DE102006043700A1

DE102006043700A1 - Sampling of combustion chamber signals

Info

Publication number: DE102006043700A1
Application number: DE102006043700A
Authority: DE
Inventors: Georg Bachmaier; Oliver Hennig; Rainer Strzoda; Christian Tump
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-09-18
Filing date: 2006-09-18
Publication date: 2008-03-27
Also published as: EP2064428A1; WO2008034729A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtastung von Brennraumsignalen, wobei Licht aus einem Brennraum durch ein lichtdurchlässiges Fenster ausgekoppelt und abgetastet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Lichtquelle zur Einkopplung von Prüflicht in einen Brennraum, und einen Lichtsensor zum Abtasten von Prüflicht aus dem Brennraum.The invention relates to a method for scanning combustion chamber signals, wherein light is coupled out of a combustion chamber through a translucent window and scanned. The invention further relates to a device for carrying out the method with a light source for coupling test light into a combustion chamber, and a light sensor for scanning test light from the combustion chamber.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abtastung von Brennraumsignalen, insbesondere aus einem Brennraum eines optisch gezündeten Kraftstoffmotors, speziell eines Ottomotors.The The invention relates to a method and a device for scanning combustion chamber signals, in particular from a combustion chamber of an optically ignited fuel engine, especially a gasoline engine.

Um die Wirtschaftlichkeit von Ottomotoren deutlich verbessern zu können, wird es notwendig, das Brennverfahren zu gestalten. Dies schließt ein, die Kraftstoffmenge, die Gemischbildung, den Zündzeitpunkt, den Ladedruck bzw. die Abgasrückführung so zu wählen, dass ein möglichst schadstoffarmer und effizienter Verbrennungsprozess stattfindet. Um einen Abgleich der einzelnen Größen auf den Verbrennungsprozess vornehmen bzw. die Toleranzen der einzelnen Aktuatoren besser ausgleichen zu können, sind Informationen über den Verbrennungsprozess notwendig. Dabei kann es sich um relativ einfache Informationen wie die Anzahl von Zündaussetzern handeln, den Zündzeitpunkt oder Informationen über den Verbrennungsverlauf, wie z. B. Druck und Temperatur, oder um komplexe Information über die chemische Zusammensetzung des Abgases.Around to be able to significantly improve the economic efficiency of gasoline engines it is necessary to design the firing process. This includes, the Amount of fuel, the mixture formation, the ignition timing, the boost pressure or the exhaust gas recirculation so to choose, that one possible Low-emission and efficient combustion process takes place. To compare the individual sizes to the combustion process make or better balance the tolerances of the individual actuators to be able to are information about the combustion process necessary. It can be relative simple information such as the number of misfires act, the ignition timing or information about the combustion process, such. As pressure and temperature, or to complex information about the chemical composition of the exhaust gas.

Aktuell werden Brennraumparameter beispielsweise mittels Klopfsensoren ermittelt; mit Hilfe des Klopfsignals erhält man eine indirekte Information über den Verbrennungsprozess. Eine andere Möglichkeit zur Ermittlung von Brennraumparametern geschieht über ein zeitaufgelöstes Kurbelwellensignal, durch das man ebenfalls eine indirekte Information über den Verbrennungsprozess erlangt. Mit Hilfe einer Lamdasonde wird ebenfalls eine Ermittlung von Brennraumparametern versucht, jedoch ist eine zylinderselektive Messung so besonders schwer zu realisieren. Teilweise wird auch eine Ionenstrommessung eingesetzt, bei der Zündkerzen verwendet werden, um über den Innenstrom zwischen den beiden Elektroden einen zylinderindividuellen Zylinder-Innendruck zu bestimmen. Die Ionenstrom-Messung setzt jedoch das Vorhandensein einer konventionellen Zündung voraus bzw. macht eine klassische Elektrodenanordnung erforderlich und ist wegen ihrer hohen Querempfindlichkeit nur schwer zu beherrschen.Current combustion chamber parameters are determined, for example by means of knock sensors; receives with the help of the knock signal you get an indirect information about the combustion process. Another way to identify Combustion chamber parameters happens over a time-resolved Crankshaft signal, through which one also provides indirect information about the Combustion process. With the help of a lambda probe will also a determination of combustion chamber parameters is attempted, but one is cylinder-selective measurement so particularly difficult to realize. Partially Also, an ion current measurement is used in the spark plugs used to over the internal flow between the two electrodes a cylinder-individual To determine cylinder internal pressure. The ion current measurement, however, sets the presence a conventional ignition precedes or requires a classical electrode arrangement and is difficult to control because of their high cross-sensitivity.

