DE60121095T2

DE60121095T2 - Optisches Spektrometer und Verfahren zur Ermittlung der Temperatur einer Verbrennungsflamme

Info

Publication number: DE60121095T2
Application number: DE60121095T
Authority: DE
Inventors: Dale Marius Schenectady Brown
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2021-04-21
Also published as: EP1154248A3; JP2002039864A; DE60121095D1; EP1154248A2; US6350988B1; EP1154248B1

Description

Die Erfindung betrifft ganz allgemein optische Flammendetektion.
Herkömmliche Siliziumkarbidflammendetektoren, wie sie in dem US-Patent 5 589 682 von Braun et al., ausgegeben am 31. Dezember 1996, beschrieben sind, erfassen die Anwesenheit einer Flamme und bestimmen die Intensität des Photonenflusses der Flamme über einen großen Bereich von Wellenlängen. Die gemessene Intensität korreliert allerdings nicht immer mit der Flammentemperatur, insbesondere im Falle von Brennkammern, die mehrere Flammen aufweisen.
Außerdem ist aus US 5 130 776 ein Photodetektor bekannt, der ein Segmentsignal erzeugt. Weiter ist beispielsweise aus EP 0 417 409 A2 ein Flammentemperaturdetektor bekannt, der das Verhältnis von zwei Photodiodensignalen nutzt.
Es wird daher angenommen, dass ein Bedarf nach einer unmittelbareren Technik zur Temperaturbestimmung besteht.
Kurz gesagt gehören gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu einem optischen Spektrometer zur Bestimmung der Temperatur einer Verbrennungsflamme mindestens zwei Photodetektoren, die für die Aufnahme von Licht aus einer Verbrennungsflamme positioniert sind und unterschiedliche überlappende optische Bandbreiten zum Erzeugen entsprechender Ausgangssignale aufweisen; und ein Computer zum Ermitteln einer Differenz zwischen einem ersten entsprechenden Ausgangssignal eines ersten der wenigstens zwei Photodetektoren gegenüber einem zweiten entsprechenden Ausgangssignal eines zweiten der wenigstens zwei Photodetektoren, wobei die Differenz durch eines von den ersten und zweiten entsprechenden Ausgangssignalen dividiert wird, um ein normiertes Ausgangssignal zu erhalten, und wobei das normierte Ausgangssignal verwendet wird, um die Temperatur der Verbrennungsflamme zu bestimmen.
Die Merkmale der Erfindung sind in den beigefügten Patentansprüchen spezifiziert dargelegt. Die Erfindung selbst wird jedoch sowohl hinsichtlich der Organisierung als auch der Betriebsmethode zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen der Erfindung am besten verständlich nach dem Lesen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Komponenten repräsentieren:
1 und 2 zeigen Querschnittsansichten von der Seite bzw. von oben von Photodetektoren, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
3-6 veranschaulichen Graphen der Intensität und Verteilung von Linien einer OH-Emission bei vier Temperaturen.
7 stellt in einem Graph beispielhafte maximale Wellenlängen optischer Ansprechempfindlichkeit der Photodetektoren nach 1 und 2 dar.
8 zeigt in einem Blockschaltbild eine Analysetechnik der Photodetektoren nach 1 und 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen 1 und 2 Querschnittsansichten von der Seite bzw. von oben eines optischen Spektrometers 100 zum Bestimmen der Temperatur einer Verbrennungsflamme. Das Spektrometer 100 enthält mindestens zwei Photodetektoren (die zur beispielhaften Veranschaulichung als vier Photodetektoren 1, 2, 3, 4 gezeigt sind), die für die Aufnahme von Licht 14 und/oder 15 aus einer Verbrennungsflamme angeordnet sind, wobei jeder der mindestens zwei Photodetektoren eine andere optische Bandbreite einer Ansprechempfindlichkeit aufweist, um ein entsprechendes Ausgangssignal (vorzugsweise aus dem OH-Emissionsband) zu erzeugen, und einen (in 8 gezeigten) Computer 34 zum Ermitteln einer Differenz zwischen einem ersten entsprechenden Ausgangssignal eines ersten von den wenigstens zwei Photodetektoren gegenüber einem zweiten entsprechenden Ausgangssignal eines zweiten von den wenigstens zwei Photodetektoren, wobei die Differenz durch eines von den ersten und zweiten entsprechenden Ausgangssignalen dividiert wird, um ein normiertes Ausgangssignal zu erhalten, und das normierte Ausgangssignals verwendet wird, um die Temperatur der Verbrennungsflamme zu bestimmen.
