专利名称：智能火焰扫描器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于监测由烧矿石燃料的燃烧室产生的火焰的火 焰扫描器，并且更具体涉及提供火焰存在及特征指示的这样一种火焰 扫描器。
背景技术：
火焰扫描器监测烧矿石燃料的燃烧室中的燃烧过程，以便提供指 示稳定火焰存在与否的信号。当存在稳定火焰时，将矿石燃料继续送 入蒸汽发生器的燃烧室中是安全的。在火焰变得不稳定或者火焰完全 消失(被称为熄火状态)的情况下，火焰扫描器提供火焰消失信号。 基于火焰消失信号，向燃烧室的矿石燃料输送可以在不安全操作状态 形成之前中止。在某些系统中，操作人员基于火焰消失信号中断燃料供给；在其它系统中，燃烧器管理系统(BMS)基于火焰消失信号中 断燃料供给。传统火焰扫描器基于监测的火焰产生电信号。这种结果模拟电信 号传输到通常与火焰扫描器分开收容在位于控制室附近的设备机架内 的处理电子设备。产生的信号的强度通常正比于监测的火焰的强度。 如果信号强度下降到下设定点以下，或者上升到上设定点以上，中断 进入燃烧室的主燃料输送。设定点有时也称为脱扣点(trip point)。从各火焰扫描器到处理电子设备的信号通道通过通常包括五个导 体的双层屏蔽电缆。由于各双层屏蔽电缆的尺寸以及双层屏蔽电缆的 数量(每个火焰扫描器需要一个电缆)，将电缆束路由到处理电子设 备必需相当大量的空间。此外，由于所需电缆的类型和数量，需要高 的最初投资费用成本。因而，存在对具有更少和更廉价电缆设置需求 的火焰扫描器的需要。
一种类型的火焰扫描器是紫外管状火焰扫描器，其产生^C沖率正比于火焰发射的大约250到400纳米范围内的紫外光强度的脉沖电输出。这些扫描器特别适用于监测气体火焰，因为气体火焰的发射主要是在紫外范围内，仅有极少的可见光发射。基于盖革缪勒管(Geiger Muellertube)的紫外火焰扫描器需要昂贵的维护费用，并且具有相对 有限的操作寿命以及不安全的故障模式。另一种类型的火焰扫描器是光敏二极管火焰扫描器。光每文二极管 火焰扫描器是目前在工业应用中所使用的最普遍的火焰扫描器类型。 在这些火焰扫描器中，从燃烧室内部收集大约在400到675纳米范围 内的可见光，经光缆传输，并导向到单个光敏二极管中以便产生由分 离式处理电子设备使用的电信号。光敏二极管火焰扫描器非常适于监 测油和煤的火焰，因为这些火焰的发射在可见以及近红外范围内。由不同类型燃料的燃烧产生的火焰具有不同的特征。例如，通过 燃烧第一燃料产生的火焰(第一火焰类型)可能产生一种颜色的光， 即光谱一部分内的光，而通过燃烧第二燃料产生的火焰(第二火焰类 型)可以产生另一种不同颜色的光，即光谱不同部分内的光。传统火 焰扫描器不能区分或者甚至识别不同颜色。也就是，传统火焰扫描器 "看到"的是黑白的。然而，公知一种传统火焰扫描器可以在油火焰和煤火焰存在时识 别油火焰。然而，这种火焰扫描器不能同时识别煤火焰。因而，这种 火焰扫描器对监测油火焰略微有用，但对监测煤火焰用处有限。许多现代燃烧室燃烧两种类型的燃料，例如煤和油双燃烧器系 统。此外，烧气或烧油的点火器通常可以用作主燃料的点火源。因而， 对于多类型火焰扫描器一起使用(每个燃料类型一个)是不常见的。 要注意到，燃料的类型并不局限于油、煤以及天然气。对其火焰进行 监测的其它燃料类型包括(但不局限于)黑液(black liquor )以及废 气燃料。采用多类型火焰扫描器导致更高的最初投资费用，以及增加的维 持成本。如果单个火焰扫描器可以检测多种类型燃料产生的火焰，那
么就需要较少的火焰扫描器，降^^了^L资以及维护成本。因而，存在 对能够检测由多种类型燃料产生的火焰的火焰扫描器的需要
发明内容
本发明的目的在于提供一种电缆设置需求降低的火焰扫描器。 本发明的另 一 目的在于提供一种电缆设置需求降低同时为总线保持适当的冗余以及集成化的火焰扫描器。
本发明的目的还在于提供一种能够检测多种类型燃料产生的火焰的火焰扫描器。
