计算机化部件。在存储器110中示出的(例如，作为计算机程序产品)是用于根据本发明的实施 例提供温度的算法引擎130。该算法引擎130可例如提供气体80 (参见例如图1)和/或物 体90的表面(参见例如图1)的温度。本发明可以作为商业方法在预订或费用基础上提供。例如，本发明的一个或多个 部件可以由向客户提供本文描述的功能的服务提供商创建、维护、支持和/或运用。即，服 务提供商可以用于提供用于如上文描述的测量温度的服务。还应该理解本发明可以采用硬件、软件、传播的信号或其的任何组合实现。任何种 类的计算机/服务商系统(或适用于实施本文描述的方法的其他设备)是合适的。硬件和 软件的典型组合可以包括通用计算机系统，其具有当装载并且执行时实施本文描述的相应方法的计算机程序。备选地，可以利用专用计算机，其包含用于实施本发明的功能任务中的 一个或多个的专用硬件。本发明还可以嵌入计算机程序产品或传播信号中，其包括使实现 本文描述的方法成为可能的所有相应特征，并且其(当载入计算机系统时)能够实施这些 方法。本发明可以采用整个硬件实施例、整个软件实施例或包含硬件和软件单元两者的 实施例的形式。在实施例中，本发明采用软件实现，其包括但不限于固件、常驻软件、微代码等。本发明可以采用可从计算机可用或计算机可读介质(提供用于由计算机或任何 指令执行系统使用或连同其一起使用的程序代码)访问的计算机程序产品的形式。为了该 说明的目的，计算机可用或计算机可读介质可以是可以包含、存储、传送、传播或输送用于 由指令执行系统、设备或装置使用或连同其一起使用的程序的任何设备。介质可以为电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统(或设备或装置)或传播 介质。计算机可读介质的示例包括半导体或固态存储器、磁带、可抽取计算机软盘、随机存 取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘的当前示例包括压缩盘-只读盘 (CD-ROM)、压缩盘-读/写盘(CD-R/W)和数字多功能盘(DVD)。在本上下文中的计算机程序、传播信号、软件程序、程序或软件意思是指令集的采 用任何语言、代码或符号的任何表达，该指令集意在使具有信息处理能力的系统直接或在 下列中任一个或两者后执行特定功能(a)转换到另一个语言、代码或符号；和/或(b)采 用不同的材料形式再现。因此，根据本发明的一个实施例，热测量系统包括光收集装置；与该光收集装置通 信的检测系统，该检测系统包括第一检测子系统和第二检测子系统，其中该第一检测子系 统配置成检测来自物体表面的光，另外其中该第二检测子系统配置成检测来自表面和气体 的光。根据本发明的另一个方面，热测量系统包括光收集装置；和与该光收集装置通信 的检测系统，其中该检测系统配置成检测来自气体的光强度。根据本发明的另一个方面，直接测量温度的方法包括收集来自物体的表面通过气 体的光；接收和测量物体的表面的温度中之一；并且基于收集的光和物体表面的温度测量 该气体的温度。根据本发明的另一个方面，直接测量温度的方法包括收集来自气体的光；并且基 于收集的光测量该气体的温度。根据本发明的另一个方面，计算机程序产品存储在计算机可读介质上用于测量温 度，该计算可读介质包括用于执行下列步骤的程序代码收集来自物体的表面通过气体的 光；接收和测量物体的表面的温度中之一；并且基于该光和温度测量该气体的温度。根据本发明的另一个方面，运用测量温度的应用的方法包括提供计算机基础设 施，其可操作以收集来自物体的表面通过气体的光；接收和测量物体的表面的温度中之 一；并且基于该光和温度测量该气体的温度。本发明已经从优选实施例方面描述，并且认识到除那些明确陈述的之外的等同、 备选和修改是可能的，并且在附上的权利要求的范围内。部件列表
权利要求
1.一种热测量系统(10)包括光收集装置0 ；以及与所述光收集装置0 通信的检测系统(40、140、240、340)，其中所述检测系统00、 140,240,340)配置成检测来自气体(80)的光(94)强度。
2.如权利要求1所述的热测量系统(10)，其中所述热测量系统(10)进一步配置成测 量所述气体(80)的温度。
3.如权利要求1所述的热测量系统(10)，其中所述检测系统G0、140、M0、340)配置 成检测在其中所述气体(80)吸收并且发射光的波长范围中的来自所述气体(80)的光强 度。
4.如权利要求1所述的热测量系统(10)，其中所述气体(80)的温度在大约500°F和 大约4000° F之间。
5.如权利要求1所述的热测量系统(10)，其中所述气体(80)包括C02、H20、碳氢化合 物燃料和其组合中之一。
6.如权利要求1所述的热测量系统(10)，其中所述光收集装置02)配置成收集来自 多个视线的光。
7.如权利要求1所述的热测量系统(10)，进一步包括配置成提供所述光收集装置02) 和所述检测系统G0、140、M0、340)之间的光传输的组件，所述组件包括棱镜、透镜、反射 镜、光纤电缆G4)和其组合中的至少一个。
8.如权利要求1所述的热测量系统(10)，其中检测的光(94)的波长在大约0.5μ m和 大约10 μ m之间。
9.如权利要求1所述的热测量系统(10)，其中所述检测系统G0、140、M0、340)进一 步包括下列中之一与所述检测系统^)、140、M0、340)通信的解复用器G2)；以及与所述检测系统^)、140、M0、340)通信的光分离器(46)，其中所述检测系统^)、 140,240,340)进一步包括分色镜或带通滤波器。
10.如权利要求1所述的热测量系统(10)，其中所述检测系统G0、140、M0、340)包括 多个检测器、线性阵列、拍摄装置和其组合中之一。
全文摘要
一种热测量系统(10)包括光收集装置(22)；和与该光收集装置(22)通信的检测系统(40、140、240、340)。该检测系统(40、140、240、340)配置成检测来自气体(80)的光(94)强度。本发明已经从特定实施例方面描述，并且认识到除那些明确陈述的之外的等同、备选和修改是可能的，并且在附上的权利要求的范围内。
文档编号G01J5/58GK102121850SQ20101058675
公开日2011年7月13日 申请日期2010年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者A·王, E·R·富尔龙, G·王, H·李, N·V·尼尔马兰, R·G·布朗, S·T·沃尔斯, S·达斯古普塔 申请人:通用电气公司