FR2816056A1

FR2816056A1 - Measurement of the richness of a combustible mixture, uses a low resolution spectrometer and computer to measure the spectral content of light

Info

Publication number: FR2816056A1
Application number: FR0014057A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Joseph Ghisla Docquier; Francois Lacas; Sebastien Candel
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2002-05-03
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: FR2816056B1

Abstract

The measuring device includes: (a) a spectrometer (9), a fiber optic (8) connected to it and a port (7) giving optical access to the combustion chamber; a database (22) containing data about the combustion of various mixture richness, and; a spectrum processor for the spectrometer which compares the processed results of the spectrums with the data. Method of adjusting the richness of a combustible mixture: (a) before adjusting the flow of an ingredient of the mixture take a spectrum of the combustion; (b) process the spectrum and note data relative to at least a group of spectral wavelengths; (c) compare the results from the data with similar results previously obtained from richness calibration spectrums of combustion so as to deduce the present state of mixture richness.

Description

DISPOSITIF DE MESURE DE RICHESSE D'UNE COMBUSTION ET
PROCÉDÉ AFFÉRENT DE RÉGLAGE
DESCRIPTION
L'invention décrite ici se rapporte à la mesure et au réglage de la richesse d'une combustion et peut être analysée en un dispositif et un procédé. DEVICE FOR MEASURING THE WEALTH OF A COMBUSTION AND
RELATED ADJUSTMENT METHOD
DESCRIPTION
The invention described here relates to the measurement and adjustment of the richness of a combustion and can be analyzed in a device and a method.

Le réglage de la combustion fait aujourd'hui l'objet de préoccupations dans de nombreux domaines comme la propulsion aéronautique et spatiale, l'automobile ou divers procédés industriels de production d'énergie. En effet, un bon réglage de la combustion permet d'épargner du combustible tout en minimisant les effluents gazeux nocifs qu'elle rejette. The regulation of combustion is currently the subject of concern in many fields such as aeronautical and space propulsion, the automobile or various industrial processes for producing energy. Indeed, a good combustion adjustment saves fuel while minimizing the harmful gaseous effluents that it releases.

La plupart des procédés de combustion sont réglés comme des boucles ouvertes, c'est-à-dire sans retour d'information vers le dispositif d'injection. Most combustion processes are regulated as open loops, that is to say without feedback to the injection device.

Cela n'est pas satisfaisant pour des procédés de combustion perfectionnés, utilisant notamment la combustion pré-mélangée pauvre, qui présente le grand avantage de réduire la production des oxydes d'azote grâce à la diminution de la température de la flamme. This is not satisfactory for improved combustion methods, in particular using lean premixed combustion, which has the great advantage of reducing the production of nitrogen oxides by reducing the temperature of the flame.

Parmi les problèmes essentiels à résoudre pour obtenir une bonne combustion pré-mélangée, on doit citer ici l'obtention d'une bonne richesse de combustible dans le mélange. En effet, si la richesse est faible, le débit de monoxyde de carbone émis s'accroît fortement, et la flamme peut même s'éteindre. Si la richesse est excessive, on produit de nouveau de grandes quantités d'oxydes d'azote. Les débits de monoxyde de carbone et d'oxydes d'azote sont exponentiels en fonction de la Among the essential problems to be solved in order to obtain good premixed combustion, mention should be made here of obtaining good fuel richness in the mixture. Indeed, if the richness is low, the flow of carbon monoxide emitted increases sharply, and the flame can even be extinguished. If the wealth is excessive, large quantities of nitrogen oxides are produced again. The flow rates of carbon monoxide and nitrogen oxides are exponential depending on the

diminution et de l'accroissement de la richesse respectivement : ils ne laissent donc qu'une plage satisfaisante de fonctionnement, où ils sont modérés tous deux, étroite. On a donc souhaité développer des installations permettant un réglage continu de la richesse du mélange, prenant en compte soit les variations inévitables des débits d'entrée du comburant et du combustible, de la composition du combustible, de la pression et de l'humidité, soit les incertitudes associées aux débits des réactifs, etc.. decrease and increase in wealth respectively: they therefore leave only a satisfactory operating range, where they are both moderate, narrow. We therefore wished to develop installations allowing a continuous adjustment of the richness of the mixture, taking into account either the inevitable variations in the flow rates of the oxidizer and the fuel, the composition of the fuel, the pressure and the humidity, either the uncertainties associated with the flow rates of the reagents, etc.