Das OH-Emissionsband für Wellenlängen im 310 Nanometer-(nm)-Bereich enthält eine Serie von feinen Emissionslinien, die durch vielfältige Übergänge zwischen Energieniveaus des OH-Moleküls erzeugt werden. Es treten sowohl Rotations- als auch Schwingungsübergänge auf. In Verbrennungsflammen befinden sich die OH-Moleküle in einem thermischen Gleichgewicht und weisen Emissionscharakteristika auf, die die Verbrennungsflammentemperatur widerspiegeln. In 3-6 sind die Intensität und Verteilung dieser Linien in dem OH-Emissionsband im Bereich von 310 nm für vier Temperaturen gezeigt. Die Temperaturen zwischen 1500 Grad Kelvin und 3000 Grad Kelvin sind Flammentemperaturen, wie sie für eine Gasturbinenbrennkammer typisch sind.
Galliumnitrid (GaN, Eg = 3,4eV) weist eine maximale Wellenlänge der Absorption von etwa 365 Nanometer auf. D.h., GaN ist für Wellenlängen über 365 Nanometer transparent. Aluminiumnitrid (AlN, Eg = 6,2) weist eine maximale Wellenlänge der Absorption von etwa 200 Nanometer auf. Eine mit Al_xGa_x-1N bezeichnete Klasse von Legierungen von GaN und AlN sind unmittelbaren Bandabstand aufweisende Materialien, wobei die Bandabstände abhängig von dem Anteil an Aluminium in der Legierung zwischen den beiden Extremen von GaN und AlN variieren. Die Halbleiter aus diesen Legierungen haben unmittelbar von dem Valenzband zum Leitungsband verlaufende optische Übergänge und erfordern keine Phononunterstützung für Übergänge (im Gegensatz zu Siliziumkarbid, bei dem eine derartige Unterstützung erforderlich ist). Das Abbrechen der Ansprechempfindlichkeit ist daher scharf und ermöglicht daher ein hohe Auflösung. Obwohl hinsichtlich Al_xGa_x-1N ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung erörtert ist, können auch andere speziell geeignete Legierungen mit unmittelbaren Bandabstand aufweisenden Legierungen verwendet werden.
Es kann ein Feld von Photodetektoren 1-4 (1 und 2) verwendet werden, um die Flammenintensität (Intensität des Lichts 14 und/oder 15) in verschiedenen Segmenten des OH-Emissionsbands zu erfassen. Die Photodetektoren können beispielsweise auf Photodioden oder Phototransistoren basieren. In einem Ausführungsbeispiel enthält jeder Photodetektor Legierungen mit unterschiedlichen Bandabständen, um eine im Wesentlichen ähnliche minimale Wellenlänge der optischen Ansprechempfindlichkeit und eine verschiedene maximale Wellenlänge der optischen Ansprechempfindlichkeit hervorzubringen.
Beispielsweise ist mit Bezug auf 1 jeder der beiden Photodetektoren 1 und 2 auf einem oder mehreren Substraten 10 angeordnet. In einem Ausführungsbeispiel basiert jedes Substrat auf einem weitgehend transparenten Material, das gegen die Verbrennungsumgebung beständig ist. Ein solches Material ist beispielsweise Saphir, das eine Dicke im Bereich von etwa 125 Mikrometer bis ungefähr 750 Mikrometer aufweist. Eine erste n-Typ-Halbleiterschicht 114, 214 enthält Aluminiumgalliumnitrid und weist eine Dicke im Bereich von etwa 0,5 Mikrometer bis ungefähr 5 Mikrometer auf. Falls die Kombination von Elementen eine Legierung Al_0,35Ga_0,65N ergibt, wird eine maximale Wellenlänge der Absorption der ersten Halbleiterschicht (und auf diese Weise eine minimal Wellenlänge der optischen Ansprechempfindlichkeit von Photodetektor 1, 2) bei etwa 290 Nanometer eingerichtet. D.h. die Legierung wird bis zu Wellenlängen oberhalb von 290 Nanometer weitgehend transparent sein und als ein optisches Filter wirken, um Wellenlängen unterhalb von 290 Nanometer zu absorbieren. Die