本发明的另 一个目的在于4是供一种能够区分多种监测火焰的火焰 扫描器。
本发明的再一 个目的在提供一种能够同时监测多种火焰类型的火 焰扫描器。通过要结合附图阅读的后续详细描述，本发明的上述目的以及其 它目的、特征以及优点显而易见。
本申请提供一种用于确定火焰特征的方法和火焰扫描器。确定的 特征可以是与火焰相关的任意类型的特征，包括(但不局限于)火焰 的存在、火焰质量、火焰类型，以及空气/燃料混合比例。火焰扫描器 包括火焰传感器、分光器以及处理器。火焰传感器、分光器以及处理 器一起操作以便实现本申请所描述的方法。同样，在本发明的某些方 面中，火焰扫描器包括存储器，而在其它方面中，火焰扫描器包括显 示器。
根据该方法，在连续光谱范围内监测火焰以便;险测由火焰发射的 光。也就是，在连续不间断的光谱范围内检测由火焰发射的所有光。 连续光谱范围分段成多个分立范围。对至少 一个分立范围的各范围中 的检测光分别进行处理以便确定火焰的至少一个特征。因而，仅对一 个或多个特定范围内的检测光进行处理以便确定一个特征或多个特 征。 在本发明的一方面中，监测的连续光谱范围是350到1100纳米。 因而，检测落在350到1100纳米范围内的光。在另一方面，该多个分 立范围是至少七个范围。
根据本发明的另一方面，存储至少一个火焰标记。各火焰标记与 燃烧特定类型的燃料相关联。因而，第一火焰标记可能与燃烧一种类 型的油相关联，而第二火焰标记可以与燃烧天然气相关联。火焰标记 由与燃烧特定类型燃料相关联的公知数据组成。在这方面，确定至少 一个特征的处理包括处理一个或多个分立范围内的一全测光，连同 一个 存储火焰标记。因而，基于检测的光和存储的火焰标记确定一个或多 个特征。
在又一方面中，各存储火焰标记包括与燃烧一定类型的燃料相关 联的多种类型信息中的至少一个。该信息是DC强度数据、闪烁强度 数据，闪烁频率数据以及光谱形状数据中的至少 一个。
在另一方面中，同时监测两种火焰。第一火焰与第一类型燃料相 关联，而第二火焰与不同于第一类型燃料的第二类型燃料相关联。由 第二火焰发射的多个分立范围的一个或多个范围内的检测光分别与另 一个存储火焰标记进行处理以便确定第二火焰的至少一个特征。其它 存储火焰标记不同于在确定第一火焰的特征时处理的火焰标记。在又 一方面中，与确定第一火焰的一个或多个特征相关联的一个或多个分 立范围可以与确定第二火焰的一个或多个特征相关联的一个或多个分 立范围相同或不同。
根据再一方面，在确定第 一火焰的至少一个特征时考虑的多个范 围的至少 一个在确定第二火焰的至少 一个特征时不考虑。
在本发明的另一方面中，监测、分段以及处理由多个火焰扫描器 的第一火焰扫描器执行。与确定相关联的信息从第一火焰扫描器传输 到远程位置。该信息通过多个火焰扫描器的至少另一个传输到远程位 置。也就说，多个火焰扫描器串联到远程位置。在这方面中，远程位 置可以是任意位置。 在又一方面中，监测、分段以及处理由火焰扫描器执行，而确定 相关联的信息显示在火焰扫描器上。该信息可以是确定本身或者与确 定关联的辅助信息。例如，显示信息可以是监测火焰的光语形状。
为了便于更全面地理解本发明，现在参照附图。这些附图不应解 释成限制本发明，而是倾向于仅是示范性的。图1是根据本发明的火焰扫描器的简化描述； 图2是由图1的火焰扫描器存储的提炼(refined)火焰标记数据 的图形描述；图3是图1的火焰扫描器存储的火焰光谱形状数据的图形描述； 图4是根据本发明的特定方面的图1的火焰扫描器的光^:二极管 波长灵敏度的示范性描述。
具体实施方式
