CN102445283A - 燃气涡轮机中使用可调谐二极管激光器的热气体温度测量 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气涡轮机中使用可调谐二极管激光器的热气体温度测量，具体而言，涉及一种安装在燃气涡轮机中的燃烧气体测量装置，该测量装置包括：可调谐激光器，其生成经过燃气涡轮机中的燃烧气体通路的辐射束；控制器，其用于可调谐激光器并对激光器进行调谐以发射至少具有第一选定波长和第二选定波长的辐射，两者均对应于气体的燃烧物质的随温度变化的转变，其中第一选定波长和第二选定波长不在相邻波长的吸收峰附近；探测器，其感测经过燃烧气体的辐射束并生成指示燃烧气体在第一波长和第二波长中的每一个对该束的吸收的吸收信号；以及控制器，其执行基于对第一波长和第二波长的吸收信号的比值确定燃烧气体温度的存储在非临时存储介质上的程序。

Description

燃气涡轮机中使用可调谐二极管激光器的热气体温度测量

技术领域

本发明涉及使用可调谐激光器确定热气体温度，且尤其涉及确定燃气涡轮机中的高压燃烧气体温度。

背景技术

燃气涡轮机中的燃烧气体温度难以精确地确定。燃烧气体极热、有腐蚀性、扰动且处于高压下。燃烧气体温度例如涡轮点火温度(Tfire)通常基于诸如排气温度和压缩机排气压力之类的因素来估测。燃烧气体温度的这种估测具有一定程度的不确定性。为了补偿这种不确定性，将燃烧气体温度设定在低于如果燃烧温度已知具有较大的不确定性则会需要的温度。

燃烧气体温度影响燃气涡轮机的功率输出。功率随着燃烧气体温度增加而增加。例如，对于两百兆瓦(200MW)的燃气涡轮机而言，使燃烧气体温度(Tfire)升高10华氏度可增加功率输出一兆瓦(1MW)。降低不确定程度会允许燃烧气体温度升高并引起燃气涡轮机的功率输出的对应增加。

已提出光谱测量例如激光测量来精确地确定燃气涡轮机中的气体温度。国际专利申请WO 2007/014960描述了一种温度测量装置，其测量处于与燃气涡轮机的燃烧气流中的氧气相对应的波长下的激光的吸收。美国专利申请出版物2008/0289342描述了通过测量与燃气涡轮机的气流中的氧气相对应的波长的激光的吸收来确定燃烧温度。

由于燃烧气体测量吸收所处的激光波长应选择成最优化气体温度的计算精度。测量吸收所处的波长通常选择成与气体中的物质的随温度变化的转变相对应。存在若干可用波长，在这些波长由于燃烧气体物质的随温度变化的转变而发生吸收。需要一种方法来选择一对波长，在该对波长测量激光吸收以获得用于精确计算燃气涡轮机中的燃烧气体温度的吸收谱线强度数据。

发明内容

已开发了一种用于精确地测量燃气涡轮机中的点火温度或其它热气体温度的系统和方法。可调谐二极管激光器引导激光束通过流经燃气涡轮机的燃烧气体。辐射传感器测量在与近红外波段中的一对水蒸气谐波(overtone)转变相对应的波长处发生的辐射吸收。基于在这两个波长处测量的吸收的比值计算燃烧气体的温度。该对波长被相对隔离且在附近的波长不具有相邻的强吸收谱线。相邻的吸收强度谱线的隔离和缺乏避免了在燃气涡轮机中的高压力下发生的相邻的强吸收强度谱线的合并。

公开了安装在燃气涡轮机中的一种燃烧气体测量装置，该测量装置包括：可调谐激光器，其生成经过燃气涡轮机中的燃烧气体通路的辐射束；控制器，其用于可调谐激光器并调谐激光器以发射至少具有第一选定波长和第二选定波长的辐射，第一选定波长和第二选定波长两者均对应于气体的燃烧物质随温度变化的转变，其中第一选定波长和第二选定波长不在相邻波长的吸收峰附近；探测器，其感测经过燃烧气体的辐射束并生成指示燃烧气体在第一波长和第二波长中的每一个处对束的吸收的吸收信号；以及处理器，其执行基于对第一波长和第二波长的吸收信号的比值确定燃烧气体温度的存储在非临时存储介质上的程序。

