ガスタービンエンジンのガス-燃料混合物の当量比を実時間で観測するためのシステムであって、ガス-燃料混合物を通して直接的に、またはレーザビームを燃料ノズルの中央胴体もしくはバーナ管の表面から反射させることによって間接的に、レーザビームを伝送するために複数の燃料ノズル上に配列された、複数の光プローブと、前記伝送されたレーザビームを前記複数の光プローブから受けるための1つまたは複数の検出器と、前記ガスタービンエンジンの前記ガス-燃料混合物の前記当量比を実時間で確定するために前記1つまたは複数の検出器からの信号を収集し処理するデータ収集サブシステムとを含む、システム。複数のレーザデバイスと、複数の制御器と、レーザビームを前記燃料ノズル内の前記ガス-燃料混合物を通して案内するための前記複数の光プローブとをさらに含む、請求項1記載のシステム。前記複数の光プローブが、前記燃料ノズルのバーナ管上に配列され、前記燃料ノズルが、前記ガスタービンエンジンの環状の燃焼室の上、または燃焼剤缶combustorcanの中に装着される、請求項1記載のシステム。前記複数の光プローブが、前記バーナ管上の複数の位置に装着された、ファイバに結合されたセンサプローブを備える、請求項1記載のシステム。第1の光プローブが、前記ガス-燃料混合物を通して、または前記燃料ノズルの表面上に、前記レーザビームを伝送するように構成され、前記燃料ノズルが、前記中央胴体または前記バーナ管を備える、請求項3記載のシステム。第2の光プローブが、前記燃料-空気混合物を通して直接的に、または前記燃料ノズルの前記表面からの反射によって間接的に、伝送された前記レーザビームを受けるように構成される、請求項3記載のシステム。前記第1の光プローブおよび前記第2の光プローブが、前記バーナ管上に、円周方向または軸方向に装着され、それにより、前記燃料ノズルの前記表面から反射した後、両光プローブの間を伝送された前記レーザビームが、前記表面において最適な角度を張る経路を追従する、請求項1記載のシステム。前記第1の光プローブおよび前記第2の光プローブが、前記バーナ管上で互いに隣接して置かれる、請求項6記載のシステム。前記複数のレーザデバイスが、近赤外レーザまたは中赤外レーザに基づく、請求項2記載のシステム。レーザビームの前記波長が、約1000nmから約4000nmまでに及ぶ、請求項1記載のシステム。前記レーザデバイスのうちの1つが、吸収測定のための高速近赤外の同調ダイオードレーザTDLを備える、請求項2記載のシステム。信号対ノイズ比を改善し、振動または窓の汚れによる透過率変化を自動的に補正するために、第1高調波信号および第2高調波信号を測定するためのロックイン増幅器をさらに備える、請求項1記載のシステム。前記レーザビームを分割し、前記ガスタービンエンジン内の複数の燃料ノズルの前記燃料-空気混合物を通して伝送するためのビーム分割器または光スイッチをさらに備える、請求項1記載のシステム。ガスタービンエンジンのガス-燃料混合物の実時間の当量比を観測する方法であって、前記エンジンの複数の燃料ノズル近傍に配列された複数の光プローブを使用して、ガス-燃料混合物を通してレーザビームを送受信するステップと、前記ガス-燃料混合物を通して直接的に、または前記燃料ノズルの表面からの反射によって間接的に、伝送された前記レーザビームを1つまたは複数の検出器によって感知するステップと、検出器信号をデータ収集サブシステムによって収集するステップと、記録された信号を処理して、前記ガス-燃料混合物の前記当量比を実時間で確定するステップとを含む、方法。線強度およびレーザ設定点を確定するために同調ダイオードレーザを校正するステップをさらに含む、請求項14記載の方法。前記処理するステップが、ガスタービンエンジンの前記燃料-空気混合物の前記実時間の当量比を測定するために、第2高調波検出によって固定された波長変調分光法WMSの技術を使用するステップをさらに含む、請求項14記載の方法。ガスタービンエンジンのガス-燃料混合物の当量比を実時間で観測するためのシステムを製造する方法であって、吸収測定のための最適波長を有するレーザビームを発生する同調ダイオードレーザを設けるステップと、燃料ノズル近傍に、ガス-燃料混合物を通して直接的に、または前記レーザビームを前記燃料ノズルの表面から反射させることによって間接的に、前記レーザビームを送受信するために、複数の光プローブを設けるステップと、前記レーザビームの反射性を改善するために、前記燃料ノズルの前記表面を研磨または塗装するステップと、前記光プローブからの前記レーザビームを検出するために、1つまたは複数の検出器を設けるステップと、前記燃料-空気混合物の前記当量比を実時間で確定するために、信号を収集し処理するためのデータ収集サブシステムを設けるステップとを含む、方法。