zweiten undotierten oder geringfügig dotierten n-Typ-Halbleiterschichten 116, 216 basieren in diesem Ausführungsbeispiel auf Aluminiumgalliumnitrid mit verschiedenen Anteilen an Aluminium, die variierende maximale Wellenlängen der optischen Ansprechempfindlichkeit der Photodetektoren erbringen und eine Dicke im Bereich von etwa 0,1 Mikrometer bis ungefähr 1 Mikrometer aufweisen. In dem Ausführungsbeispiel von 7 variieren die maximalen Wellenlängen der optischen Ansprechempfindlichkeit ausgehend von 319 Nanometer, 314 Nanometer, 310 Nanometer und 306 Nanometer. Eine dritte p-Typ-Halbleiterschicht 118, 218 kann dann durch die zweite Halbleiterschicht 116, 216 getragen werden und Galliumnitrid enthalten. In dem Ausführungsbeispiel von 1 wird eine erste Kontaktanschlussfläche 120, 220 durch die erste Halb- leiterschicht 114, 214 getragen, und eine zweite Kontaktanschlussfläche 124, 224 wird durch die erste, zweite und dritte Halbleiterschicht getragen. Die erste und zweite Kontaktfläche basieren in einem Ausführungsbeispiel auf einem Metall, einer Legierung oder Schichten von Metallen oder Legierungen, die Materialien wie Titan, Nickel, Aluminium oder Gold enthalten, beispielsweise mit einer Dicke im Bereich von etwa 1000 Angström bis ungefähr 5000 Angström bemessen. Zusätzlich kann zwischen der ersten Halbleiterschicht und dem Substrat eine Pufferschicht 112, 212 aus Aluminiumnitrid oder Aluminiumgalliumnitrid vorhanden sein. In einem Ausführungsbeispiel weist die Pufferschicht eine Dicke im Bereich von etwa 0,1 Mikrometer bis ungefähr 1 Mikrometer auf. Das oben erwähnte Ausführungsbeispiel ist für optimale Leistung mittels Durchlicht durch das Substrat strukturiert. Ein zweites Ausführungsbeispiel, das hinsichtlich der oberen Ausleuchtung 15) durch die p-Schicht 118, 218 hindurch optimiert sein würde, kann eine Pufferschicht 112, 212 und eine beispielsweise auf Galliumnitrid basierende erste Halbleiterschicht 114, 214 aufweisen. Dieses zweite Ausführungsbeispiel kann zusätzlich die oberste zweite p-Typ-Schicht 116, 216 enthalten, und die optionale dritte p-Typ-Schicht 118, 218 kann auf Aluminiumgalliumnitrid mit einem Anteil an Aluminium basieren, der größer gleich demjenigen der aktiven zweiten p-Typ-Schicht 116, 216 der Einrichtung ist.
Obwohl in 2 vier Photodetektoren 1-4 dargestellt sind, ist es in Übereinstimmung mit der Erfindung auch möglich, nur zwei Photodetektoren 1-2 zu verwenden, und die maximale Anzahl von Photodetektoren ist nicht beschränkt. Zusätzliche Photodetektoren können präzisere Ergebnisse er möglichen, mit dem Nachteil einer Steigerung der Ausrüstungskosten und der Komplexität der Berechnungen.
Obwohl es bevorzugt ist, dass jeder Photodetektor eine im Wesentlichen ähnliche minimale Wellenlänge der optischen Ansprechempfindlichkeit aufweist, können in dem Fall, dass eine oder mehrere Photodetektoren eine verschiedene minimal Wellenlänge der optischen Ansprechempfindlichkeit aufweisen ferner ein oder mehrere Filter 12 (wie in 8 gezeigt) verwendet werden, um Wellenlängen zu eliminieren, die kürzer sind als die gewünschte minimale Wellenlänge der optischen Ansprechempfindlichkeit, so dass zur Bestimmung der Temperatur verwendete Ausgangssignale im Wesentlichen ähnliche minimale Wellenlängen der optischen Ansprechempfindlichkeit aufweisen. Das Filter 12 basiert vorzugsweise auf einem optischen Filter und ist in einem Ausführungsbeispiel zwischen dem Substrat 10 und den Photodetektoren 1, 2, 3, 4 angeordnet.