公开了一种安装在燃气涡轮机中的燃烧气体测量装置，该测量装置包括：可调谐二极管激光器，其发射经过燃气涡轮机中的燃烧气体通路的激光束；控制器，其用于经调谐的可调谐二极管激光器以发射波长为1334纳米(nm)的第一激光束和波长为1380nm或1391nm的第二激光束；发射波长为1334nm以及1380nm或1391nm的激光束的激光束；激光传感器，其感测经过燃烧气体的各辐射束并生成指示燃烧气体在各波长处对该束的吸收的吸收信号；以及处理器，其执行基于第一激光束和第二激光束的吸收信号的比值确定燃烧气体温度的存储在非临时存储介质上的程序。

公开了一种用于计算高压环境中的燃烧气体温度的方法，该方法包括：识别与燃烧气体中的物质的温度相关转变相关联的强强度谱线；识别与燃烧气体的燃烧物质的随温度变化的转变相关的强强度谱线；选择作为与燃烧物质相关地识别的第一和第二强强度谱线，其中强强度谱线中选定的两条不具有相邻的强强度谱线；识别各自分别与第一和第二强谱线相关联的第一波长和第二波长；将处于识别出的第一和第二波长的每一个下的激光束投射通过燃烧气体通路，并收集与燃烧气体在识别出的第一和第二波长的每一个下对该束的吸收有关的数据；以及使用收集的数据计算燃烧气体温度。

附图说明

图1是燃气涡轮机的示意图。

图2是图1中所示的燃气涡轮机的燃烧器和涡轮之间的接合处的横截面。

图3和4是示出了燃烧气体对从7200/cm到7207/cm波长的辐射频率范围的激光辐射吸收的图表。

图5和6是示出了燃烧气体在各种波长对激光吸收的谱线强度的示例性图表。

图7和8是示出了燃烧气体在各种波长对激光吸收的谱线强度的示例性图表。

图9和10是示出了用于使用可调谐二极管激光器确定燃烧温度的示例性方法的过程图表。

零部件列表

10燃气涡轮机

12压缩机

14燃烧器

16燃烧管

18涡轮

20控制器

22激光器和传感器组件

23燃料控制器

24燃气涡轮机的外壳

26外壳上的端口

28组件的轴

30气体流路

32轴的末端

34激光

38第一定子

40第一涡轮轮叶

100测试燃烧气体

102识别与燃烧气体的物质的温度相关转变相关的强度谱线

104找出与相同物质相关的强度谱线群组

106识别不具有相邻的强度谱线的群组中的强度谱线对

108识别不具有强度谱线的波长

110将激光器和传感器组件安装在燃气涡轮机中

112收集燃气涡轮机的运转数据

114计算气体温度

具体实施方式

图1是具有压缩机12、带有燃烧管16的燃烧器14以及涡轮18的工业燃气涡轮发动机10的示意图。空气进入轴向压缩机12，该轴向压缩机12对空气加压并将其排放到形成燃烧器的燃烧管16的环形阵列。空气和燃料混合物在燃烧管内被点燃并且通过燃烧形成的热气体流入涡轮18。热燃烧气体15进入涡轮16并流过第一级定子叶片的环形阵列和第一级涡轮轮叶的环形阵列。热燃烧气流流过多排环形阵列涡轮轮叶，旋转涡轮轮叶和也连接到压缩机上的相关联的轴。涡轮旋转压缩机致使压缩机对用于燃烧器的空气加压。