Um die Anzahl der Zugänge in den Brennraum zu minimieren, werden sie bereits heute mehrfach genutzt. So werden zum Teil konventionelle Zündsysteme mit einer Ionenstrom-Messung kombiniert. Ferner werden sowohl Zünd- als auch Glühkerzen mit Drucksensoren kombiniert.Around the number of accesses to minimize in the combustion chamber, they are already several times today used. So are partly conventional ignition systems with an ion current measurement combined. Furthermore, both ignition and glow plugs combined with pressure sensors.

Jedoch ist allen bisher bekannten Systemen gemein, dass sie nur eine eingeschränkte Menge von Brennraumparametern abtasten können, und dies auch nur indirekt, was eine aufwendige, vergleichsweise ungenaue und unvollständige Bestimmung der Brennraumparameter ergibt.however is common to all previously known systems that they only a limited amount of combustion chamber parameters, and this only indirectly, what a complex, relatively inaccurate and incomplete determination the combustion chamber parameter results.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur verbesserten Bestimmung von Brennraumparametern bereitzustellen.It is therefore the object of the present invention, a possibility to provide improved determination of combustion chamber parameters.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 17 gelöst.These The object is achieved by a method according to claim 1 and a device solved according to claim 17.

Dabei wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Licht aus einem Brennraum durch ein lichtdurchlässiges Fenster ausgekoppelt und abgetastet. Dadurch ist es möglich, Signale direkt und in Echtzeit aus dem Brennraum zu erhalten. Zudem werden nun erstmals optische Signale ausgewertet, welche bisher beim Betrieb eines Serienverbrennungsmotors nicht genutzte Information enthalten, z. B. über chemische Reaktionen, und in der Regel ein sehr geringe Querempfindlichkeit aufweisen, so dass z. B. Druck und Temperatur im Brennraum genau bestimmt werden können. Dadurch werden wiederum in erheblichem Maße die Möglichkeiten einer Rückkopplungs-Brennverfahrensregelung verbessert Dabei kann der Motor wie herkömmlich mit Glüh- bzw. Zündkerzen betrieben werden.there is in the inventive method Light from a combustion chamber coupled through a translucent window and sampled. This makes it possible Receive signals directly and in real time from the combustion chamber. moreover For the first time, optical signals will be evaluated, which have so far unused information during operation of a production internal combustion engine included, for. B. over chemical reactions, and usually a very low cross-sensitivity have, so that z. B. pressure and temperature in the combustion chamber exactly can be determined. This, in turn, significantly increases the possibilities of feedback combustion control The engine can be as conventional with glow plugs or spark plugs operate.

Unter Licht wird hier der Bereich des elektromagnetischen Spektrums von einer Wellenlänge zwischen ca. 1 mm (fernes Infrarot) bis ca. 50 nm (XUV), insbesondere zwischen ca. 780 nm (Nahes IR) bis ca. 380 nm (Schwaches UV). Jedoch ist auch jeder andere geeignete Ausschnitt, oder eine Mehrzahl von Ausschnitten, möglich.Under Light becomes here the range of the electromagnetic spectrum of a wavelength between about 1 mm (far infrared) to about 50 nm (XUV), in particular between about 780 nm (near IR) to about 380 nm (low UV). however is also any other suitable section, or a plurality of Cutouts, possible.

In einer Ausführung kann das durch die Verbrennung von Kraftstoff erzeugte Licht aus dem Brennraum ausgekoppelt und abgetastet werden.In an execution can emit the light generated by the combustion of fuel be coupled to the combustion chamber and scanned.