参照附图，并且具体是图l，包括在本发明的火焰扫描器100中 的是透镜组件101、光缆组件105以及检测头组件110。检测头组件 110安装到燃烧室的外壁115，而透镜组件101定位在燃烧室内，光缆 组件105经过外壁115连接检测头组件110和透镜組件101。优选的， 透镜组件101和光缆组件105的受高热影响的全部金属部件由304型 不锈钢制成。如所希望的，火焰扫描器100可以用于切向燃烧(T-燃 烧)或者壁燃烧锅炉中，以及与烧煤、烧油、烧气以及燃烧其它燃料 的燃烧器一起使用。检测头组件110优选配置成使得可以如所希望地 连接冷却和/或吹扫空气。然而，透镜组件101和光缆的温度额定值优 选为900华氏温度，因而不需要冷却空气。如所希望地，可以使用吹 扫空气。对于低压空气，吹扫空气流优选是4-10SCFM，例如来自低 压吹风机(10"wc)，或者对于压缩空气为3-5 SCFM。尽管可以使用 其它材料，但检测头组件110是铸铝并且包括用于将检测头组件110 安装到外壁115上的销(未图示)。
透镜组件101包括可置换石英透镜。光缆组件105包括优选直径为1/8"并由蓝色增强型硼硅酸盐光缆制成的光缆103。蓝色增强型硼 硅酸盐光缆的使用提供更洁净的信号路径，与其它类型的光缆相比改 善了光传输。光缆103将由石英透镜收集的光传输到位于检测头组件 110内部的分光器106。可以如所希望地利用石英或其它电缆。分光器106将收集的光导向到多个光敏二极管107a-107n的各二 极管上。优选的，使用六个光敏二极管，然而，可以如所希望地使用 更少或更多的光敏二极管。各光敏二极管107a-107n将光能转换成电 信号。各电信号随后发送到机载数字信号处理器108。使用机载数字 信号处理器108代替传统火焰扫描器的分离式远程处理电子设备。数 字信号处理器108优选以2000Hz的速率进行采样，以便执行10到 200Hz之间的频率分析。此外，数字信号处理器108优选是16位设计 并且以40MIPS操作，能够进行实时频率分析。电子设备优选包括自 动增益控制，以便允许最低18位模拟到数字的转换。该多个光敏二极管107a-]07n的各二极管的输出代表从红外到紫 外频率的独特光谱范围内的火焰强度。这样提供了具有更好火焰辨别 力、区别一个燃烧器同另一个燃烧器的改进能力(在支持燃料火焰和 其它燃烧器火焰之间)以及辨别正在燃烧的燃料类型的改进能力的火 焰扫描器。这些独特光谱范围放到一起形成连续光谱范围，包括紫外、可见 以及红外光。优选的，连续光谱范围从300到IIOO纳米。然而，如所 希望的，可以形成更宽或更窄的连续光谱范围。来自各光敏二极管 107a-107n的输出正比于在相应独特光语范围内所获取的光强度。数字信号处理器108与存储器109连通。如所希望地，数字信号 处理器108和存储器109可以组合成单个单元。存储在存储器109中 的是至少一个火焰标记。各存4诸火焰标记代表通过燃烧不同类型燃料 产生的火焰，例如天然气、油和/或一种或多种类型的煤。通过在有限时间间隔内(例如五分钟)记录利用火焰扫描器]OO 检测已知稳定的火焰产生的来自该多个光敏二极管107a-107n的各二
极管的DC电压输出获得原始火焰标记数据。这种情况被称为自动调 谐(auto-tuning )。作为备选方案，原始火焰标记数据可以利用火焰扫 描器100以外的装置收集。在这种情况下，原始火焰标记数据仍然对 应于与该多个光敏二极管107a-107n的各二极管相关联的特定光谱范 围。优选的，火焰扫描器存储器109存储由火焰扫描器100监测的燃 烧室内燃烧的各种类型燃料的火焰的火焰标记。也就是， 一个火焰扫 描器100的存储器109可存储一组一个或多个火焰标记，而另一个火 焰扫描器100大的存储器109可以存在不同组一个或多个火焰标记。图2是多个光敏二极管107a-107n中的单个二极管存储的提炼火 焰标记数据的筒化图形描述。要理解，多个光敏二极管107a-107n的 各二极管的提炼火焰标记数据存储在存储器109中。提炼火焰标记数 据基于原始火焰标记数据。也就是，原始火焰标记数据由数字信号处 理器108转换并存储为提炼火焰标记数据。第一类型的提炼火焰标记数据被称为DC强度数据。DC强度数据 与原始火焰标记数据密切相关。DC强度数据包括该多个光敏二极管 107a-107n的各二极管记录的最大原始DC电压、记录的最小原始DC 电压以及记录的平均原始DC电压。