信号対ノイズ比、自動透過補正を改善し、校正の必要性をなくすために、第1高調波1f信号および第2高調波2f信号を同時に再生するために、前記検出器信号を復調するためのレーザ制御器およびロックイン増幅器を設けるステップをさらに含む、請求項17記載の方法。前記信号ビームを第1の信号ビームと第2の信号ビームとに分割するためのビーム分割器を設けるステップと、前記第1の信号ビームを前記ガスタービンエンジンの前記燃料-空気混合物を通して伝送するステップと、レーザ設定点を確定するために前記第2の信号ビームを静的セルを通して伝送するステップとをさらに含む、請求項17記載の方法。したがって、実際のガスタービンエンジンにおいて、ガス-燃料混合物の当量比を、実時間で正確に高速に測定することが、今も必要とされている。本発明の一実施形態によれば、ガスタービンエンジンのガス-燃料混合物の当量比を実時間で観測するためのシステムが、提供される。システムは、ガス-燃料混合物を通して直接的に、またはレーザビームを燃料ノズルの中央胴体centerbodyもしくはバーナ管burnertubeの表面から反射させることによって間接的に、レーザビームを伝送するために複数の燃料ノズル上に配列された、複数の光プローブを含む。また、システムは、複数の光プローブから伝送されたレーザビームを測定するために、1つまたは複数の検出器を含む。さらに、システムは、ノズルのガス-燃料混合物の当量比を確定するために、1つまたは複数の検出器から信号を収集し処理するためのデータ収集サブシステムを含む。本発明の一実施形態によれば、ガスタービンエンジンのガス-燃料混合物の実時間の当量比を観測する方法が、提供される。方法は、エンジンの複数の燃料ノズル上に配列された複数の光プローブを使用して、レーザビームをガス-燃料混合物を通して送受信するステップtransceivingを含む。また、方法は、ガス-燃料混合物を通して直接的に、または燃料ノズルの表面からの反射によって間接的に、伝送されたレーザビームを1つまたは複数の検出器によって感知するステップを含む。方法は、データ収集サブシステムによって検出器信号を収集するステップをさらに含む。最後に、方法は、ガス-燃料混合物の当量比を実時間で確定するために、記録された信号を処理するステップを含む。本発明の一実施形態によれば、ガスタービンエンジンのガス-燃料混合物の当量比を実時間で観測するためのシステムを製造する方法が提供される。方法は、レーザ吸収測定に最適な波長を有するレーザビームを発生するために、同調ダイオードレーザtunablediodelaserを設けるステップを含む。また、方法は、燃料ノズル近傍に、ガス-燃料混合物を通して直接的に、またはレーザビームを燃料ノズルの表面から反射させることによって間接的に、レーザビームを送受信するために、複数の光プローブを設けるステップを含む。また、方法は、レーザビームの反射性を高めるために、燃料ノズルの表面を研磨または塗装するステップを含む。さらに、方法は、光プローブからのレーザビームを測定するために、1つまたは複数の検出器を設けるステップを含む。最後に、方法は、燃料-空気混合物の当量比を確定するために、レーザ信号ビームを収集し処理するためのデータ収集サブシステムを設けるステップを含む。本発明の上記その他の特徴、態様および利点は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読めばより深く理解されるであろう。図面を通して、同じ符号は同じ部品を表す。以下に詳細に議論されるように、本発明の実施形態は、ガス燃料のgasfuelledガスタービンエンジン内の当量比の非侵襲測定nonintrusivemeasurementに関する。本明細書で使用されるように、句当量比は、化学量論における燃料/酸化剤比に対する燃料/酸化剤比の比のことを言う。本発明は、エンジンのガス-燃料混合物の当量比を実時間で観測するシステムおよび方法に対処する。