Un paramètre permettant de mesurer l'état d'une combustion est l'intensité lumineuse de la flamme. Un brevet de l'art antérieur (le brevet des Etats-Unis 5 496 266) mentionne l'emploi d'un capteur de luminosité qui mesure l'intensité de la flamme à une longueur d'onde déterminée pour commander une boucle de réglage de la combustion. Cette méthode apparaît toutefois comme peu précise, et elle se trouve mise en échec quand le hublot derrière lequel le capteur est placé s'obscurcit sous l'effet d'une combustion mal réglée et fait ainsi diminuer l'intensité lumineuse transmise, ce qui est fréquent en pratique. A parameter for measuring the state of combustion is the light intensity of the flame. A patent of the prior art (United States patent 5,496,266) mentions the use of a light sensor which measures the intensity of the flame at a determined wavelength to control an adjustment loop. combustion. However, this method appears to be imprecise, and it is defeated when the porthole behind which the sensor is placed darkens under the effect of improperly adjusted combustion and thus reduces the transmitted light intensity, which is frequent in practice.

Les inventeurs ont conçu un nouveau procédé de réglage de la richesse de combustion par une méthode optique, et qui comprend deux éléments originaux essentiels : la mesure s'effectue sur le spectre entier de la combustion, et il s'agit d'une mesure relative, c'est-à-dire qu'on n'exploite pas directement l'intensité lumineuse qu'on mesure. The inventors have devised a new method for adjusting the combustion richness by an optical method, and which comprises two essential original elements: the measurement is carried out over the entire spectrum of combustion, and it is a relative measurement , that is to say that we do not directly exploit the light intensity that we measure.

Le premier de ces éléments impose d'employer un spectromètre, ou au moins un grand nombre The first of these elements requires the use of a spectrometer, or at least a large number

de capteurs différents équipés de filtres, mais un spectromètre est préféré ; l'emploi d'un spectromètre dans cette technique ne paraissait pas s'imposer, puisque les mesures d'intensité s'effectuent normalement sur des bandes étroites du spectre, c'est- à-dire d'un spectromètre de bonne résolution aux mesures lentes, et qui est donc incapable de piloter une installation de réglage de combustion à la célérité voulue. Les inventeurs ont toutefois reconnu que cette incompatibilité n'était qu'apparente à condition de travailler en résolution dégradée : on est conduit à employer un spectromètre à basse résolution, c'est-àdire dont les mesures soient effectuées sur des bandes plus larges mais qui peuvent être réalisées à des cadences plus élevées. Le spectre est déterminé sur des durées d'exposition relativement brèves ; les informations de ce spectre sont converties ou combinées entre elles et les résultats de la conversion sont comparés à des résultats de même nature enregistrés dans une base de données et qui proviennent du traitement de spectres de calibration obtenus préalablement. Ces spectres de calibration sont relatifs à des richesses et des pressions respectives, et la valeur actuelle de la richesse de la combustion est rapprochée de celle qui prévalait lors de la phase de calibration. Un ensemble de procédures numériques permet d'établir la meilleure correspondance et déduire la valeur de la richesse. different sensors fitted with filters, but a spectrometer is preferred; the use of a spectrometer in this technique did not seem to be essential, since the intensity measurements are normally carried out on narrow bands of the spectrum, that is to say a spectrometer of good resolution to the measurements slow, and who is therefore unable to pilot a combustion control installation at the desired speed. The inventors have however recognized that this incompatibility was only apparent provided that they work in degraded resolution: one is led to use a spectrometer at low resolution, that is to say whose measurements are carried out on wider bands but which can be performed at higher rates. The spectrum is determined over relatively short exposure times; the information in this spectrum is converted or combined with one another and the results of the conversion are compared with results of the same kind recorded in a database and which come from the processing of previously obtained calibration spectra. These calibration spectra relate to respective richnesses and pressures, and the current value of the richness of combustion is brought closer to that which prevailed during the calibration phase. A set of numerical procedures makes it possible to establish the best match and to deduce the value of wealth.