例如，基于图2的示范性原始火 焰标记数据，最大原始DC电压为ll,最小原始DC电压为1.5，而平 均原始DC电压为6。第二类型的提炼火焰标记凌丈据被称为闪烁强度数据，并且是该多 个光敏二极管107a-107n的各二极管的原始火焰标记数据的各记录波 峰与前面的波谷相比的振幅测量值。闪烁强度数据包括该多个光敏二 极管107a-107n的各二极管的最大振幅、最小振幅以及平均振幅。第三类型的提炼火焰标记数据被称为闪烁频率数据，并且是多个 光敏二极管107a-107n的各二才及管在给定的时间帧内的原始火焰标记 数据波峰数量的测量结果。闪烁频率数据包括该多个光敏二极管 107a-107n的各二极管的最大闪烁频率、最小闪烁频率以及平均闪烁频率。 第四类型的提炼火焰标记数据被称作光谱形状数据。该数据作为该多个光^:二极管107a-107n的各二极管记录的原始数据的组合反映 了监测火焰在光谱的何处发光。图3是单个监测火焰的光镨形状数据 的简化图形描述。操作时，信号处理器108参照存储的火焰标记数据不断分析来自 多个光敏二极管107a-107n的信号输出。如下文描述的，基于这种分 析，火焰扫描器IOO不仅可靠并准确地检测火焰的消失，还提供与监 测火焰以及火焰扫描器100操作本身相关联的其它信息。可以如所希望地基于不同类型的存储火焰标记数据的任意一个或 任意组合检测火焰的消失。也就是，可以基于DC强度数据、闪烁强 度数据、闪烁频率数据和/或光谱形状数据检测火焰的消失。进一步， 可以如所希望地基于多个光敏二极管107a-107n的任意一个或任意组 合相关联的存储火焰标记数据4企测火焰的消失。如果来自 一个或多个光敏二极管107a-107n的信号输出下降到一个或多个存储的最小值和/或存^诸的平均值以下，脱扣信号传输到操作 人员和/或控制监测燃烧室的BMS。同样，如果来自一个或多个光敏二 极管107a-107n的信号输出大于一个或多个存储的最大值，脱扣信号 传输到操作者和/或BMS。基于收到这种信号，操作者和/或BMS随后 可以采取适当动作，例如中止燃料到燃烧室的供应。因而，存储的最 小值、最大值以及平均值作为用于脱扣到燃烧室的燃料供给的设定 点。因为通过燃烧不同类型燃^F产生的火焰具有不同的火焰标记，信 号处理器108编程为基于公知与正在监测的火焰最密切关联的那些火 焰标记特征产生脱扣信号。如上文所介绍的， 一种类型的火焰可以在 一个光谱范围发光，而另一种类型的火焰可以在另一个光谱范围发 光。此外，不同类型火焰可以与DC强度、闪烁强度和闪烁频率中的 不同特征更密切关联。例如，对于一种类型的火焰，闪烁频率可以是 稳定火焰的最可靠指示。因而，如所希望的，信号处理器108可以编 程为仅参照存储火焰标记数据一个或多个(即DC强度数据、闪烁强 度数据和/或闪烁频率数据的 一个或多个)分析与监测火焰的光镨范围相关联的那些信号，即仅分析来自多个光敏二极管107a-107n的特定 二极管的信号输出。如果信号处理器108编程为参照存储火焰标记数据的一个或多个 数据分析多个信号，如果任意一个信号违反任意单个脱扣点，编程可 以如所希望地产生脱扣信号传输。作为备选方案，编程可以如所希望 地仅在如果违反了不同脱扣点的特定组合时或者仅在如果违反特定数 量的不同脱扣点时产生脱扣信号传输。存储的火焰标记数据可以如所希望地进行修改。修改可以包括通 过利用火焰扫描器100记录新的原始火焰标记数据并且利用数字信号 处理器108基于新的原始数据产生新的提炼火焰标记数据而完全取代 火焰标记数据。同样，可以对存储的火焰标记数据的单件进行修改。 例如，可以改变由数字信号处理器108确定的多个光敏二极管107a-107n中的一个二极管的存储最小DC强度电压。下面进一步讨论用于 修改存储数据以及其它目的的用户界面。火焰扫描器100还基于DC电压数据确定火焰质量。火焰质量信 息对操作者和修理技师有用。也就是，火焰质量的退化是对火焰扫描 器IOO进行维护的有利基础，例如清洁或置换透镜组件101和/或石英 透镜。