进入涡轮的热燃烧气体的温度通常称为点火温度(Tfire)。该点火温度可定义为诸如在第一定子的后缘和第一涡轮轮叶的前缘处的燃烧气体流路中涡轮开始工作处的气体温度。

控制器20，例如带有非临时存储介质和处理器的计算机，接收来自激光器和传感器组件22的波长吸收数据，该数据用于计算燃烧气体温度。控制器使用算出的燃烧气体温度来控制燃气涡轮机，诸如通过调节燃料控制装置23和通向压缩机12的进口导叶。控制器还使用算出的燃烧气体温度输出与燃气涡轮机的性能有关的数据。

图2是对应于通向涡轮16的进口的燃气涡轮机10的放大区段的截面图，该放大区段接近第一排定子的后缘和第一排涡轮轮叶的前缘。燃气涡轮机10的外壳24具有通常用于插入检孔仪以检查燃气涡轮机的内部构件例如涡轮轮叶和定子的端口26。

端口26提供监视从燃烧器流到并流经涡轮的燃烧气体的激光器和传感器组件22的入口。激光器和传感器组件22安装在燃气涡轮机的外壳24上或其中并延伸通过钻孔端口26。激光器和传感器组件22的轴28延伸穿过外壳上的其中一个端口26并延伸到气体流路30的外周。

轴28内有光路例如光纤或电线以在轴的内端32和与激光器和传感器组件22相关联的电子控制装置和感测电路之间传送激光或电信号。末端32可包括各自连接到电信号线上的激光二极管和二极管传感器。激光二极管投射经过燃烧气体流路30的一束辐射34。二极管传感器在束34经过气体流路之后接收束34并生成指示该束的强度例如亮度(intensity)的信号。

末端32可与第一定子38以及第一涡轮轮叶40之间的狭窄间隙对准并位于通过该间隙的流路30的外周处。激光34径向向内投射通过该流路并在与该流路相邻的径向向内的表面上反射回到位于末端32处的辐射探测器，例如光学传感器或光纤。激光34可从涡轮的轴反射。

代替反射激光，一对轴28可在不同的检孔仪端口26处插入，该端口26可在燃气涡轮机的外壳24上轴向对准，并定位成使得每个轴的末端32沿着延伸穿过该气体通路的视线。激光34从第一末端投射并且光探测器或光捕获装置例如光纤位于另一末端中。此外，多个轴28(或多对轴)可延伸穿过燃气涡轮机的外壳中不同的检孔仪端口或其它开口，以在气体流路中的各种位置处监视气体温度。

可调谐二极管激光器和传感器组件22可为常规系统，其具有可调谐二极管激光光源、例如束成形的传输光学器件、接收激光束的光学器件和诸如光电二极管之类的探测器。激光二极管由与组件22相关联的电子电路和计算机控制器调谐，以将激光在波长特征上的辐射发射波长改变为诸如水蒸气之类的燃烧气体的某些燃烧物质的吸收波长。

从激光器发射的辐射的吸收减小了激光束的亮度并且该亮度减小由探测器测量。探测器生成指示该辐射在激光器所发射的波长的吸收量的谱线强度信号。谱线强度信号输出到计算机20或其它处理单元，其使用该信号确定燃烧气体温度。计算机20可与对激光器组件22中的激光器进行调谐的计算机分离或结合。

可调谐二极管激光器是其中能够在光谱的紫外、可见和红外区域的一部分或全部上对输出辐射的频率进行调谐的激光器。可基于在其上要执行调谐的波长范围选择可调谐二极管激光器。二极管激光器的典型实例为InGaAsP/InP(可在900nm到1.6μm的范围进行调谐)和InGaAsP/InAsP(可在1.6μm到2.2μm的范围进行调谐)。可通过调节二极管激光器的温度或注入激光器的增益介质中的注入电流密度对二极管激光器进行调谐。

用于激光器和传感器组件22的光传感器使用常规的吸收光谱技术测量在对激光器进行调谐时发射的各种波长下的辐射吸收。随着激光器辐射例如光经过燃烧气体，气体中的燃烧物质吸收辐射的某些波长。此外，气体的温度影响发生的吸收量。