Avantageusement, et c'est même un des aspects les plus importants de l'invention, les informations obtenues par la conversion des spectres Advantageously, and this is even one of the most important aspects of the invention, the information obtained by the conversion of the spectra

sont insensibles à l'obscurcissement du hublot par encrassement. are insensitive to the darkening of the door by fouling.

Un autre avantage de l'invention est la possibilité de déduire la pression de la combustion grâce à une nouvelle comparaison entre les spectres mesurés et ceux de la base de référence. Another advantage of the invention is the possibility of deducing the combustion pressure by means of a new comparison between the spectra measured and those of the reference base.

Pour résumer, l'invention concerne d'abord un dispositif de mesure de richesse d'une combustion, caractérisé en ce qu'il comprend un spectromètre, une fibre optique reliée au spectromètre et aboutissant à un hublot ou une ouverture ou tout autre accès optique donnant regard sur la zone de combustion, une base de données contenant des informations sur la combustion à diverses richesses, et un moyen de traitement de spectres du spectromètre et de comparaison de résultats du traitement desdits spectres aux données. To summarize, the invention firstly relates to a device for measuring the richness of a combustion, characterized in that it comprises a spectrometer, an optical fiber connected to the spectrometer and leading to a porthole or an opening or any other optical access. looking at the combustion zone, a database containing information on combustion at various richnesses, and a means for processing spectrometers of the spectrometer and for comparing the results of the processing of said spectra with the data.

Un autre aspect de l'invention est un procédé de réglage de richesse d'une combustion, caractérisé en ce qu'il consiste, pour régler un débit d'un ingrédient de la combustion, à prendre un spectre de la combustion, à traiter le spectre en en tirant des informations relatives à au moins un groupe de longueurs d'onde du spectre, et à comparer des résultats provenant desdites informations à des résultats de même nature obtenus auparavant de spectres de calibration représentatifs de richesses respectives de la combustion pour en déduire un état présent de la richesse. Another aspect of the invention is a method for adjusting the richness of a combustion, characterized in that it consists, in order to regulate a flow rate of an ingredient in the combustion, to take a spectrum of the combustion, to treat the spectrum by extracting information relating to at least one group of wavelengths of the spectrum, and comparing results from said information with results of the same nature previously obtained from calibration spectra representative of the respective richnesses of combustion in order to deduce therefrom a present state of wealth.

D'autres aspects de l'invention, caractéristiques et avantages seront décrits ci-après au moyen des figures suivantes : Other aspects of the invention, characteristics and advantages will be described below by means of the following figures:

- la figure 1 représente l'installation utilisée, - la figure 2 illustre un spectre de combustion, - et les figures 3,4 et 5 illustrent quelques façons d'exploiter les résultats du spectromètre. - Figure 1 shows the installation used, - Figure 2 illustrates a combustion spectrum, - and Figures 3,4 and 5 illustrate some ways to exploit the results of the spectrometer.

La description de la figure 1 est abordée. The description of Figure 1 is discussed.

De l'air est fourni par une conduite 1 à une chambre de pré-mélange 2 et du combustible est aussi fourni par une conduite 3 à la chambre de pré-mélange 2. Le mélange d'air et du combustible passe de la chambre de pré-mélange 2 à une chambre de combustion 4 par une conduite 5 commune, et une flamme 6 se forme dans la chambre de combustion 4. La chambre de combustion 4 comprend un hublot 7 derrière lequel (hors de la chambre 4) se trouve la tête d'une fibre optique 8 qui est reliée à un spectromètre 9 associé à un moyen de calcul tel qu'un ordinateur 10 et qui prend donc des spectres de la flamme 6. Ces résultats sont fournis à un algorithme de dépouillement des spectres et d'estimation de la richesse 11, qui exploite aussi une base de données spectrales 12 et estime la richesse de la combustion de la façon qui sera décrite plus loin. Air is supplied by a line 1 to a premix chamber 2 and fuel is also supplied by a line 3 to the premix chamber 2. The mixture of air and fuel passes from the premix 2 to a combustion chamber 4 via a common pipe 5, and a flame 6 is formed in the combustion chamber 4. The combustion chamber 4 comprises a window 7 behind which (outside the chamber 4) is the head of an optical fiber 8 which is connected to a spectrometer 9 associated with a calculation means such as a computer 10 and which therefore takes spectra of the flame 6. These results are supplied to an algorithm for analyzing the spectra and d wealth estimate 11, which also uses a spectral database 12 and estimates the richness of combustion in the manner which will be described later.