Obwohl die Erfindung für Zwecke der Veranschaulichung mit Blick auf im Wesentlichen ähnliche minimale Wellenlängen der optischen Ansprechempfindlichkeit erörtert ist, ist es außerdem nicht unbedingt erforderlich, dass es die minimalen Wellenlängen der optischen Ansprechempfindlichkeit sind, die im Wesentlichen ähnlich sind. Beispielsweise kann in 1 die Veränderung des Aluminiumgehalts in der ersten Halbleiterschicht 114, 214 anstelle in der zweiten Halbleiterschicht 116, 216 vorliegen, so dass die maximale Wellenlängen der optischen Ansprechempfindlichkeit ähnlich sind, und die minimalen Wellenlängen der optischen Ansprechempfindlichkeit variieren.
Unabhängig von dem genauen Verfahren des Gewinnens der Ausgangssignale basieren die in der vorliegenden Erfindung sich ergebenden Ausgangssignale auf mindestens zwei Ausgangssignalen, die von Photodetektoren mit verschiedenen überlappenden optischen Bandbreiten der Ansprechempfindlichkeit erzeugt werden. Verschiedene überlappende optische Bandbreiten der Ansprechempfindlichkeit sollen vorzugsweise auf Bandbreiten basieren, die entweder eine im Wesentlichen ähnliche minimale Wellenlänge des Abbrechens der optischen Ansprechempfindlichkeit oder eine im Wesentlichen ähnliche maximale Wellenlänge des Abbrechens der optischen Ansprechempfindlichkeit aufweisen, oder die in einer Abwandlung Bandbreiten mit irgendwelchen gemeinsamen optischen Ansprechempfindlichkeiten, jedoch unterschiedlichen minimalen und maximalen Abbrüchen der optischen Ansprechempfindlichkeit aufweisen.
Falls die Größenordnungen der Ansprechempfindlichkeit innerhalb des Wellenlängenüberlappungsbereichs im Wesentlichen nicht identisch sind, kann in einem Ausführungsbeispiel eine Kalibrierungsprozedur verwendet werden, um eine Größenordnungskorrektur innerhalb der Überlappungsregion zu bewirken. Durch Beleuchten der Photodioden mit einem oder mehreren schmalen Bändern von Licht, dessen Wellenlänge innerhalb der Überlappungsregion liegt, lässt sich ein Korrekturfaktor ermitteln, und der Computer kann den Korrekturfaktor dazu benutzen, es erscheinen zu lassen, als ob die Größenordnungen der Ansprechempfindlichkeit in der Überlappungsregion im Wesentlichen identisch sind.
Durch Subtraktion eines der wenigstens zwei Ausgangssignale von dem anderen der wenigstens zwei Ausgangssignale, lässt sich die Intensität der spektralen Emissionslinien zwischen den beiden maximalen Wellenlängen ermitteln. Beispielsweise sind die Ausgangssignale der Photodetektoren in 7 mit A, B, C und D bezeichnet. In einem Beispiel, das nicht Teil der Erfindung ist, kann die nach einer Subtraktion des Ausgangssignals B von dem Ausgangssignal A sich ergebende Signalstärke in dem Segmentsignal in dem Wellenlängenbereich von 314 bis 319 Nanometer durch den Computer 34 mit einer Nachschlagetabelle verglichen werden (die in graphischer oder digitaler Form anhand von Integrationen von Kurven, beispielsweise den in 3-6 dargestellten, erzeugt sein kann), um die Temperatur zu ermitteln.
In dem Fall, dass das Substrat 10 (oder das optische Fenster) von der Verbrennungsumgebung her verunreinigt ist, wird die Signalabschwächung für jedes Band proportional reduziert sein, während die Verhältnisse der Intensitäten unabhängig von dem Substrat oder den Fensterbedingungen weiter ein exakter Indikator für die Temperatur bleiben, und das System wird selbstkompensierend sein.
Wie oben erörtert, wächst die Genauigkeit durch Einsatz zusätzlicher Photodetektoren. Falls beispielsweise drei Photodetektoren verwendet und zwei Subtraktionen durchgeführt werden (A-B und B-C), sind zusätzliche Daten für den Einsatz in der Nachschlagetabelle und zum Gewinnen der Temperaturbestimmung vorhanden. Obwohl es bevorzugt ist, dass das Ausgangssignal mit der kürzeren Bandbreite von dem Ausgangssignal der größeren Bandbreite subtrahiert wird, ist eine solche Richtung nicht von Bedeutung. Darüber hinaus ist es mit Blick auf die Genauigkeit bevorzugt, dass die anhand "benachbarter" Ausgangssignale erhaltenen Segmentsignale beispielsweise A-B, B-C und C-D ausgewertet werden, jedoch können auch nicht benachbarte Segmentsignale verwendet werden, die anhand von Ausgangssignalen, wie A-C oder B-D, gewonnen wurden.