在选定的波长下测量激光器辐射吸收提供了可用于计算燃烧气体的温度的数据。特别是，能够从在两个波长下测量的激光器辐射的吸收的比值推导气体的温度，每个波长对应于气体的成分(物质)的随温度变化的转变。

激光器辐射的选定波长对应于燃烧气体中发生的水蒸气转变的波长。基于经过流经燃气涡轮机的经压缩的燃烧气体的激光辐射在这两个选定的波长下测量谱线强度。当对激光二极管进行调谐以在每个选定的波长二者择一地辐射时基本上同时在两个选定的波长下测量吸收谱线强度。

两个吸收谱线强度的比值以常规方式用于计算燃烧气体的温度。可使用可调谐二极管激光器吸收光谱(TDLAS)技术测量吸收谱线强度并计算燃烧气体温度。特别地，将波长选择成对应于近红外段中的两种水蒸气谐波转变。能够基于对应于两种水蒸气谐波转变的波长的测定吸收的比值算出燃烧气体的温度。

测量吸收以确定燃烧气体温度所处的波长是这样选择的，即，使得它们对应于水蒸气进行的吸收并且不具有吸收在其达到峰值的附近波长。选择远离其它吸收峰波长的波长确保了选定的波长不会随着气体压力升高而与相邻的吸收峰合并。

对于在诸如燃气涡轮机之类的内燃(IC)发动机中的应用，可变压力展宽(碰撞展宽)使吸收测量变得复杂并且引起吸收转变与相邻转变不同程度的重叠。典型水蒸气转变的碰撞展宽为γ_air，其在300K下为约0.05cm-1/atm。如果候选激光波长在2.5cm-1内具有相邻转变，则在IC中在高燃烧压力下将存在明显的重叠。重叠(干扰)程度取决于在发动机的P/T循环期间的相对谱线强度。最简单的谱线选择方法将仅保留在2.5cm-1内不具有最接近的邻线的谱线。

图3和4是示出了燃烧气体在从7200/cm到7207/cm波长的辐射频率范围对激光辐射的吸收的图表。如图3中所示，当气体压力为10个大气压(ATM)时强吸收谱线(峰)出现在7204/cm(对应于1388纳米(nm)的波长)并且附近的较小谱线出现在7205/cm处。图4示出了随着气体压力上升到30ATM，两条吸收谱线展开并合并。吸收谱线随着气体压力升高而合并由于吸收谱线的仅其中一条而使吸收的测量精度下降。

对于燃气涡轮机中的典型Tfire测量，燃烧压力为约十五个大气压(15atm)。典型水蒸气转变的碰撞展宽为γ_air，其在300K下为大约0.05cm-1/atm。在15atm，水蒸气转变的半高宽(FWHM)将改变0.75cm-1。这不会引起谱线在高压力的任何合并。

图5和6是示出了燃烧气体在各种波长下对激光的吸收的谱线强度的示例性图表。气体的压力对于图5和6中示出的实例中为1个大气压(atm)。图5示出了在7495/cm(1334nm)和2000开氏度(K)(1727℃和3140.6°F)的温度下的强吸收谱线。在7490/cm到7515/cm的范围内不存在具有吸收谱线的相邻波长。图6示出了在7243/cm(1380nm)下的强吸收谱线。

波长对(i)7495/cm(1334nm)和7243/cm(1380nm)以及(ii)7495/cm和7185/cm(1391nm)对应于近红外中的水蒸气谐波转变并且不具有导致干扰的相邻吸收谱线。

图5示出了在环境温度(296K)下可忽略的谱线强度，其表示环境温度不会产生影响燃烧气体的温度计算的干扰或噪音。如图7中所示，在133nm波长下的吸收谱线强度随温度增加。

图6示出了在7243/cm的波长、环境温度(296K)下的强吸收谱线强度和在2000K的温度下的名义谱线强度。在7243/cm(1380nm)波长的吸收随温度相反地变化。