La richesse estimée est fournie à un algorithme de commande 13 à l'aide d'une consigne de richesse 14 ; l'algorithme de commande 13 contrôle un dispositif de réglage 15 du débit de combustible passant par la conduite 3 pour ramener aussi vite que possible la richesse réelle à la richesse de la consigne. Les dispositifs 11 à 14 sont en réalité intégrés à l'ordinateur 10, contrairement à ce qu'on a représenté pour la clarté de l'illustration. Une lentille de quartz 16 peut concentrer la lumière de la flamme 6 sur The estimated richness is supplied to a control algorithm 13 using a richness instruction 14; the control algorithm 13 controls a device 15 for adjusting the fuel flow rate passing through the line 3 in order to reduce the real richness to the richness of the setpoint as quickly as possible. The devices 11 to 14 are actually integrated into the computer 10, contrary to what has been shown for the clarity of the illustration. A quartz lens 16 can focus the light of flame 6 on

la tête de la fibre optique 8, et la conduite 1 peut aussi être équipée d'un dispositif de réglage de débit 17, également régi par l'algorithme de commande 13. the head of the optical fiber 8, and the pipe 1 can also be equipped with a flow adjustment device 17, also governed by the control algorithm 13.

Le dispositif de combustion est donné à titre d'illustration, le système de mesure de la richesse pouvant être utilisé sur diverses configurations pratiques. The combustion device is given by way of illustration, the richness measurement system being able to be used on various practical configurations.

Un spectromètre convenable a typiquement une plage de mesure comprise entre les longueurs d'onde de 250 et 850 nanomètres, un réseau de six cents traits par millimètre et une précision de 0,35 nanomètre. A suitable spectrometer typically has a measurement range between the wavelengths of 250 and 850 nanometers, an array of six hundred lines per millimeter and an accuracy of 0.35 nanometer.

Un spectre de combustion typique est représenté à la figure 2. On distingue plusieurs pics, notamment près de 300 nanomètres, 430 nanomètres et 516 nanomètres, correspondant à des espèces chimiques radicalaires excitées, qui retombent à l'état stable en émettant de photons de longueur d'onde déterminée. Ici, ces espèces sont respectivement OH, CH et C2. Un quatrième pic, proche de 710 nanomètres, est dû à l'agitation thermique des molécules de vapeur d'eau. A typical combustion spectrum is shown in Figure 2. There are several peaks, including nearly 300 nanometers, 430 nanometers and 516 nanometers, corresponding to excited radical chemical species, which fall back to the stable state by emitting photons of length wave. Here, these species are respectively OH, CH and C2. A fourth peak, close to 710 nanometers, is due to the thermal agitation of the water vapor molecules.

Enfin, la chimioluminescence fait apparaître dans les spectres un fond continu pour CO2 entre 300 et 600 nanomètres. Finally, chemiluminescence reveals in the spectra a continuous background for CO2 between 300 and 600 nanometers.

L'analyse d'un spectre peut s'effectuer de la façon suivante : un tableau où sont indiquées les intensités des principales raies observées est construit, ces intensités étant normalisées en les divisant par l'intensité d'une d'entre elles ; l'utilisation de grandeurs normalisées efface l'influence de l'obscurcissement du hublot 7. Les raies considérées peuvent correspondre aux pics principaux, The analysis of a spectrum can be carried out in the following way: a table is displayed which shows the intensities of the main lines observed, these intensities being normalized by dividing them by the intensity of one of them; the use of standardized quantities erases the influence of the darkening of the window 7. The lines considered may correspond to the main peaks,

mais on peut y ajouter des raies représentatives du fond lumineux du spectre. Des filtres permettent d'isoler ces raies. En pratique, elles correspondent à des longueurs d'onde sélectionnées auparavant. La grandeur de normalisation correspond à un des pics mentionnés plus haut. On peut par ailleurs travailler avec une ou plusieurs bases de données contenant des intensités normalisées par l'intensité de pics différents. On procède de la même façon pour les spectres de calibration de la base de données 12 et pour les spectres mesurés ensuite et qui sont représentatifs de la combustion à régler. Les spectres de calibration sont obtenus pour une gamme suffisante de richesse et de pression. but we can add lines representative of the light background of the spectrum. Filters are used to isolate these lines. In practice, they correspond to wavelengths previously selected. The normalization quantity corresponds to one of the peaks mentioned above. We can also work with one or more databases containing intensities normalized by the intensity of different peaks. The procedure is the same for the calibration spectra of the database 12 and for the spectra measured subsequently and which are representative of the combustion to be adjusted. The calibration spectra are obtained for a sufficient range of richness and pressure.