火焰质量由处理器108基于存储的平均DC强度数据、存储的 最小DC强度数据以及监测的DC强度确定。存储的平均DC强度数据 等于100%的火焰质量，而存储的最小DC强度数据等于0%的火焰质 量。因而，随着监测的DC强度更靠近存储的最小DC强度移动，火 焰质量降低。数字信号处理器108编程为无论何时监测的DC强度下降到特定 百分比(即到达距离0%的特定距离)而产生维护报警。作为备选方案 或者可能是附加方案，数字信号处理器108可以编程为无论何时监测 的DC强度开始有向下的趋势(可能是以特定速率)就产生维护报警。 存储器109存储该特定百分比和/或特定速率。产生的维护报警优选传 输到控制室，或者可能传输到远程位置。
除了基于违反DC强度数据、闪烁强度数据和/或闪烁频率数据中的一个或多个传输脱扣信号，数字信号处理器108可以如所希望地编程为基于监测火焰的光谱形状传输脱扣信号。因而，当监测火焰的光 谱形状与存储的光谱形状不对应时，可以传输脱扣信号。对应可以如 所希望地基于监测光镨形状与存储光谱形状的百分比偏差。偏差可以 是监测光谱形状的振幅以及光谱内监测火焰的分布的任意一种或两 种。还如所希望的，监测的光"^普形状数据可以与一个或多个其它监测 火焰标记数据组合以便产生脱扣信号。类似于上文的讨论，如果数字信号处理器108编程为参照存^f渚火焰标记数据和监测火焰的光谱形状 的一个或多个分析多个信号，那么如果任意一个信号违反任意单个脱 扣点或者如果监测的光谱形状偏离存储的光i普形状，编程可以如所希 望地产生脱扣信号传输。作为备选方案，编程可以如所希望地仅在如 果违反不同脱扣点和/或光谱形状的特定组合或者如果仅违反特定数 量的脱扣时产生脱扣信号传输。存储光谱形状数据特别有用于辨别单个燃烧室中的不同类型的火 焰，因而降低所需的扫描器数量。上文介绍了，火焰的各类型在光谱 的特定部分内发光。上文讨论了，来自各光敏二极管107a-107n的输 出与光谱的一部分相关联。已经发现，这些输出中的特定输出之间的 相对波峰的比例是特定火焰类型的可靠指示。例如，参照图4，光谱 的第一部分(与一个光敏二极管关联)的相对波峰和光谱第二部分(与 另一个光敏二极管相关联)的相对波峰之间的1.2比例可能与第一类 型燃料相关联。因而，在本实例中，对于这种第一类型燃料，光谱的 第二部分内的相对波峰一直比光谱的第一部分内的相对波峰高1.2倍。已经证明这些比例是火焰类型的可靠指示，无论火焰多亮或者多 暗。存储器109存储煤火焰、油火焰以及气体火焰的比例以及相关光 谱部分。基于监测的光谱数据，通过将监测光谱与存储比例/光谱部分 信息进行比较，可以同时从监测的其它火焰类型中确定并鉴别其火焰 类型。因而，本申请公开的发明性火焰扫描器可以在监测气体火焰的
同时监测并提供煤火焰存在的主动指示。当然，其它火焰类型组合也 可以同时监测以便通过火焰类型提供火焰存在的指示。光谱数据也有利地用于监测燃烧室内燃料/空气混合物以便控制NOx发散。上文介绍了，火焰扫描器100将监测火焰的光谱形状同存 储在存储器109内的预期光谱形状进行比较。无论何时监测火焰不具 有预期光语形状，数字信号处理器108分析监测的形状以便确定燃料/ 空气混合物比例是否正确。例如，气体火焰内的太多黄色火焰指示在 混合物中存在不适量的空气。在本实例中，数字信号处理器108直接 发送控制信号到燃烧器管理系统，以便适当调节混合物中的空气。当 然，这种校正信号可以备选发送到控制室以便操作者使用。来自火焰扫描器100的输出可以以各种方式传输。通信可以通过 布线在火焰扫描器内部的简单中继或者通过数字信号处理器108的专 用接口模块。当通过中继时，^义传输的信息产生脱扣信号。然而，当使用接口模块时，由数字信号处理器108产生的所有信 息传送到控制室，并且如所希望地转达到远程位置。这些通信可以如 所希望地通过i殳备网、工业以太网、MODBUS或者RS-232通信协议。特别有利的，火焰扫描器100中的多个扫描器可以通过单个电缆 串联到控制室，因而与目前的火焰扫描器安装相比电缆设置需求降低 了 75%。