火焰传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种火焰传感器。提供了一种火焰传感器设备，其包括用于感测燃烧室内的火焰的具体特征的传感器。传感器包括碳化硅光电二极管，并且传感器与燃烧室间隔开一距离。另外，光纤线缆组件在传感器与燃烧室之间延伸。光纤线缆组件可将火焰的具体特征从燃烧室传送至传感器。光纤线缆组件包括为填充有惰性气体的密封阵列的一部分。另外，还提供了一种感测火焰的具体特征的方法。

【技术实现步骤摘要】
火焰传感器
本专利技术涉及火焰传感器，并且更特别地，涉及用于感测燃烧室中的火焰的具体特征的光纤火焰传感器。
技术介绍
在以油或气体为燃料的涡轮中，燃料供给到燃烧室中，点火火焰存在于该燃烧室内。如果火焰熄灭(通常被称为火焰中断状态)，则关心的是，燃料可继续供给到不具有适当的点火的热燃烧室中。如果不适当地点燃燃料(例如，鉴于不存在火焰而由除点火火焰之外的东西引起的点火)，则对涡轮的损坏可发生。因此，如果点火火焰在燃烧室内熄灭，则关键的是，到燃烧室中的燃料供给被快速终止，并且因此限制未燃烧燃料的累积。火焰传感器大体用于检测燃气涡轮的燃烧室内存在或不存在点火火焰。此外，火焰感测电子装置通常与涡轮配置内的火焰传感器相关联。火焰感测电子装置可为温度敏感的。由于燃烧室中和附近的相对热的温度，故水冷却通常用于冷却温度敏感的火焰感测电子装置。然而，水可偶而泄漏，并且如果喷射在涡轮的相对热的壳体上，则可引起涡轮壳体收缩，从而引起对涡轮的损坏。因此，将有用的是，提供火焰传感器，其消除对水冷却的需要，并且其电路不被燃烧过程/燃烧室附近的相对高的温度影响。
技术实现思路
下列概述提出了简化概述，以便提供本文中讨论的系统和/或方法的一些方面的基本理解。该概述不是本文中讨论的系统和/或方法的宽泛综述。不意图识别重要/关键元件或叙述这种系统和/或方法的范围。其唯一目的在于以简化形式提出一些构想作为随后提出的更详细描述的序言。根据一个方面，本专利技术提供了一种火焰传感器设备，其包括：用于感测燃烧室内的火焰的具体特征的传感器，传感器包括碳化硅光电二极管，其中，传感器与燃烧室间隔一距离；以及在传感器与燃烧室之间延伸的光纤线缆组件，光纤线缆组件构造成将火焰的特征从燃烧室传送至传感器，其中，光纤线缆组件包括为填充有惰性气体的密封阵列的一部分。火焰传感器设备还包括探测器组件，其以探测器组件的第一端部部分附接于观察管，并且构造成从观察管接收火焰的具体特征，探测器组件包括：内部室，其在探测器组件的第一端部部分与相对的第二端部部分之间延伸，其中，光纤线缆组件密封地附接于探测器组件的第二端部；蓝宝石窗口，其布置在内部室内，蓝宝石窗口密封在内部室内并且构造成提供压力隔层；以及透镜，其布置在蓝宝石窗口与第二端部之间的内部室内，透镜由至少一个金属垫圈支承，使得透镜构造成将来自观察管的光集中到光纤线缆组件的端部上。透镜构造成将来自火焰的电磁辐射能量集中到光纤线缆组件上。根据另一个方面，本专利技术提供了一种火焰传感器设备，其包括：用于感测燃烧室内的火焰的具体特征的传感器，传感器包括碳化硅光电二极管；与燃烧室间隔开一距离的探测器组件，探测器组件构造成从燃烧室接收火焰的特征；以及在传感器与探测器组件之间延伸的光纤线缆组件，光纤线缆组件构造成将火焰的特征从探测器组件传送至传感器。火焰传感器设备还包括从燃烧室的外部凸出的观察管，观察管限定穿过观察管并朝向火焰的光程。探测器组件附接于与燃烧室相对的观察管的端部，探测器组件构造成接收来自观察管的火焰的具体特征。探测器组件包括：内部室，其在探测器组件的第一端部部分与相对的第二端部部分之间延伸，光纤线缆组件密封地附接于探测器组件的第二端部；蓝宝石窗口，其布置在内部室内，蓝宝石窗口构造成形成与内部室的密封并且提供压力隔层。