Bevorzugt wird es jedoch, wenn das abgetastete Licht zuvor in den Brennraum eingekoppelt worden ist, da das eingekoppelte Licht genau bestimmt und ggf. verändert werden kann und zudem ein definierter Vergleich zwischen eingekoppeltem Licht und ausgekoppeltem Licht möglich wird.Prefers It will, however, if the scanned light previously in the combustion chamber has been coupled, since the coupled light determines exactly and possibly changed and also a defined comparison between coupled light and decoupled light possible becomes.

Grundsätzlich sind zur Einkopplung und/oder Auskopplung getrennte Fenster möglich, jedoch ist es vorteilhaft, wenn das zur Abtastung ausgekoppelte Licht und ggf. das zuvor eingekoppelte Licht durch das gleiche Fenster geführt werden.Basically for coupling and / or decoupling separate windows possible, however It is advantageous if the coupled out for scanning light and if necessary, the previously coupled-in light is guided through the same window.

Vorteilhafterweise ist der Motor ein optisch gezündeter Motor, da in diesem Fall bereits ein lichtdurchlässiges Fenster zur Einkopplung eines Zündlichtstrahls bzw. einer optischen Zündenergie vorhanden sind, das auch zur Auskopplung des Abtast- bzw. Prüflichtstrahls verwendet werden kann. Eine solche Mehrfachnutzung des lichtdurchlässigen Fensters des optisch gezündeten Motors ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil üblicherweise, z. B. auch unter Laborbedingungen, das Fenster schnell verschmutzt. Bei dem optisch gezündeten Motor wird jedoch das Fenster durch die zugeführte Zündstrahlung (Laserpulse usw.) dadurch freigehalten, dass die Strahlungsenergie den Schmutz wegbrennt. Der Diagnosestrahler (typischerweise ein Diagnoselaser) braucht dann selbst keine zum Freibrennen des Fensters ausreichend hohe Energie in den Brennraum mehr einzukoppeln, auch wenn dies sonst eine Reinigungsmöglichkeit darstellt.Advantageously, the engine is an optically ignited engine, since in this case a translucent window for coupling an ignition light beam or an optical ignition energy are already present, which can also be used to decouple the scanning or Prüflichtstrahls. Such multiple use of the translucent window of the optically ignited engine is especial especially advantageous because usually, for. B. even under laboratory conditions, the window quickly polluted. In the case of the optically ignited engine, however, the window is kept free by the supplied ignition radiation (laser pulses, etc.) in that the radiation energy burns away the dirt. The diagnostic radiator (typically a diagnostic laser) then does not need to inject enough energy into the combustion chamber to burn out the window, even if this is otherwise a possibility for cleaning.

Es ist in einigen Fällen vorteilhaft, wenn das ausgekoppelte Licht durch den Brennraum transmittiertes Licht des eingekoppelten Lichtstrahls ist, wobei das transmittierte Licht im Brennraum insbesondere reflektiert werden kann, um ein gemeinsames Fenster zum Einkoppeln und Auskoppeln verwenden zu können.It is in some cases advantageous if the decoupled light transmitted through the combustion chamber Light of the coupled light beam is, with the transmitted Light in the combustion chamber in particular can be reflected to a common window for coupling and decoupling use.

Es ist zur flexiblen Auswertung vorteilhaft, wenn das in den Brennraum eingekoppelte Licht im Brennraum an einer Kolbenoberfläche, insbesondere an einem an der Kolbenoberfläche angebrachten selbst reinigenden Reflektor reflektiert wird.It is advantageous for flexible evaluation, if that in the combustion chamber coupled light in the combustion chamber on a piston surface, in particular on one on the piston surface attached self-cleaning reflector is reflected.

Es ist zur effektiven Bestimmung von Brennraumparametern insbesondere vorteilhaft, wenn das eingekoppelte Licht frequenzmoduliert wird. Dies wird günstigerweise durch eine abstimmbaren Laserdiode als Licht- bzw. Strahlungsquelle erreicht.It is for the effective determination of combustion chamber parameters in particular advantageous if the injected light is frequency modulated. This will be convenient by a tunable laser diode as light or radiation source reached.