因而火焰扫描器100的多个扫描器的输出可以配置到一起并 通过同一电缆传输，同时仍保持安全所需的冗余。作为实例，典型的锅炉在多个层位的每层上包括四个火焰扫描器 (每个角落一个)。因而，四层锅炉具有十六个火焰扫描器。如前面 所描述的，传统上十六个火焰扫描器的每个扫描器将单独连接到控制 室。也就是，至少16个电缆延续到控制室。通过本发明，在本实例中， 电缆数量减小到四个，同时仍提供必要的冗余。这是因为在本实例中， 位于同一角落上的四个火焰扫描器100由延续到控制室的单个电缆彼 此串联。对剩余的三个角落重复这种相同配置。即使两个电缆由于某 种原因损害或者失效，每层的两个火焰扫描器IOO仍能传输信息。
可用于由火焰扫描器100传输的任何信息也可以通过位于火焰扫描器100背部的用户界面获得。在火焰扫描器100的背面是可以设定 为指示火焰质量、强度以及由火焰扫描器IOO检测、计算和/或确定的 其它参数的LED线条图形显示器。此外，LED图形可以设定为实时显 示整个测量光谱或者仅显示测量光谱的一部分。除了通过网络连接，所有的操作参数还可以通过该用户界面设 置。这些参数包括对上文所讨"i仑的所有存储信息的修改，包括设定点 和火焰标记数据，无论原始数据还是提炼数据。对这些操作参数的访 问由密码控制。通过网络连接对用户界面的访问可以在控制室内通过 专用界面完成。有利的是，对用户界面的网络访问还可通过与火焰扫 描器100直接连接的PC以及通过控制室内的PC进行。本发明并不局限于本申请所描述的特定实施例的范围。实际上， 除了本申请所描述的那些，通过前述描述和附图本发明各种修改对本领域技术人员显而易见。因而，这些修改倾向于落在所附权利要求的 范围内。
权利要求
1.一种用于确定火焰特征的方法，包括在连续光谱范围内监测火焰以便检测由所述火焰发射的光；将所述连续光谱范围分段成多个分立范围；以及分别处理所述多个分立范围的一个或多个分立范围中的各分立范围内的检测光以便确定所述火焰的至少一个特征。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所迷监测的连续光 谱范围为350到1100纳米。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述多个分立范围 为至少七个分立范围。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括 存储至少一个火焰标记，各所述存储火焰标记与燃烧燃料的类型关联；其中所述确定至少一个特4正的处理包括利用一个存储火焰标记处 理所述多个分立范围的一个或多个分立范围中的各分立范围内的检测光。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于各所述存储火焰标 记包括DC强度数据、闪烁强度数据、闪烁频率数据以及光谱形状数 据的至少一个。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述火焰是与第一 类型燃料关联的第一火焰，并且进一步包括在监测所述第 一火焰的同时，在所述连续光谱范围内监测第二火 焰以便检测由所述第二火焰发射的光，所述第二火焰与不同于所述第 一类型燃料的第二类型燃料相关联；以及利用不同于所述一个存储火焰标记的另一个存储火焰标记分别处 理所述多个分立范围的一个或多个分立范围中的各分立范围内由所述 第二火焰发射的检测光以便确定所述第二火焰的至少 一个特征。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于 在确定所述第一火焰的至少一个特征时处理所述多个分立范围的至少第一分立范围内的检测光；以及在确定所述第二火焰的至少 一个特征时不处理所述多个分立范围 的所述第一分立范围内的检测光。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于各所迷至少一个特 征为火焰存在、火焰质量、火焰类型以及燃料/空气混合比例中的一 个。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述监测、分段以 及处理由多个火焰扫描器的第一扫描器执行，并且进一步包括将与所述确定相关联的信息从所述第一火焰扫描器传输到远程位置；其中所述信息通过所述多个火焰扫描器的至少另一个扫描器传输 到所述远程位置。
