LASER HETERODYNE COMBUSTION-EFFICIENCY MONITOR AND ASSOCIATED METHODS

• Main Author: SAPPEY, Andrew D
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 20.01.2022
• Subjects: INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIRCHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES; MEASURING; PHYSICS; TESTING

A laser-heterodyne combustion-efficiency monitor captures light emitted from a combustion zone during combustion and determines combustion efficiency based on the captured light. The monitor includes an optical detector that generates an electrical response by mixing the captured light with an optical local-oscillator signal, and a signal filter that filters the electrical response to isolate a beat-note that is proportional to a target-species concentration in the combustion zone. The frequency of the local-oscillator signal determines the target species, which may be carbon monoxide, carbon dioxide, or another emission or absorption line that can be detected using laser-heterodyne radiometry. A laser generates the local-oscillator signal. The monitor may be extended to operate with several lasers emitting several local-oscillator signals at different frequencies, thereby allowing multiple target species to be detected simultaneously. La présente invention concerne un dispositif de surveillance de rendement de combustion de laser hétérodyne qui capture la lumière émise par une zone de combustion pendant la combustion et détermine l'efficacité de combustion sur la base de la lumière capturée. Le moniteur comprend un détecteur optique qui génère une réponse électrique par mélange de la lumière capturée avec un signal d'oscillateur local optique, et un filtre de signal qui filtre la réponse électrique pour isoler une note de battement qui est proportionnelle à une concentration d'espèce cible dans la zone de combustion. La fréquence du signal d'oscillateur local détermine l'espèce cible, qui peut être du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone ou une autre ligne d'émission ou d'absorption qui peut être détectée à l'aide d'une radiométrie laser hétérodyne. Un laser génère le signal d'oscillateur local. Le moniteur peut être étendu pour fonctionner avec plusieurs lasers émettant plusieurs signaux d'oscillateur local à différentes fréquences, ce qui permet de détecter simultanément de multiples espèces cibles.