随温度变化的谱线强度[cm-2atm-1]可根据在基准温度T0下的已知谱线强度来表达：

$S\left(T\right)=S\left(T_0\right)\frac{Q\left(T_0\right)}{Q\left(T\right)}\left(\frac{T_0}{T}\right)\exp [-\frac{{\mathrm{hcE}}^{\′\′}}{k}(\frac{1}{T}-\frac{1}{T_0})][1-\exp \left(\frac{-{\mathrm{hcv}}_0}{\mathrm{kT}}\right)]{[1-\exp \left(\frac{-{\mathrm{hcv}}_0}{k{T}_0}\right)]}^{-1}$

其中Q(T)为分子配分函数，h[Jsec]为普朗克常数，c[cm/s]为光速，k[J/K]为波尔兹曼常数，且E”[cm-1]为较低能量状态。

可从对两个不同的随温度变化的转变测出的一体化吸收的比值推导出温度。

$R=\frac{\∫P_{\mathrm{abs}}L{\mathrm{\Φ}}_{v1}{S}_1\left(T\right)\mathrm{dv}}{\∫P_{\mathrm{abs}}L{\mathrm{\Φ}}_{v2}{S}_2\left(T\right)\mathrm{dv}}=\frac{S_1\left(T\right)}{S_2\left(T\right)}=\frac{S(T_0,v_1)}{S(T_0,v_2)}\exp [-\left(\frac{\mathrm{hc}}{k}\right)(E_1^{\′\′}-E_2^{\′\′})(\frac{1}{T}-\frac{1}{T_0})]$

其中Pabs[atm]为吸收物质的局部压力，φv[cm]为特定转变的线型函数，S(T0，vi)为对于基准温度T0中心在vi[cm-1]处的转变的谱线强度，E”为较低状态能量[cm-1]且T为气体温度[K]。

以上比值对温度的相对敏感度通过下式获得：

$\mathrm{\σ}=\left|\frac{\mathrm{dR}/R}{\mathrm{dT}/T}\right|=\left(\frac{\mathrm{hc}}{k}\right)\frac{\left|(E_1^{\′\′}-E_2^{\′\′})\right|}{T}$

从上式可看出，期望较低状态差异高的谱线对具有高温度敏感度。

在图5和6中示出的实例中，对于1500K到2000K(2240°F到3140°F)的温度范围敏感度(6)为5.71。

高敏感度水平表示使用一对波长1334nm和1380nm进行的温度测量的精度应为大约0.35％，其对应于在2500华氏度下仅9华氏度的误差。

图7(其与图5相同)和8是示出了燃烧气体在各种波长下的激光吸收的谱线强度的示例性图表。图7示出了在7495/cm(1334nm)和2000开氏度(K)(1727℃和3140.6°F)的温度下的强吸收谱线。在7490/cm到7515/cm的范围内不存在具有吸收谱线的相邻波长。图8示出了在7185/cm(1391nm)的强吸收谱线。

尽管图8中在7185cm-1附近存在另一条吸收谱线，但该另一条谱线的谱线强度小。确保温度测量的标准是两个转变具有相似的信噪比(SNR)。假设最低可探测的吸收率为2E-4且SNR为10，则峰吸收度必须大于2E-3。假设压力为15atm且通路长度为1cm，则图8中在7185cm-1的谱线(带压力展宽)不会明显影响温度测量的精度。

图8示出了在7185/cm(1391nm)、环境温度(296K)下的强吸收谱线强度和在2000K的温度下的名义谱线强度。在7185/cm(1391nm)波长的吸收随温度相反地变化。

在图7和8中示出的实例中，对于1500K到2000K(2240°F到3140°F)的温度范围敏感度(6)为3.91。该高敏感度水平表示使用一对波长1334nm和1391nm进行的温度测量的精度在2500华氏度下应在15华氏度以内。

可将激光器和传感器组件22中的二极管激光器调谐到第三波长，例如635nm，其不对应于由燃烧气体吸收的波长。可使用在第三波长探测的谱线强度信号作为指示激光器和传感器组件22中的光学器件的透明度和用于将激光束反射回到组件22的末端32中的探测器的涡轮轴或其它表面的反射率的基准。