本発明の種々の実施形態の要素を紹介するときに、冠詞1つのa、1つのan、そのtheおよび前記saidは、1つまたは複数の要素が存在することを意味することを目的としている。用語備えるcomprising、含むincludingおよび有するhavingは、包含的であること、および列挙された要素以外に付加的な要素が存在する可能性があることを意味することを目的としている。動作パラメータのうちの任意の例は、開示された実施形態の他のパラメータを排除するものではない。図1は、本発明の一実施形態による、エンジン燃焼器のガス-燃料混合物11の当量比を観測するためのセンサシステム10を示す。センサシステム10はまた、ガス-燃料混合物の当量比を観測し、それにより、ガスタービン、ボイラ、ヒータ、炉のための多様な低公害で高性能の燃焼室の燃焼状態を観測するために使用されてよいことに留意されたい。火炎近傍の燃焼器12の端部付近の、バーナ管14および中央胴体16を有する、エンジン燃焼器12の断面図を示す。システム10は、信号ビーム21をガス-燃料混合物11を通して直接的に送受信するために、エンジンノズル近傍に配列された複数の光プローブ18、20を含む。一実施形態では、光プローブ18、20は、バーナ管14上の複数の場所に装着された、ファイバに結合されたセンサプローブである。システム10は、レーザ発射器laserpitcherとして働く光プローブ18のうちの1つを使用して、ガス-燃料混合物11を通して案内されるレーザビーム21を発生するための、同調ダイオードレーザTDL22をさらに含む。一実施形態では、TDL22は、1.65マイクロメートル付近の、メタンの固定波長のレーザ吸収に基づく吸収センサを提供するための近赤外TDLであり、未燃焼のガス-燃料混合物内の大きなメタンモル分率molefractionを利用する。レーザビーム21の波長範囲は、約1000nmから約4000nmまで変化する可能性がある。図示のように、光プローブ20は、捕獲プローブcatcherprobeとして働き、レーザビーム21を受ける。また、システム10は、レーザビーム21を分割し、エンジン内の複数の燃料ノズルの燃料-空気混合物を通して伝送するための、ビーム分割器または光スイッチを含む。システム10は、レーザ波長の最適な変調深さを発生するように、レーザ波長を変調するためのレーザ制御器24をさらに含む。さらに、システム10は、TDLセンサ22を装着するためのレーザ台図示せずを含む。また、システム10は、校正ガスcalibrationgasCH4とN2との混合物で満たされた静的セルを通して伝送される1つの光路を有するように構成される。TDL吸収センサのこの校正は、線強度linestrengthおよびレーザ設定点lasersetpointを確定するために実行される。また、システム10は、レーザビーム21を感知し、第1高調波1f信号および第2高調波2f信号を同時に再生するために、感知した信号を復調するためのロックイン増幅器lockinamplifier28に信号を案内する、検出器26を含む。したがって、ロックイン増幅器28は、信号対ノイズ比を改善し、振動または窓の汚れwindowfoulingによる透過率変化transmissionvariationを自動的に補正する。一実施形態では、感知された信号は、0.5ミリ秒の時定数で1fおよび2fの信号を同時に再生するために、Perkin-Elmerロックイン増幅器7280型によって復調される。別の実施形態では、センサシステム10の帯域幅が、2つのロックイン増幅器または1つのソフトウェアロックインを使用することによって改善されてよい。さらに、第2の信号ビームが、データ収集DAQシステム30によって処理される。受けられた信号ビームのこの処理は、ガスタービンエンジンの燃料-空気混合物の実時間の当量比を測定するために、第2高調波検出によって固定される波長変調分光法WMSの技術を使用することを含む。波長変調分光法WMSは、ランベルトベールの法則BeerLambert’slawによって与えられる長さLcmのエンジン燃焼器の一様なガス媒体を通る単色放射monochromaticradiationの透過係数transmissioncoefficientτντν=It/Ioν=exp[-PiSφνL]≒1-PiSφνL1ここで、Itは伝送されたレーザ強度、およびI0は入射レーザ強度であり、Scm-2atm-1は吸収特性に対する線強度、およびφνcmは吸収特性に対する線形状関数lineshapefunctionであり、Pi気圧は吸収化学種absorbingspeciesの分圧である。