Zur Bestimmung von Brennraumsignalen ist es günstig, wenn zumindest die Intensität des transmittierten Lichts abgetastet wird, insbesondere um eine Konzentration mindestens eines chemischen Elements oder einer chemischen Verbindung im Brennraum zu bestimmen. Auch können eine Temperatur und/oder ein Druck im Brennraum bestimmt werden.to Determination of combustion chamber signals, it is advantageous if at least the intensity of the transmitted Light is scanned, in particular by a concentration at least a chemical element or a chemical compound in the combustion chamber to determine. Also can a temperature and / or pressure in the combustion chamber are determined.

Bei einer anderen Ausführungsform wird das ausgekoppelte Streulicht verwendet. Beide bisher genannten Ausführungen, nämlich unter Verwendung des transmittierten Lichts und des Streulichts, können alternativ oder zusammen verwendet werden.at another embodiment the decoupled stray light is used. Both previously mentioned designs, namely using the transmitted light and the scattered light, may alternatively or used together.

Bei Verwendung von Streulicht ist es günstig, wenn Licht mit einem charakteristischen Spektrum in den Brennraum eingekoppelt wird. Dann kann das ausgekoppelte Licht insbesondere mittels einer Raman-Spektroskopie abgetastet wird, vorteil hafterweise, um eine Frequenzverschiebung zwischen dem eingekoppelten Licht und dem ausgekoppelten Licht zu bestimmen. Insbesondere dadurch kann mindestens eine bestimmte Molekülart im Brennraum identifiziert werden. Bei dieser Verfahrensform kann ebenfalls, z. B. durch zusätzliche Abtastung der Intensität, eine Temperatur und/oder ein Druck im Brennraum bestimmt werden. Die Einkopplung von Licht kann vorzugsweise unter Verwendung einer (relativ) breitbandigen Laserdiode oder einer Dampflampe als Strahlungs- bzw. Lichtquelle geschehen. Die Abtastung geschieht günstigerweise mittels eines Gitterspektrographen mit einem Photodiodenarray, eines Spektrometer mit einem mikromechanisch bewegtem Gitter oder eines durchstimmbaren Interferenzfilter.at Using stray light, it is convenient when using a light characteristic spectrum is coupled into the combustion chamber. Then, the decoupled light in particular by means of a Raman spectroscopy is scanned, advantageously enough, to a frequency shift between the injected light and the decoupled light determine. In particular, thereby at least one particular type of molecule in Combustion chamber can be identified. In this method form can also, z. B. by additional Scanning the intensity, one Temperature and / or pressure in the combustion chamber can be determined. The Coupling of light may preferably be done using a (relatively) broadband laser diode or a vapor lamp as radiation or Light source happen. The sampling is conveniently done by means of a Grid spectrograph with a photodiode array, a spectrometer with a micromechanically moving grid or a tunable Interference filter.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines schematischen, nicht zur Beschränkung der Erfindung gedachten Ausführungsbeispiels genauer beschrieben.The Invention will be described below with reference to a schematic, not to restriction the invention imaginary embodiment described in more detail.

1 zeigt als Querschnittsdarstellung eine Skizze einer Ausführungsform der Erfindung. 1 shows a cross-sectional view of a sketch of an embodiment of the invention.

1 zeigt einen oberen Teil eines Zylinderkopfs 1 eines Verbrennungsmotors, in dem, wie bekannt, ein Zylinderkolben 2 auf und abläuft, und zwar abhängig von der Verbrennung von Kraftstoff 3 in einem Brennraum 4. Der Kraftstoff 3 kann mittels einer Kraftstoffzufuhreinrichtung 5 zugeführt werden. Die Kraftstoffzufuhreinrichtung 5 kann auf verschiedene Arten ausgebildet sein, z. B. als Ventil, Düse und so weiter. 1 shows an upper part of a cylinder head 1 an internal combustion engine, in which, as is known, a cylinder piston 2 up and down, depending on the combustion of fuel 3 in a combustion chamber 4 , The fuel 3 can by means of a fuel supply device 5 be supplied. The fuel supply device 5 can be designed in various ways, eg. B. as a valve, nozzle and so on.