根据另一个方面，本专利技术提供了一种感测燃烧室内的火焰的具体特征的方法，其包括如下步骤：通过光纤线缆组件从火焰接收电磁辐射能量、将电磁辐射能量从光纤线缆组件传送至与火焰间隔开一距离并在燃烧室外侧的传感器、将来自光纤线缆组件的电磁辐射能量集中到传感器内的碳化硅光电二极管上，以及基于电磁辐射能量利用碳化硅光电二极管感测火焰的特征。该方法还包括密封光纤线缆组件的相对端部的步骤。该方法还包括从光纤线缆组件移除水分的步骤，其包括如下步骤：从光纤线缆组件的外部移除气体；以足够高的温度加热光纤线缆组件以移除水分；以氮回填光纤线缆组件，以保护线缆组件免受由于暴露于空气和水分而产生的损坏；以及密封光纤线缆组件的相对端部。该方法还包括将电磁辐射能量转变成呈在大约4毫安至大约20毫安的范围内的电流输出的形式的电信号的步骤，该电流输出指示火焰的具体特征。附图说明在参考附图阅读下列描述之后，本专利技术的前述及其它的方面对本专利技术涉及的领域的技术人员而言将变得显而易见，在该附图中：图1为根据本专利技术的至少一个方面的示例性火焰传感器设备的局部分解示意截面图；图2为根据本专利技术的方面的包括示例性观察管的示例性探测器组件的透视图；图3为沿图2的线3-3的示例性探测器组件的局部分解截面图；图4为沿图1的线4-4的示例性光纤线缆组件的截面图；以及图5为沿图1的线5-5的示例性传感器的截面图。具体实施方式在附图中描述和示出并入本专利技术的一个或更多个方面的示例性实施例。这些示出的实例不意图限制本专利技术。例如，本专利技术的一个或更多个方面可在其它实施例和甚至其它类型的装置中利用。此外，某些术语仅为了方便而在本文中使用，并且不被视为限制本专利技术。更进一步，在附图中，相同的附图标记用于表示相同的元件。图1示意性地示出用于监测火焰8的具体特征的示例性火焰传感器设备6。在简短概述中，火焰8位于涡轮隔间12的燃烧室10内，并且发出电磁辐射能量。具有中空内孔的观察管15可附接于燃烧室10。探测器组件30可通过观察管15接收来自火焰8的电磁辐射能量。接着，电磁辐射能量可从探测器组件30穿过光纤线缆组件60，并且到达传感器80，因此传感器80可感测火焰的具体特征，诸如存在或不存在火焰。根据本专利技术的方面，传感器80可定位成离燃烧室10和涡轮隔间12一距离，使得传感器80在位于相对较冷的环境中时可监测火焰的具体特征。转向图1中示出的具体实例，涡轮隔间12可包括由燃烧室10内的燃料燃烧供能的旋转涡轮叶片(未示出)。涡轮隔间12在图1中大体/示意性地示出成传达如下构想，该构想为涡轮隔间12可具有变化的不同结构和/或可在变化的不同应用中使用。例如，涡轮隔间12可构建/构造用于油气燃气轮机，并且在诸如用于飞行器推进、船舶推进、陆基发电等的应用中使用。就此而言，将认识到，图1中的涡轮隔间12不意图限制另外的实例。燃烧室10可定位在涡轮隔间12内。燃烧室10可限定大致中空的内部区域。将理解，燃烧室10在图1中被大体/示意性地表示，并且不意图限制另外的实例。例如，燃烧室10的大体表示意图传达如下构想，该构想为燃烧室10可表示许多不同的构型，其中的一些可为大体已知的。相似地，本文中描述并与以上讨论的涡轮隔间12相关联的燃烧室10可并入到许多不同的应用中。燃料位于燃烧室10内以产生相对高压和高速的气体。可设置燃料喷嘴13，其将燃料输送到燃烧室10中。将理解，用语"燃料"可包括空气、燃料、两者的混合物，和/或几乎任何类型的可燃材料。燃料喷嘴13可与燃烧室10中的开口、孔口等协作，使得燃料喷嘴13可将燃料从外部位置输送到燃烧室10中。就此而言，燃料喷嘴13可将燃料输送到燃烧室中，因此燃料可利用火焰8点燃。