On va maintenant décrire quelques moyens concrets d'estimer la richesse à partir de ces valeurs. We will now describe some concrete ways of estimating wealth from these values.

D'une façon générale, les intensités normalisées I (ski) d'un spectre de la combustion, sélectionnées parmi les

intensités mesurées Ai de ce spectre, seront comparées ou corrélées à des valeurs de même nature des spectres de calibration de la base de données 12, c'est-à-dire des valeurs calculées de la même façon sur ces spectres de calibration. La comparaison pourra porter sur les valeurs I (ski) directement, ou au contraire sur des combinaisons de plusieurs de ces valeurs [I (mai), I (kl), ...] du même spectre regroupées au moyen d'une fonction. In general, the normalized intensities I (ski) of a combustion spectrum, selected from the

measured intensities Ai of this spectrum will be compared or correlated with values of the same nature of the calibration spectra of the database 12, that is to say values calculated in the same way on these calibration spectra. The comparison may relate to the values I (ski) directly, or on the contrary to combinations of several of these values [I (May), I (kl), ...] of the same spectrum grouped by means of a function.

Une variété de combinaisons intéressantes prend, pour les différents spectres de calibration, des valeurs C {I (Ài)} à évolution monotone en fonction de la richesse (P. Une courbe illustrant l'ensemble de valeurs A variety of interesting combinations takes, for the different calibration spectra, values C {I (Ài)} with monotonic evolution as a function of richness (P. A curve illustrating the set of values

d'une telle combinaison est la fonction 20 de la figure 3.

of such a combination is the function 20 of FIG. 3.

Une façon simple d'exploiter le spectre de la combustion réelle consiste alors à calculer la valeur Cact de la combinaison pour ce spectre, et à en déduire la richesse actuelle (Dact par une corrélation menée sur la fonction 20. Cette méthode est particulièrement simple mais présente l'inconvénient que la fonction 20 doit présenter une variation suffisante de ses valeurs C pour qu'une détermination assez précise de la richesse (D soit possible. De plus, seules des combinaisons homogènes en intensités, c'est- à-dire qui soient des rapports de termes d'intensité élevés à la même puissance, sont indépendantes de l'obscurcissement du hublot ; cette condition n'est pas facilement conciliable avec la précédente, ce qui explique que le procédé de la figure 3 est souvent appliqué avec une autre variété de combinaisons et ne reste utilisable qu'avec une chambre de combustion 4 parfaitement propre. A simple way of exploiting the spectrum of real combustion then consists in calculating the Cact value of the combination for this spectrum, and in deducing from it the current richness (Dact by a correlation carried out on function 20. This method is particularly simple but has the drawback that function 20 must present a sufficient variation in its C values for a fairly precise determination of the richness (D to be possible. In addition, only combinations that are homogeneous in intensity, that is to say which are high intensity term ratios at the same power, are independent of the darkening of the window; this condition is not easily reconcilable with the previous one, which explains that the method of FIG. 3 is often applied with a other variety of combinations and can only be used with a perfectly clean combustion chamber 4.