Das OH-Emissionsband für Wellenlängen im 310 Nanometer-(nm)-Bereich ist von Vorteil, da die Signalstärke in diesem Wellenlängenbereich hoch ist, und Störungen, die sich aufgrund von Strahlung des schwarzen Körpers im Falle von bis zu 1100 °C heißen Temperaturen der (nicht gezeigten) Brennkammerwand ergeben, gering sind. Obwohl das OH-Emissionsband bevorzugt ist, lassen sich die Prinzipien auch auf andere spektrale Bänder anwenden.
8 veranschaulicht anhand der Detektoren 1-2 in einem Blockschaltbild eine Analysetechnik der Photodetektoren nach 1 und 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Falls gewünscht, kann durch Multiplexen der von den Detektoren stammenden Signale in einen einzigen Verstärker 30 hinein oder unter Verwendung mehrerer gesonderter Verstärker 130, 230 eine Signalverstärkung vorgesehen sein. Vorzugsweise wird die Verstärkung mittels eines analogen Operationsverstärkers durchgeführt. Die Signale werden dann entweder durch einen einzigen Analog-Digital-(A/D)-Konverter 32 oder durch gesonderte A/D-Konverter 132, 232 umgewandelt.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Subtrahierschaltkreis 136 des Computers 34 verwendet, um eine Differenz zwischen den sich ergebenden Ausgangssignalen zu erhalten, und der Dividierer 138 wird verwendet, um die Differenz durch eines der Ausgangssignale zu dividieren, um ein normiertes Ausgangssignal zu erhalten. In einem spezielleren Ausführungsbeispiel wird das Kleinere der Ausgangssignale von dem Größeren der Ausgangssignale subtra hiert und die Division durch das Größere der Ausgangssignale vorgenommen.
Nachdem das normierte Ausgangssignal gewonnen ist, kann der Computer 34 eine Nachschlagetabelle 40 benutzen, um die Temperatur der Verbrennungsflamme zu bestimmen. Die Temperaturnachschlagetabelle kann auf Berechnungen innerhalb von Segmenten normierter Signale von Kurven, wie sie in 3-6 gezeigt sind, basieren. Wie oben erörtert, schaffen zusätzliche Datenpunkte eine Steigerung der Genauigkeit.
Falls für die Verstärkung und/oder die A/D-Konvertierung ein Multiplexer verwendet wird, bezieht der Computer einen Arbeitsspeicher ein, um einzelne Ausgangssignale vor der Subtraktion und Division zu speichern. Es ist ferner mit Blick auf den Computer von Vorteil, eine Langzeitmittelwertbildung der Ausgangssignale vor oder nach der Subtraktion und Division durchzuführen, um Rauscheffekte zu reduzieren. Eine solche Mittelwertbildung über die Zeit könnte beispielsweise in der Größenordnung von Sekunden, Minuten oder Stunden stattfinden.
In noch einem Ausführungsbeispiel kann das System dazu eingerichtet sein, Ausfälle oder Zündungen von Flammen rasch zu erfassen. Die die Anwesenheit einer Flamme und die mittlere Temperatur betreffenden Daten können in Echtzeit zu einem Steuerungssystem des Computers übertragen werden. Ein geschlossener Regelkreis kann verwendet werden, um das Brennstoff/Luft-Verhältnis zu optimieren, um die durch die Verbrennung erzeugten Emissionen von Stickstoffoxid und Kohlenmonoxid zu minimieren.

Claims

Optisches Spektrometer (100) zum Bestimmen der Temperatur einer Verbrennungsflamme, wobei das Spektrometer aufweist: wenigstens zwei Fotodetektoren (1, 2, 3, 4), die für die Aufnahme von Licht aus einer Verbrennungsflamme angeordnet sind und eine Ansprechempfindlichkeit in unterschiedlichen überlappenden optischen Bandbreiten zum Erzeugen entsprechender Ausgangssignale haben; und einen Computer (34) mit: einer Einrichtung, die dafür eingerichtet ist, eine Differenz zwischen einem ersten entsprechenden Ausgangssignal eines ersten von den wenigstens zwei Fotodetektoren und einem zweiten entsprechenden Ausgangssignal eines zweiten von den wenigstens zwei Fotodetektoren zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer aufweist: eine weitere Einrichtung, die dafür eingerichtet, die Differenz durch eines von den ersten und zweiten entsprechenden Ausgangssignalen zu dividieren, um ein normiertes Ausgangssignal zu erhalten, und eine Einrichtung, die dafür eingerichtet ist, das normierte Ausgangssignal zu verwenden, um die Temperatur der Verbrennungsflamme zu bestimmen.