图9和10是用于设置可调谐激光器系统以测量燃烧温度和测量燃烧温度的示例性方法的流程图。用于测量燃烧温度的方法的部分可体现为存储在可由处理器存取的非临时存储介质上或图2中所示的计算机27中的计算机程序中的指令。

在步骤100中，测试相同或大致相似的燃烧气体以识别由燃烧气体例如燃烧物质吸收的辐射的波长。可在低压力例如一个大气压(ATM)或在类似于压缩机排气压力的压力例如20ATM到30ATM下测试燃烧气体。在低压力下测试避免了倾向于在高压力下发生的吸收强度谱线的合并。可在实验室的燃烧室中识别吸收谱线。可使用可调谐二极管激光器扫描适当范围的波长以获得与由燃烧气体中的物质在其下发生吸收的波长有关的数据。

在步骤102中，评价与在步骤101中获得的吸收强度谱线有关的数据以识别对应于经历温度相关转变的燃烧气体中的物质的强度谱线。例如，水蒸气和氧气是经历温度相关转变的燃烧气体的物质。燃烧领域、尤其是燃气涡轮机中的燃烧气体领域中的普通技术人员将具有充分的知识和训练以确定数据中的哪些吸收强度谱线对应于燃烧气体的物质的随温度变化的转变。

从在步骤102中识别的强度谱线，在步骤104中找出与相同的燃烧气体物质相关联的强度谱线的群组，例如，强度谱线对。在步骤106中评价一个群组内的强度谱线，以识别其中每条谱线都不具有相邻的强度谱线的一对谱线。例如，一对1334nm和1380nm以及1334nm和1391nm的波长由于水蒸气的随温度变化的转变而具有相关联的强吸收谱线并且不存在相邻的强吸收谱线。

在步骤104中，确定在步骤102中识别的强度谱线中哪些远离相邻的强度谱线。选择对应于在步骤104中识别的不具有相邻的强度谱线的强度谱线的波长对作为在其下测量吸收以计算燃烧气体的温度的波长对。在步骤108中，识别与强度谱线、特别是随温度变化的强度谱线不相关的波长。

在步骤110中，将激光器和传感器组件安装在燃气涡轮机中使得可调谐激光器二极管经燃气涡轮机中的气体通路辐射光束。该激光束可经过第一定子与第一涡轮之间的间隙，以从Tfire温度的位置直接收集吸收数据。

在步骤112中以及燃气涡轮机运转期间，激光器和传感器组件通过经燃气涡轮机投射激光束而收集吸收数据，其中将激光器调谐到在步骤106中选择的波长。激光器的调谐可以是循环的使得波长定期并迅速改变为在步骤106和108中选择的波长。将吸收数据收集并存储在与激光器和探测器组件中的控制器相关的存储介质中。在步骤114中，在激光器和探测器组件或用于燃气涡轮机的控制器中处理吸收数据，以基于在于步骤106中识别的两个波长获得的谱线强度的比值(吸收数据)计算燃烧气体温度。此外，激光器和探测器组件使用在步骤108中识别的波长收集的吸收数据作为指示不具有燃烧气体的物质进行的吸收的强度谱线信号的基准。用于燃气涡轮机的控制器使用算出的燃烧气体温度来控制燃气涡轮机并生成与燃气涡轮机的性能有关的报告。

尽管已结合目前被认为最实用也最优选的实施例对本发明进行了描述，但应该理解的是，本发明并不限于所公开的实施例，而是相反地旨在涵盖被包括在所附权利要求的精神范围内的各种变型和等效设置。

Claims (15)

1.一种安装在燃气涡轮机(10)中的燃烧气体测量装置，该测量装置包括：

可调谐激光器(22)，其生成经过所述燃气涡轮机(10)中的燃烧气体通路的辐射束(34)；

控制器(20)，其用于所述可调谐激光器并对所述激光器进行调谐(100)以发射至少具有第一选定波长和第二选定波长的辐射，第一选定波长和第二选定波长两者均对应于所述气体的燃烧物质的随温度变化的转变(102)，其中所述第一选定波长和所述第二选定波长不在相邻波长(104)的吸收峰附近；