C'est pourquoi d'autres méthodes peuvent être préférées. L'une d'entre elles est décrite à l'aide du diagramme de la figure 4, et fait appel à la fois à une fonction monotone 21 analogue à celle 20 de la figure 3 et une fonction à forte pente 22 (dont les valeurs sont très sensibles à la richesse (D) ; cette dernière courbe n'est toutefois pas monotone et présente un point de rebroussement 23. Les fonctions 21 et 22 coïncident ici aussi avec des ensembles de valeurs que prennent deux combinaisons d'intensités de raies sur les spectres de calibration. On note Cact21 This is why other methods may be preferred. One of them is described using the diagram in Figure 4, and uses both a monotonic function 21 similar to that 20 in Figure 3 and a steep function 22 (whose values are very sensitive to richness (D); this last curve is not monotonous, however, and presents a cusp 23. The functions 21 and 22 here also coincide with sets of values taken by two combinations of line intensities on the calibration spectra. We note Cact21

et Cact22 les valeurs des mêmes combinaisons calculées avec les intensités ki du spectre de combustion actuelle, et une corrélation complexe est menée pour en déduire la richesse actuelle de la combustion. On s'intéresse d'abord à la valeur Cact22 de la fonction à forte pente 22, qui permet une détermination précise mais ambiguë puisqu'elle correspond en général à plusieurs valeurs possibles de richesse (#1 et < M ici) de part et d'autre du point de rebroussement 23.

and Cact22 the values of the same combinations calculated with the intensities ki of the current combustion spectrum, and a complex correlation is carried out to deduce therefrom the current richness of the combustion. We are first interested in the value Cact22 of the steep slope function 22, which allows a precise but ambiguous determination since it generally corresponds to several possible wealth values (# 1 and <M here) of share and d other from the cusp 23.

Ensuite, on effectue une corrélation linéaire sur la fonction 21 au moyen de la valeur Cact21. Ici, on obtient une estimation de la richesse proche de la deuxième valeur (D2, précédemment estimée, qu'on sélectionne donc alors que l'estimation directe de la richesse par la valeur Cact21 eût été entachée d'imprécision, la fonction 21 étant trop plate. Then, we perform a linear correlation on function 21 using the value Cact21. Here, we obtain an estimate of the wealth close to the second value (D2, previously estimated, which we therefore select while the direct estimate of the wealth by the value Cact21 would have been marred by imprecision, the function 21 being too flat.

Le procédé peut encore être perfectionné. The process can still be improved.

Comme le montre la figure 5, on peut disposer d'une pluralité de fonctions à forte pente analogues à 22, ici notées 25 et 26, ou d'une pluralité de fonctions monotones, ici notées 27 et 28. Le procédé de détermination de la richesse zu repose encore sur une double corrélation mais il présente l'avantage de permettre des sélections entre fonctions de même nature : si par exemple on commence par calculer la valeur Cact26 donnée par le spectre de combustion actuelle pour la combinaison de la fonction 26 et qu'on trouve que cette valeur est proche de celle du point de rebroussement 29 de celle-ci, on calcule plutôt Cact25 pour déduire la valeur de la richesse (Pact d'une corrélation sur la fonction 25. En d'autres termes, on As shown in FIG. 5, one can have a plurality of steep functions similar to 22, here denoted 25 and 26, or a plurality of monotonic functions, here denoted 27 and 28. The method for determining the richness zu is still based on a double correlation but it has the advantage of allowing selections between functions of the same kind: if for example we start by calculating the value Cact26 given by the current combustion spectrum for the combination of function 26 and qu 'we find that this value is close to that of the cusp point 29 thereof, we rather calculate Cact25 to deduce the value of the wealth (Pact of a correlation on the function 25. In other words, we

ne se fondera que sur les portions effectivement à forte pente des fonctions 25 et 26 pour effectuer la détermination. La fonction monotone 27 pourra être associée à la fonction 25, et la fonction monotone 28 à la fonction 26 pour sélectionner la richesse véritable de la même façon qu'à la figure 4. Dans d'autres modes de réalisation, on pourra utiliser une pluralité de fonctions monotones pour occuper toute la plage utile de la richesse . will only be based on the actually steep portions of functions 25 and 26 to make the determination. The monotonic function 27 can be associated with the function 25, and the monotonic function 28 with the function 26 to select the true richness in the same way as in FIG. 4. In other embodiments, a plurality can be used of monotonic functions to occupy the whole useful range of wealth.

Bien d'autres modes de réalisation de l'exploitation des spectres sont possibles : on peut par exemple exploiter un réseau de neurones grâce à la base de données spectrales. Cette technique limite le travail de dépouillement de la base de données, mais offre souvent une précision inférieure à une corrélation directe des données et est plus complexe à mettre en oeuvre d'un point de vue informatique. Many other embodiments of the exploitation of spectra are possible: one can for example exploit a neural network thanks to the spectral database. This technique limits the task of analyzing the database, but often offers less precision than a direct correlation of the data and is more complex to implement from a computer point of view.

