[发明专利]用于处理和/或分析表示辐射的图像信息的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理和/或分析表示辐射的图像信息的方法和装 置。具体地说，本发明涉及用于处理和/或分析是燃烧过程结果的辐射 以便例如在燃气轮机的燃烧室中进行火焰监视的装置和方法。

背景技术

处理和/或分析表示辐射的图像信息的无数光学装置或光学系统 为人所熟知。

从现有技术已知分析燃烧室中的燃烧过程以便使用通过所述分析 获得的数据控制燃烧过程的装置和方法。燃烧可以是任何种类的燃 烧，如在燃气涡轮中、在废物焚化厂或任何其它机器或工厂中使用的 燃烧。通过此类装置和方法，可能以燃烧过程达到高效率的方式控制 添加到燃烧室的燃料供应。因此，此类装置用于优化燃烧过程的有效 因子。

使用燃烧过程的反应产物的特定属性进行火焰分析和监视是一个 为人所熟知的技术。此类燃烧基和气体辐射并吸收某个谱范围的光。 例如：对于C₂，波长是在介于445纳米与455纳米之间，对于CH， 波长介于420纳米与440纳米之间。

GB 2 390 675公开了一种具有透镜形式的光学探针，用于将完整 图像辐射发射到成像装置中的设备。此类成像装置可以是单色CCD 相机、取帧器和计算机。火焰的参数随后以图形或数字方式在计算机 屏幕上呈现以便用户可看到。

DE 197 102 06公开了用于燃烧分析及在燃烧室中监督的又一装 置。若干分束器在用于完整图像捕捉的透镜系统后使用以便过滤特别 关注的辐射的某个谱区域。该谱区域随后传送到CCD传感器以便由 计算机单元处理。

CCD传感器的使用是现有技术装置的一个缺陷，这是因为所述 CCD传感器的采样率相当低。此类低采样率在效率方面对控制燃烧过 程有负面影响。短时间的尺度变化无法得到可靠监视。

由于燃气涡轮的燃烧室中的燃烧过程以极高的温度执行，即，一 般大约1200℃到1500℃，因此，不可能在燃烧室内直接测量。燃烧 室与装置之间的窗口大大降低了所述温度。不过，窗口表面上的温度 仍大约为100℃到150℃。由于所述温度原因，诸如物镜或分束器等 光学元件的使用不是有用的选择。

为处理高温度，已提议使用冷却系统，例如，在GB 2 390 675中。 然而，冷却系统的使用在安装和维护方面成本相当高。

另一个缺陷是在现有技术的装置中使用的光学系统的光学损耗。 此外，在装置的维护或安装期间，难以使用现有技术的装置调整光学 系统。这通常需要专业人员。

发明内容

本发明的目的是提供一种不具有根据现有技术的装置的缺点的装 置。具体而言，装置应能够以高效地方式监视工业(燃烧)过程。本 发明的又一目标是提供具有比现有技术已知装置更少的光学损耗，同 时具有高灵敏性和更高记录速度的此类装置。

具体而言，一种用于处理和/或分析图像信息的方法，该图像信息 以空间分辨方式表示辐射，该方法被提议使用耦合到至少一个光学检 测器的光学系统。根据本发明，图像信息由光学系统通过至少一个微 机械反射镜收集。此微机械反射镜包括安装在其上面的微反射镜，该 微反射镜能够在图像捕捉过程期间机械地、变化地倾斜，以便图像信 息由反射镜扫描，并按顺序耦合到至少一个检测器。

由于按顺序耦合，因此，信息的时间分辨发送将得以理解，其中， 允许在以后重复发送相同信息。

虽然此类微机械反射镜目前只用于使用单向波束为输入以空间分 辨方式照射某个区域，但目前提议以相反方式使用此类系统。人们发 现意外地，反向动作可轻松受控制，产生高灵敏性，尤其在要捕捉二 维图像时允许快速数据收集，并且人们发现需要的光学组件很少。

根据本发明的第一优选实施例，方法的特征在于微机械反射镜在 扫描过程期间绕两个优选正交的轴倾斜。此双轴倾斜可连续或同时执 行以便以高效率方式捕捉二维图像信息。

根据又一优选实施例，用于倾斜运动的微机械反射镜绕平衡或静 止位置振荡。优选是如果微机械反射镜同时绕两个正交轴倾斜，则在 两个轴周围的振荡是相移的，从而产生二维图像平面的Lissajous类型 扫描。当然，不同的扫描策略也是可能的，常规行扫描也是如此，而 且例如对于火焰扫描，特定的径向轨迹扫描能够很有用。