探测器(22)，其感测(100、112)经过所述燃烧气体的所述辐射束并生成指示由所述燃烧气体在所述第一波长和所述第二波长中的每一个对所述束进行的吸收的吸收信号，以及

控制器(20)，其执行基于对所述第一波长和所述第二波长的吸收信号的比值确定(114)燃烧气体温度的存储在非临时存储介质上的程序。

2.根据权利要求1所述的燃烧气体测量装置，其特征在于，所述第一选定波长为1334纳米(nm)且所述第二选定波长为1380nm或1391nm。

3.根据权利要求1所述的燃烧气体测量装置，其特征在于，所述燃烧物质为水蒸气。

4.根据权利要求1所述的燃烧气体测量装置，其特征在于，所述可调谐激光器(22)安装在所述燃气涡轮机(10)中，使得所述辐射束经过所述燃气涡轮机的第一涡轮定子(38)和第一涡轮轮叶(40)之间的气体通路(30)。

5.根据权利要求1所述的燃烧气体测量装置，其特征在于，所述可调谐激光器(22)为可调谐二极管激光器。

6.根据权利要求1所述的燃烧气体测量装置，其特征在于，所述辐射束从所述燃气涡轮机的涡轮的表面反射。

7.一种安装在燃气涡轮机(10)中的燃烧气体测量装置，该测量装置包括：

可调谐二极管激光器(22)，其发射经过(110)所述燃气涡轮机中的燃烧气体通路(30)的激光束；

控制器(20)，其用于对所述可调谐二极管激光器进行调谐(100、102)以发射波长处于1334纳米(nm)的第一激光束和波长处于1380nm或1391nm的第二激光束；

激光传感器(22)，其感测(100)经过所述燃烧气体(30)的每个辐射束并生成指示由所述燃烧气体在每个波长对所述束进行的吸收的吸收信号(112)，以及

控制器(20)，其执行基于所述第一激光束和所述第二激光束的吸收信号的比值确定(114)燃烧气体温度的存储在非临时存储介质上的程序。

8.根据权利要求7所述的燃烧气体测量装置，其特征在于，所述可调谐二极管激光器(22)安装在所述燃气涡轮机中使得所述激光束经过所述燃气涡轮机的第一涡轮定子(38)和第一涡轮轮叶(40)之间的气体通路(30)。

9.根据权利要求7所述的燃烧气体测量装置，其特征在于，所述辐射束从所述燃气涡轮机的涡轮的表面反射。

10.一种用于计算高压环境中的燃烧气体温度的方法，所述方法包括：

识别(102)与燃烧气体(30)中的物质的温度相关转变相关的强强度谱线；

识别(104)与所述燃烧气体的燃烧物质的随温度变化的转变相关的强强度谱线；

选择(106)识别为与所述燃烧物质相关的第一和第二强强度谱线，其中选定的两条强强度谱线不具有相邻的强强度谱线；

识别(108)各自分别与所述第一和第二强度谱线相关的第一波长和第二波长；

在识别的第一波长和第二波长中的每一个波长下经燃烧气体通路(30)投射(110)激光束并收集(112)与由所述燃烧气体在所述识别的第一波长和第二波长中的每一个波长下对所述束进行的吸收有关的数据，以及

使用收集的数据计算(114)燃烧气体温度。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一波长为1334纳米(nm)且所述第二选定波长为1380nm或1391nm。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使用收集的数据计算(114)燃烧气体温度包括确定在所述第一波长和第二波长对所述束的吸收的比值。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述燃烧物质为水蒸气。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述不相邻的强强度谱线(106)为所述第一选定波长或第二选定波长与另一条强强度谱线之间的至少两个波长。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述激光器为可调谐二极管激光器。

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