此外，燃料喷嘴13在示出的实例中被大体/示意性地表示，并且可包括可已知的任何数量的燃料喷嘴构型。此外，燃料喷嘴13可定位在燃烧室10内的许多位置处，并且不受限于图1中示出的位置。开口14可设置在燃烧室10的外壁中。开口14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火焰传感器设备，其包括：传感器，其用以确定燃烧室内的火焰的具体特征，所述传感器包括碳化硅光电二极管，其中，所述传感器与所述燃烧室间隔一距离；以及光纤线缆组件，其在所述传感器与所述燃烧室之间延伸，所述光纤线缆组件构造成将所述火焰的具体特征从所述燃烧室传送至所述传感器，其中，所述光纤线缆组件包括为填充有惰性气体的密封阵列的一部分。

【技术特征摘要】
2012.04.13 US 13/4459531.一种火焰传感器设备，其包括：传感器，其用以确定燃烧室内的火焰的具体特征，所述传感器包括碳化硅光电二极管，其中，所述传感器与所述燃烧室间隔一距离；观察管，其从所述燃烧室的外壁凸出并且限定从所述火焰并穿过所述观察管的光程；探测器组件，其包括连接到所述观察管的第一端部部分以及与所述第一端部部分相对的第二端部部分，所述探测器组件从所述观察管接收所述火焰的具体特征；以及光纤线缆组件，其密封连接到所述探测器组件的所述第二端部部分，且在所述传感器与所述探测器组件之间延伸，所述光纤线缆组件构造成将所述火焰的具体特征从所述探测器组件传送至所述传感器，其中，所述光纤线缆组件包括为填充有惰性气体的密封阵列的一部分。2.根据权利要求1所述的火焰传感器设备，其特征在于，所述火焰的具体特征包括所述燃烧室内存在和不存在所述火焰。3.根据权利要求1所述的火焰传感器设备，其特征在于，所述碳化硅光电二极管构造成触发至所述燃烧室的燃料的切断。4.根据权利要求1所述的火焰传感器设备，其特征在于，所述光纤线缆组件在相对的端部处被密封，并且填充有氮气。5.根据权利要求1所述的火焰传感器设备，其特征在于，所述光纤线缆组件附接于所述传感器的第一端部部分，所述传感器还包括定位在所述第一端部部分与所述碳化硅光电二极管之间的所述传感器的内部室内的透镜，所述透镜构造成将来自所述光纤线缆组件的电磁辐射能量集中到所述碳化硅光电二极管上。6.根据权利要求5所述的火焰传感器设备，其特征在于，所述传感器的内部室包括定位在所述传感器的第一端部部分与所述透镜之间的第一传感器室和定位在所述透镜与所述传感器的相对的第二端部之间的第二传感器室，所述碳化硅光电二极管定位在所述第二传感器室中。7.根据权利要求6所述的火焰传感器设备，其特征在于，所述碳化硅光电二极管构造成将来自所述光纤线缆组件的电磁辐射能量转变成呈在4毫安至20毫安的范围内的电流输出的形式的电信号，所述电流输出指示所述火焰的具体特征。8.根据权利要求6所述的火焰传感器设备，其特征在于，所述第二传感器室被密封并且填充有惰性气体。9.根据权利要求6所述的火焰传感器设备，其特征在于，所述第一传感器室包括限定所述第一传感器室与所述传感器的外部之间的流动路径的至少一个阀组件，所述至少一个阀组件构造成利用干氮来吹扫所述第一传感器室，并且从所述第一传感器室移除水分。10.根据权利要求1所述的火焰传感器设备，其特征在于，所述探测器组件包括：内部室，其在所述探测器组件的所述第一端部部分与相对的所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：MC斯帕尔丁，FL格勒休斯，LR隆巴多，J刘，JL约翰宁，FYF仇，DA施奈德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：