Weiterhin befindet sich im Zylinderkopf ein lichtdurchlässiges Fenster 6, z. B. für IR-Strahlung, sichtbares Licht und/oder UV-Strahlung. Diese lichtdurchlässige Fenster 6 dient hier erstens zum Durchlass von Strahlung zur optischen Zündung des sich im Zylinderkopf 1 befindlichen Kraftstoff/Luft-Gemischs, wobei die zugehörige Zündstrahlungsquelle hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.Furthermore, there is a translucent window in the cylinder head 6 , z. As for IR radiation, visible light and / or UV radiation. These translucent windows 6 First, it serves to transmit radiation to the optical ignition in the cylinder head 1 located fuel / air mixture, the associated Zündstrahlungsquelle is not shown here for clarity.

Bei der gezeigten Ausführungsform wird zusätzlich durch eine Lichtquelle 7 Licht 8 erzeugt, das über eine Optik 9 (die z. B. einen Lichtleiter umfassen kann) in den Brennraum 4 zu Zwecken einer Signalabtastung eingekoppelt bzw. eingestrahlt wird. In der Regel wird dieses Licht nicht zur Beeinflussung der Verbrennung verwendet.In the embodiment shown is additionally by a light source 7 light 8th generated, that has an optic 9 (which may, for example, comprise a light guide) into the combustion chamber 4 is injected or injected for purposes of signal sampling. As a rule, this light is not used to influence the combustion.

Weiterhin ist ein Licht- bzw. Strahlungsdetektor 10 vorhanden, der aus dem Brennraum 4 austretendes Licht 11 abtastet, ggf. nachdem es durch eine geeignete Optik 12 (die z. B. einen Lichtleiter umfassen kann) gelaufen ist. Dabei wird (Abtast-)Licht durch das gleiche lichtdurchlässiges Fenster 6 ein- und ausgekoppelt. Zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist eine zugehörige Steuer- und Auswertevorrichtung.Furthermore, a light or radiation detector 10 present, coming from the combustion chamber 4 leaking light 11 scans, if necessary, by a suitable optics 12 (which may include, for example, a light guide) has run. In this case (scanning) light through the same translucent window 6 coupled and uncoupled. For clarity, an associated control and evaluation device is not shown.

In der gezeigten Ausführungsform wird zur Bestimmung von Brennraumparametern eine Laserspektroskopie mit abstimmbaren Laserdioden (sog. 'TDLAS') verwendet. Dabei umfasst die Lichtquelle eine abstimmbare Laserdiode 7, deren quasimonochromatisches Licht durch den optischen Zugang 6 in den Brennraum 4 eingekoppelt wird, während über eine Stromrampe eine Emissionsfrequenz des Lasers 7 gezielt variiert. Über einen (diffusen) selbst reinigenden Reflektor 13 auf der oberen Oberfläche des Kolbens 2 gelangt das so eingekoppelte Licht nach zweimaligem Durchqueren des Brennraums 4 wieder durch den optischen Zugang 6 auf den Detektor 10, welcher zeitaufgelöst die Intensität der so durchlaufenden bzw. transmittierten Strahlung des Lasers 7 aufnimmt. Dabei ist die Wellenlänge des Lichtes aufgrund der durchgefahrenen Laserfrequenz eine Funktion der Zeit, und die durchlaufene Weglänge ist aufgrund der Bewegung des Kolbens eine Funktion der Zeit. Zur leichteren Auswertung wird zudem eine Synchronisation des Detektorsignals mit der Kurbelwelle bzw. einem Parameter der Kurbelwelle (z. B. Position usw.) und der Laseransteuerung (Wellenlängenänderung durch Stromrampe) durchgeführt. Die Bewegung des Reflektors 13 auf der Kolbenoberfläche ist hilfreich, um eine Auflösung beschränkende Interfe renzen zu minimieren; diese Bewegung entspricht einer Modulation einer Resonatorlänge.In the embodiment shown, laser spectroscopy with tunable laser diodes (so-called 'TDLAS') is used to determine combustion chamber parameters. In this case, the light source includes a tunable laser diode 7 , their quasi-monochromatic light through the optical access 6 in the combustion chamber 4 coupled during a current ramp, an emission frequency of the laser 7 deliberately varied. Via a (diffuse) self-cleaning reflector 13 on the upper surface of the piston 2 The thus coupled light passes after passing through the combustion chamber twice 4 again through the optical access 6 on the detector 10 , which time-resolved the intensity of the thus passing or transmitted radiation of the laser 7 receives. The wavelength of the light due to the laser frequency being traversed is a function of time, and the traversed path length is a function of time due to the movement of the piston. For easier evaluation, a synchronization of the detector signal with the crankshaft or a parameter of the crankshaft (eg position, etc.) and the laser control (wavelength change by current ramp) is also carried out. The movement of the reflector 13 on the piston surface is helpful to minimize resolution-limiting interferences; this movement corresponds to a modulation of a resonator length.