Spektrometer nach Anspruch 1, wobei jeder von den Fotodetektoren das Ausgangssignal aus einem OH-Emissionsband erzeugt.
Spektrometer nach Anspruch 2, wobei das Ermitteln der Differenz zwischen den ersten und zweiten entsprechenden Ausgangssignalen die Subtraktion des Kleineren von den ersten und zweiten Ausgangssignalen von dem Größeren von den ersten und zweiten Ausgangssignalen umfasst, und wobei die Division der Differenz durch eines von den ersten und zweiten entsprechenden Ausgangssignalen die Division der Differenz durch das Größere von den ersten und zweiten Ausgangssignalen umfasst.
Spektrometer nach Anspruch 1, wobei jeder von den wenigstens zwei Fotodetektoren eine im Wesentlichen ähnliche minimale oder maximale Wellenlänge der optischen Ansprechempfindlichkeit besitzt.
Spektrometer nach Anspruch 1, welches ferner ein optisches Filter (12) zum Verändern der Wellenlängenansprechempfindlichkeit von wenigstens einem der Fotodetektoren enthält, so dass jeder von den wenigstens zwei Fotodetektoren eine unterschiedliche minimale oder maximale Wellenlänge der optischen Ansprechempfindlichkeit hat.
Spektrometer nach Anspruch 1, wobei der Computer eine Nachschlagetabelle enthält, um das normierte Ausgangs signal zum Bestimmen der Temperatur der Verbrennungsflamme zu nutzen.
Spektrometer nach Anspruch 1, wobei die wenigstens zwei Fotodetektoren jeweils aufweisen: eine erste Halbleiterschicht (114, 214), die Aluminiumgalliumnitrid enthält; eine erste Kontaktanschlussfläche (120, 220), die von der ersten Halbleiterschicht unterstützt wird; eine zweite Halbleiterschicht (116, 216), die von der ersten Halbleiterschicht unterstütztes Aluminiumgalliumnitrid enthält; eine zweite Kontaktanschlussfläche (124, 224), die von den ersten und zweiten Halbleiterschichten unterstützt wird, wobei die entsprechenden ersten oder zweiten Halbleiterschichten der wenigstens zwei Fotodetektoren unterschiedliche Anteile von Aluminium enthalten.
Verfahren zum Bestimmen der Temperatur einer Verbrennungsflamme mit den Schritten: Leiten von Licht aus der Verbrennungsflamme zu einem optischen Spektrometer, das wenigstens zwei Fotodetektoren aufweist, die zum Aufnehmen von Licht aus einer Verbrennungsflamme positioniert sind und eine Ansprechempfindlichkeit in unterschiedlich überlappenden optischen Bandbreiten zum Erzeugen entsprechender Ausgangssignale aufweisen, Ermitteln einer Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und dem zweiten Ausgangssignal, Dividieren der Differenz durch eines von den ersten und zweiten Ausgangssignalen, um ein normiertes Ausgangssignal zu erhalten, und Verwenden des normierten Ausgangssignals, um die Temperatur der Verbrennungsflamme zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die wenigstens zwei Ausgangssignale aus einem OH-Emissionsband erhalten werden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Ermitteln der Differenz zwischen den ersten und zweiten entsprechenden Ausgangssignalen die Subtraktion des Kleineren von den ersten und zweiten Ausgangssignalen von dem Größeren von den ersten und zweiten Ausgangssignalen umfasst, und wobei die Division der Differenz durch eines von den ersten und zweiten entsprechenden Ausgangssignalen die Division der Differenz durch das Größere von den ersten und zweiten Ausgangssignalen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Ermitteln der wenigstens zwei Ausgangssignale das Filtern wenigstens eines Teils des detektierten Lichts beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bestimmen der Temperatur der Verbrennungsflamme das Nutzen einer Nachschlagetabelle beinhaltet.