Il faut noter que toutes ces méthodes offrent aussi la possibilité d'éviter une mesure additionnelle de la pression et de l'estimer par corrélation des informations spectrales. En effet, on a constaté que la pression avait une influence sur l'intensité spectrale de certaines bandes. Les tableaux comparatifs peuvent donc comporter des paramètres représentatifs de ces variations, et une corrélation est faite aussi sur ces paramètres pour en déduire la pression. Toutefois, les résultats nécessaires à l'ajustement de la richesse sont peut-être dans ce cas moins précis, c'est pourquoi il peut être préférable de mesurer directement la pression pour qu'on puisse It should be noted that all these methods also offer the possibility of avoiding an additional measurement of the pressure and of estimating it by correlation of the spectral information. Indeed, it was found that the pressure had an influence on the spectral intensity of certain bands. The comparative tables can therefore include parameters representative of these variations, and a correlation is also made on these parameters to deduce the pressure. However, the results necessary for adjusting the wealth may be less precise in this case, which is why it may be preferable to measure the pressure directly so that we can

procéder plus rapidement aux corrélations vues plus haut. proceed more quickly to the correlations seen above.

Des essais ont démontré que des variations de richesse provoquées volontairement étaient détectées fidèlement très rapidement, en quelques secondes ou même quelques dixièmes de seconde. Le procédé s'est révélé insensible à des obscurcissements même très importants du hublot, allant jusqu'à environ 75% d'absorption de la lumière. Tests have shown that variations in richness caused voluntarily were detected faithfully very quickly, in seconds or even a few tenths of a second. The process has been shown to be insensitive to even very significant darkening of the window, up to around 75% light absorption.

Claims

1. Device for measuring the richness of a combustion, characterized in that it comprises a spectrometer (9), an optical fiber (8) connected to the spectrometer and leading to an optical access such as a window (7) giving view on combustion, a database (22) containing data on combustion at various richnesses, and means (11) for processing spectrometers of the spectrometer and for comparing results of processing of said spectra with data.

2. Device according to claim 1, characterized in that the spectrometer is a low resolution spectrometer, integrated into a calculation means such as a computer (10) and able to measure the spectral content of the detected light.

3. A method for adjusting the richness of a combustion, characterized in that it consists, before adjusting a flow rate of an ingredient in the combustion, in taking a spectrum of the combustion, in processing the spectrum by drawing information therefrom relative to at least one group of wavelengths of the spectrum, and to compare results from said information with results of the same nature previously obtained from calibration spectra representative of respective richnesses of combustion in order to deduce therefrom a present state of richness .

4. Method for adjusting the richness of a combustion according to claim 3, characterized in that the information is light intensities at

selected wavelengths, and the results from said information are function values admitting said light intensities as variables.

5. A method of adjusting the richness of a combustion according to claim 4, characterized in that the functions express ratios of light intensities at different wavelengths.

6. Method for adjusting the richness of a combustion according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the results obtained from the calibration spectra comprise a monotonic function (21) of the richness, and the present state of the richness is deduced as equal to a richness of one of the calibration spectra for which the function

monotonous is equal to a result of the same kind coming from said information.

7. A method of adjusting the richness of a combustion according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the results obtained from the calibration spectra comprise at least one steep function (23; 25,26) and one monotonic function (21; 27, 28) of the richness, and the present state of the richness is deduced as equal to a richness of one of the calibration spectra for which the steep function is equal to a result of the same nature coming from said information, and the monotonic function is closest to another result of the same nature coming from said information.

8. A method of adjusting the richness of a combustion according to claim 7, characterized in that it comprises several steep functions and a selection of one of these functions.

9. A method of adjusting the richness of a combustion according to claim 4, characterized in that the selected wavelengths include wavelengths of light intensity peaks.

10. A method of adjusting the combustion richness according to any one of claims 3 to 9, characterized in that it is supplemented by a pressure measurement of a combustion medium, resulting from a measurement of other light intensities on the spectrum of combustion and the comparison of said intensities with intensities of the same kind obtained from calibration spectra representative of respective pressures of combustion.