Mit dieser Verfahrenart ist es möglich, Kenntnisse über verschiedene Größen im Brennraum in Echtzeit zu erlangen: so ist es möglich, die Konzentration eines oder mehrerer Molekül-Arten und/oder Atomsorten mit charakteristischen Absorptionseigenschaften im Abstimmbereich des Lasers zu messen. Auf diese Art kann eine chemische Analyse in Echtzeit durchgeführt werden. Da eine Temperatur und besonders ein Druck die Absorptionsverläufe beeinflussen, können bei einem ansonsten überbestimmten System diese Werte ebenfalls ermittelt werden.With this type of procedure it is possible Knowledge about different sizes in the combustion chamber gaining in real time: so it is possible the concentration of a or more types of molecules and / or types of atoms with characteristic absorption properties in the tuning range of the laser. In this way can be a chemical analysis done in real time become. Since a temperature and especially a pressure influence the absorption curves, can in an otherwise overdetermined System these values are also determined.

Ein anderes geeignetes Verfahren ist die Raman-Spektroskopie. Im Gegensatz zu der oben beschriebenen direkten Laserspektroskopie mit abstimmbaren Laserdioden wird bei der Raman-Spektroskopie nicht das transmittierte Licht, sondern das ausgekoppelte Streulicht ausgewertet.One another suitable method is Raman spectroscopy. In contrast to the above-described tunable direct laser spectroscopy Laser diodes is used in Raman spectroscopy not the transmitted light, but the decoupled scattered light evaluated.

Hierzu wird Licht mit einem charakteristischen Spektrum (z. B. einem Emissionsspektrum eines Lasers oder Licht einer Dampflampe) in den Kolben durch den optischen Zugang 6 eingekoppelt. Das an den Molekülen und Atomen inelastisch gestreute Licht kann dann durch den optischen Zugang 6 wieder ausgekoppelt und einem Detektor 10 in Form z. B. eines Spektrometers und/oder Spektrographen zugeführt und analysiert werden, z. B. über Lichtwellenleiter. Zur spektralen Analyse kommen insbesondere miniaturisierte Spektrometer/Spektrographen in Frage, wie z. B. Gitterspektrographen mit Photodiodenarrays, Spektrometer mit mikromechanisch bewegten Gittern oder durchstimmbare Interferenzfilter. Die Frequenzverschiebung zwischen eingestrahltem Licht 8 und gestreutem Licht ist charakteristisch für jede Molekülsorte (Vibrations- und Rotationsenergie) und eignet sich daher zur Identifizierung der Atom- bzw. Molekülart. Die Intensitäten derjenigen Frequenzen, die sich von der ursprünglichen Trägerfrequenz des eingestrahlten Lichts 8 unterscheiden, geben dann ähnlich wie oben für die Laserspektroskopie mit abstimmbaren Laserdi oden sehr genaue Aufschlüsse über die Art und den Zustand des beteiligten Moleküls oder Atoms. Beispielsweise kann die spektrale Verteilung der Intensitäten der verschiedenen Rotationslinien eines Moleküls zur Temperaturmessung benutzt werden.For this purpose, light with a characteristic spectrum (eg an emission spectrum of a laser or light of a vapor lamp) is introduced into the bulb through the optical access 6 coupled. The light inelastically scattered at the molecules and atoms can then pass through the optical access 6 decoupled again and a detector 10 in the form of z. B. a spectrometer and / or spectrograph and analyzed, for. B. via optical fibers. For spectral analysis in particular miniaturized spectrometer / spectrographs in question, such as. As grid spectrographs with photodiode arrays, spectrometers with micromechanically moving gratings or tunable interference filter. The frequency shift between radiated light 8th and scattered light is characteristic of each type of molecule (vibrational and rotational energy) and is therefore suitable for identifying the type of atom or molecule. The intensities of those frequencies, which differ from the original carrier frequency of the incident light 8th Then, similar to the above for laser spectroscopy with tunable laser diodes give very accurate information about the nature and state of the participating molecule or atom. For example, the spectral distribution of the intensities of the different rotation lines of a molecule can be used for temperature measurement.

Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. So kann sie beispielsweise auch auf geeignet ausgestaltete Gasturbinen angewandt werden.The Of course, the present invention is not limited to those described Limited embodiments. So For example, it can also be adapted to suitably configured gas turbines be applied.

Claims

Method for sampling combustion chamber signals, characterized in that light ( 11 ) from a combustion chamber ( 4 ) through a translucent window ( 6 ) is coupled out and scanned.

Method according to claim 1, characterized in that the scanned light ( 11 ) previously in the combustion chamber ( 4 ) has been coupled.

Method according to Claim 2, characterized in that the light coupled out for scanning ( 11 ) and the previously coupled light ( 8th ) through the same window ( 6 ), in particular a window used for the passage of ignition radiation ( 6 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the decoupled light ( 11 ) is transmitted light.

A method according to claim 4, characterized in that in the combustion chamber ( 4 ) coupled light ( 8th ) in the combustion chamber ( 8th ) is reflected on a piston surface.

Method according to claim 5, characterized in that the light ( 8th ) on a self-cleaning reflector attached to the piston surface ( 13 ) is reflected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coupled-in light ( 8th ) is frequency modulated.

Method according to Claim 7, characterized in that the frequency-modulated light ( 8th ) from a tunable laser diode ( 7 ) is sent out.

Method according to one of claims 4 to 8, characterized in that the intensity of the transmitted light is scanned.

Method according to one of claims 4 to 8, characterized in that a concentration of at least one chemical element or a chemical compound in the combustion chamber ( 4 ) is determined.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the decoupled light ( 11 ) Is stray light.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that light ( 8th ) with a characteristic spectrum in the combustion chamber ( 4 ) is coupled.

Method according to one of claims 11 or 12, characterized in that the decoupled light ( 11 ) is scanned by Raman spectroscopy.

Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that a frequency shift between the coupled light ( 8th ) and the decoupled light ( 11 ) is determined.

Method according to one of claims 11 to 14, characterized in that at least one particular type of molecule in the combustion chamber ( 4 ) is identified.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature and / or a pressure in the combustion chamber ( 4 ) is determined.

Apparatus for carrying out a method according to one of the preceding claims, comprising - a light source ( 7 ) for coupling test light ( 8th ) in a combustion chamber ( 4 ), and - a light sensor ( 10 ) for scanning test light ( 11 ) from the combustion chamber ( 4 ).

Apparatus according to claim 17 for carrying out a method according to one of claims 4 to 10 and 16, wherein the light source ( 7 ) is a tunable laser diode.

Device according to Claim 17 for carrying out a method according to one of Claims 11 to 16, the light source ( 7 ) is a broadband laser diode or a vapor lamp.

The device of claim 19, further comprising Grid spectrograph with a photodiode array, a spectrometer with a micromechanically moving grid or a tunable Interference filter.