[发明专利]燃烧区化学感测系统和相关方法

权利要求书

1.一种燃烧区化学感测系统，包括：

位于所述燃烧区的第一侧上的俯仰反射光学器件，所述俯仰反射光学器件使来自输入光纤的MIR电磁能量准直；

位于所述燃烧区的第二侧上的反射器，所述反射器反射准直的MIR电磁能量；

位于所述燃烧区的所述第一侧上的捕捉反射光学器件，所述捕捉反射光学器件将反射的MIR电磁能量聚焦到输出光纤中；以及

用于检测来自所述输出光纤的MIR电磁能量的检测器。

2.根据权利要求1所述的燃烧区化学感测系统，所述俯仰反射光学器件还使NIR和可见电磁能量准直。

3.根据权利要求1所述的燃烧区化学感测系统，还包括输入光纤和输出光纤，所述输入光纤和所述输出光纤的组合长度小于28米。

4.根据权利要求3所述的燃烧区化学感测系统，所述输出光纤是多模式光纤。

5.根据权利要求1所述的燃烧区化学感测系统，所述反射器是回射器。

6.根据权利要求1所述的燃烧区化学感测系统，其中所述俯仰反射光学器件包括偏轴抛物面镜，并且所述捕捉反射光学器件包括偏轴抛物面镜。

7.根据权利要求1所述的燃烧区化学感测系统，还包括：

生成传送到输入光纤中的MIR电磁能量的激光器、通信地耦合到所述检测器的处理器；以及

存储器，所述存储器通信地耦合到所述处理器并且存储机器可读指令，所述机器可读指令当由所述处理器执行时，至少基于由所述检测器测量的功率来计算所述燃烧区内的气体物质的浓度。

8.一种用于感测燃烧区的光学头，包括：

俯仰反射光学器件，所述俯仰反射光学器件使来自输入光纤的MIR电磁能量朝向反射器准直；

捕捉反射光学器件，所述捕捉反射光学器件将从所述反射器反射的MIR电磁能量聚焦到输出光纤中；以及

对准壳体，所述对准壳体与邻近所述燃烧区的结构交接并且相对于所述燃烧区保持和定位所述俯仰反射光学器件和所述捕捉反射光学器件。

9.根据权利要求8所述的光学头，所述对准壳体形成机械孔，a)所述俯仰反射光学器件通过所述机械孔使MIR电磁能量准直到所述燃烧区中，并且(b)所述捕捉反射光学器件通过所述机械孔捕获来自所述燃烧区的MIR电磁能量。

10.根据权利要求8所述的光学头，所述对准壳体还包括：

输入光纤支架，所述输入光纤支架相对于所述俯仰反射光学器件定位所述输入光纤；以及

输出光纤支架，所述输出光纤支架相对于所述捕捉反射光学器件定位所述输出光纤。

11.根据权利要求8所述的光学头，所述对准壳体定位所述俯仰反射光学器件和所述捕捉反射光学器件，使得由所述俯仰反射光学器件反射的MIR电磁能量在其被所述捕捉反射光学器件聚焦之前与MIR电磁能量反平行。

12.根据权利要求8所述的光学头，所述MIR电磁能量具有在2250纳米和2350纳米之间的波长。

13.根据权利要求8所述的光学头，所述输出光纤连接到检测器，所述检测器检测来自所述输出光纤的MIR电磁能量。

14.根据权利要求8所述的光学头，所述俯仰反射光学器件还使NIR和可见电磁能量准直。

15.根据权利要求8所述的光学头，其中所述俯仰反射光学器件包括偏轴抛物面镜，并且其中所述捕捉反射光学器件包括偏轴抛物面镜。