[发明专利]火焰扫描装置和它的操作的方法

权利要求书

1.一种用于监测火焰的火焰扫描装置，其包括：

用于采集火焰辐射并且将它传送到检测元件(5、9)的辐射采集和传送元件(1、2、3、4、8)，

用于辐射的检测和转换成电信号的火焰传感元件(9)，

用于转换所述电信号为火焰参数的评估单元(6)，其中

所述火焰传感元件(9)包括至少两个个体检测器(11-19)，每个具有个体中心检测波长和观察窗口(20-24)的宽度，其中所述个体中心检测波长和所述观察窗口(20-24)的宽度不重叠并且覆盖辐射光谱的个体感兴趣区。

2.如权利要求1所述的火焰扫描装置，其中所述火焰传感元件(9)包括第一组(14-19)的至少两个、优选地至少三个检测器，其中心检测波长在300nm-700nm的范围中，以及第二组(11-13、19)的至少两个、优选地三个检测器，其中心检测波长在红外范围中，优选地在800nm-1000nm的近红外范围中。

3.如权利要求2所述的火焰扫描装置，其中所述检测器(11-19)具有在10nm-30nm范围中、优选地在15nm-30nm范围中的观察窗口(20-24)的宽度，其中优选地这些个体观察窗口(20-24)通过在所述检测器(11-18)前面的干扰滤光片(19)来提供，其中所述检测器(11-18)优选地是光电二极管。

4.如权利要求2或3所述的火焰扫描装置，其中所述第一组(14-19)的检测器具有适合从OH、CH、C₂、CN的组中、优选地至少OH和CH的组中选择的自由基物种的化学发光的峰值的中心检测波长。

5.如权利要求4所述的火焰扫描装置，其中所述第一组(14-19)的检测器的个体中心检测波长选择成位于下列个体范围中的至少一个内：300nm-325nm；375nm-400nm；420nm-450nm；460nm-480nm；500nm-530nm。

6.如权利要求2-5中任一项所述的火焰扫描装置，其中所述第一组(14-19)和所述第二组(11-13、19)的检测器设置在基本上设置为横截于冲击辐射的方向的行中，并且其中所述第一组(14-19)的所有检测器位于所述行的中心部分，并且所述第二组(11-13、19)的检测器都位于所述行的一个侧外部位置或在其两个侧外部位置。

7.特别地如权利要求2-6中任一项所述的火焰扫描装置，其中第一组(14-19)和第二组(11-13、19)的检测器设置在基本上设置为横截于冲击辐射的方向的行中，并且其中辐射采集和传送元件(1、2、3、4、8)包括用于采集优选地从所述火焰的放热区采集的火焰辐射的前端光学系统(1)，用于传送所述采集的火焰辐射的传送元件，优选地为高温纤维束(2)，以及用于将所传送的火焰辐射引导到所述火焰传感元件(9)的该行检测器上并且用于增宽冲击辐射的横向强度分布的锥形元件(8)。

8.如权利要求7所述的火焰扫描装置，其中所述锥形元件(8)包括透明块，其具有基本上平行的上和下边界面、具有正交于辐射的主方向的基本上平行的入射和出射面，以及具有发散性的优选地正交于上和下边界面的抛光侧面，该入射面直接或间接附着到传送元件，该出射面直接或间接附着到火焰传感元件(9)，其中被所述侧面包围的朝向所述火焰传感元件(9)的张开角在±1°至±25°、优选地±5°至±20°、最优选地±8°至±15°的范围中。

9.如权利要求1-8中任一项所述的火焰扫描装置，其中所述装置进一步包括照相机(5)，优选地是高动态CMOS照相机，用于拍摄所述火焰的时间分辨图像画面，其中优选地在所述照相机(5)前面布置有梯度折射率透镜(4)，并且其中优选地来自所述照相机(5)的数据用作所述评估单元(6)的输入和/或所述火焰的存在和/或它的轮廓和/或它的位置的信息。

10.如权利要求9所述的火焰扫描装置，其中所述辐射采集和传送元件(1、2、3、4、8)包括用于采集所述火焰辐射的前端光学系统(1)，用于传送所述采集的火焰辐射的传送元件，优选地是高温纤维束(2)，以及将所述辐射分裂以在将它引导到所述照相机(5)上以及到所述火焰传感元件(9)上的分束器(3)。