光学的に薄い試料opticallythinsamplePiSφνL<0.1に対しては、右辺の近似が当てはまる。本発明では、レーザ波長νは、角周波数ωで高速に変調されるここで、νcm-1は中心レーザ周波数であり、acm-1は変調深さである。ダイオードレーザ強度が、同時に変調される。透過係数は、ωtの周期的な偶関数であり、したがって、フーリエ余弦級数に展開可能であり、第2次高調波のフーリエ成分は、によって与えられる。WMS検出に対して、ロックイン増幅器28が、検出器信号に、周波数2ωにおける正弦波基準信号を掛けることによって、第2次高調波2f信号を測定するために使用される。この技術は、吸収線形状曲線に敏感であり、低周波数ノイズに鈍感である。したがって、WMS2f検出は、ノイズ耐性および感度に関して直接吸収を上回る利点を提供する。ロックイン増幅器28は、帯域通過フィルタとして働き、ロックイン帯域幅の外のノイズを除去する。さらに、WMS測定は、とりわけ弱吸収の場合に、走査波長直接吸収測定において必要な、やっかいな基線合わせbaselinefittingの必要性を取り除く。最後に、WMS-2f信号の1f信号を用いた正規化は、校正の必要性を取り去り、ビームステアリングbeamsteering、散乱および窓の汚れによるレーザ透過率変化を明らかにする。そのような正規化は、ガスタービン燃焼器における実際的な用途に対して、固有のレーザ透過率変化を明らかにするために重要である。本発明では、データ処理を簡素化し、実時間の当量比測定を容易にするために、TDL22は、第2高調波検出によって固定された波長のWMSを使用することを組み入れる。レーザ波長は、WMS-2fの信号を最大化するために、吸収特性の線中心に設定される。測定された2f/1fの比は、線形状関数が、試験条件によって変化しないならば、吸収化学種の分圧に直接比例する。ガスの圧力および温度が、圧力変換器および熱電対によって測定されるとき、当量比は、知られている燃料組成と共に、測定された比から確定される。本システム10のDAQシステム30は、ロックイン増幅器28から、さもなければ直接検出器26から受けた実時間データを解析し処理するように適合され、構成された電子信号処理装置を含む。本発明の実施形態は、本発明の処理課題processingtaskを実施するための任意の特定の処理装置に限定されないことに留意されたい。用語電子信号処理装置は、その用語が本明細書で使用されるように、本発明の課題を実施するために必要な計算またはコンピュータによる計算computationを実施することができる任意の機械を意味することを目的としている。用語処理装置は、構造化された入力を受けること、およびその入力を所定の規則に従って処理し、出力を作成することができる、任意の機械を意味することを目的としている。本明細書で使用される句ように構成されるconfiguredtoは、当業者に理解されるように、処理装置が、本発明の課題を実施するためのハードウェアとソフトウェアとの組合せを装備されることを意味することにも留意されたい。また、システム10は、光プローブ18、20から受けたデータに基づき、かつ受けたデータをDAQシステム30で処理することに基づいて出力信号を発生する、信号発生器32を含む。図2は、本発明の一実施形態による、エンジン燃焼器56上の複数の光プローブ52、54の配列を有するセンサシステム50を示す。システム50は、バーナ管58および中央胴体60を有するエンジン燃焼器56の断面図を示す。複数の光プローブ52、54は、ガス-燃料混合物62を通して間接的にレーザビーム64を送受信するために、バーナ管58上に円周状に配列される。この実施形態では、複数の光プローブ52、54は、燃料ノズルの中央胴体60の表面から信号ビームを反射することによって間接的に信号ビーム64を送受信する。第1の光プローブ52および第2の光プローブ54は、伝送される信号レーザビーム60が中央胴体60の表面において最適な角度を張るように、バーナ管上に装着される。本システム50を高性能にするために、中央胴体60の表面は、十分な反射性を持つように、研磨、塗装または処理されてよい。