10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述监测、分段 以及处理由火焰扫描器执行，并且进一步包括在所述火焰扫描器上显示与所述确定相关联的信息。
11. 一种用于监测火焰的火焰扫描器，包括配置为在连续光谱范围内监测火焰以便检测由所述火焰发射的光 的火焰传感器；配置为将所述连续光谱范围分段成多个分立范围的分光器；以及配置为基于所述多个分立范围的一个或多个分立范围的各分立范 围内的检测光确定所述火焰的至少一个特征的处理器。
12. 根据权利要求11所述的火焰扫描器，其特征在于所述监测 的连续光谱范围为350到1100纳米。
13. 根据权利要求11所述的火焰扫描器，其特征在于所述多个 分立范围为至少七个分立范围。
14. 根据权利要求11所述的火焰扫描器，其特征在于进一步包括.. 配置为存储至少一个火焰标记的存储器，各所述存储火焰标记与燃烧燃料类型相关联；其中所述处理器进一步配置为基于所述一个或多个分立范围的各 分立范围内的^r测光以及一个存储火焰标记确定所述火焰的至少一个 特征。
15. 根据权利要求14所述的火焰扫描器，其特征在于各所述火 焰标记包括DC强度数据、闪烁强度数据、闪烁频率数据和光谱形状 数据中的至少一个。
16. 根据权利要求15所述的火焰扫描器，其特征在于 所述火焰是与第一类型燃4+关联的第一火焰； 所述火焰传感器进一步配置为在监测所述第一火焰的同时在所述连续光谱范围内监测第二火焰以便检测由所述第二火焰发射的光，所 述第二火焰与不同于所述第 一类型燃料的第二类型燃料相关联；所述处理器进一步配置为基于所述多个分立范围的一个或多个分 立范围中的各分立范围内由所迷第二火焰发射的检测光以及不同于所 述一个存储火焰标记的另 一个存储火焰标记确定所述第二火焰的至少 一个特征。
17. 根据权利要求16所述的火焰扫描器，其特征在于基于所述多个分立范围的至少第 一分立范围内的检测光和所述一 个存储火焰标记确定所述第 一火焰的至少一个特征；以及所述笫二火焰的确定的至少一个特征不基于所述多个分立范围的 第一个分立范围内的检测光。
18. 根据权利要求11所述的火焰扫描器，其特征在于各所述至 少一个特征为火焰存在、火焰质量、火焰类型以及燃料/空气混合比例 中的一个。
19. 根据权利要求11所述的火焰扫描器，其特征在于进一步包括外壳；以及配置为显示与所述确定相关联的信息的显示器； 其中所述火焰传感器、所述分光器和所述处理器设置在所述外壳 内，并且其中所述显示器设置在所逸外壳上并且可由操作人员观察。
20.根据权利要求11所述的火焰扫描器，其特征在于 所述火焰扫描器是多个火焰扫描器中的一个； 所述处理器进一步配置为将与所述确定相关联的信息传输到远程 位置；以及所述信息通过所述多个火焰扫描器的至少另一个传输到所述远程 位置。
全文摘要
本发明提供了用于确定火焰特征的技术。所提供的是方法以及装置(100)。在连续光谱范围监测火焰以便检测所监测火焰发射的光。连续光谱范围分段成多个分立范围，并且该多个分立范围中一个或多个范围内的检测光分别进行处理以便确定火焰的至少一种特征。
文档编号G01N21/72GK101128699SQ200680005843
公开日2008年2月20日 申请日期2006年2月20日 优先权日2005年2月24日
发明者J·P·萨顿, M·J·塞金, M·奥迪诺特斯基, R·L·托比亚什 申请人:阿尔斯托姆科技有限公司