図3は、本発明の別の実施形態による、エンジン燃焼器76上に複数の光プローブ72、74の配列を有する別のセンサシステム70を示す。システム70は、バーナ管78および中央胴体84を有するエンジン燃焼器76の断面図を示す。第1の光プローブ72および第2の光プローブ74は、両プローブが単一の穴の上に互いに隣接して置かれるように、バーナ管78上に装着される。複数の光プローブ72、74は、エンジンの中央胴体84の表面からレーザビームを反射することによって、ガス-燃料混合物82を通して間接的にレーザビーム80を送受信する。第2の光プローブ74は、捕獲プローブとして働き、エンジン燃焼器76の中央胴体84の表面で反射したレーザビームの一部を受ける。図4は、本発明の一実施形態による、ガスタービンエンジン110上に複数の光プローブ104、106の配列を有するセンサシステム100を示す。複数のノズルと、複数の中央胴体109を円周状に覆う複数のバーナ管108とを含む1つの缶を有する、ガスタービン110の典型的な断面図を示す。図示のように、複数の光プローブ104、106が、ガスタービンエンジン110の中央胴体の表面から信号ビームを反射することによって、ガス-燃料混合物を通して間接的に信号ビームを送受信するために、1つのそのようなバーナ管上に装着される。複数の光プローブは、ガスタービンエンジン110の複数のノズルの近傍の当量比を同時に観測するために、複数のバーナ管上に装着されてよいことを理解されたい。非限定的な方式において、上で議論した実施形態の光プローブの種々の配列のいずれもが、この実施形態の複数のバーナ管上にプローブを装着するために使用されてよい。また、センサシステム100は、当量比を検出するために、光プローブによってエンジンのガス-燃料混合物の中に案内されるレーザビームを発生するためのレーザデバイス112を含む。図示のように、レーザ制御器114が、レーザ波長を変調して、当量比を測定するために必要なレーザビームの、最適な変調深さを発生するように構成される。さらに、センサシステム100は、レーザ信号を測定し、データ収集システムDAQ118に信号を案内する検出器116を含む。DAQ118は、受けた信号を処理し、ガスタービンエンジン110内のガス-燃料混合物の実時間の当量比を確定する。図5は、本発明の一実施形態による、エンジンのガス-燃料混合物の当量比を実時間で観測するためのセンサシステムを製造する方法200の流れ図を示す。ステップ202で、方法は、火炎中のガス成分によって強く吸収される波長におけるレーザビームを発生するために、同調ダイオードレーザTDLセンサを設けるステップを含む。ステップ204で、方法は、ノズル近傍に、ガス-燃料混合物を通して直接的に、または燃料ノズルの表面からレーザビームを反射させることによって間接的に、レーザビームを送受信するために、複数の光プローブを設けるステップを含む。さらに、ステップ206で、方法は、燃料ノズルの表面を研磨または塗装するステップを含む。また、方法は、ステップ208で、光プローブからの信号ビームを感知するための1つまたは複数の検出器を設けるステップを含む。最後に、ステップ210で、方法は、燃料-空気混合物の当量比を確定するために、信号ビームを収集し処理するためのデータ収集サブシステムを設けるステップを含む。また、センサシステムは、エンジン燃焼器内の複数の条件の下で種々のパラメータの関数として実時間の当量比を示す出力信号を十分に発生する信号発生器を含む。さらに、方法200は、信号対ノイズ比、自動透過補正を改善し、校正の必要性をなくすために、第1高調波1f信号および第2高調波2f信号を同時に再生するために検出器信号を復調するためのレーザ制御器およびロックイン増幅器を設けるステップを含む。さらに、方法200はまた、信号ビームを第1の信号ビームと第2の信号ビームとに分割するためのビーム分割器を設けるステップと、第1の信号ビームをガスタービンエンジンの燃料-空気混合物を通して伝送するステップと、レーザ設定点を確定するために第2の信号ビームを静的セルを通して伝送するステップとを含む。非限定的な例によって、メタン吸収スペクトル220のグラフ表示を、図6に示す。吸収スペクトル220は、典型的な希薄予混合ガスタービン燃焼器条件1気圧の圧力、空気中のメタン6、ガス媒体長さL=7cmおよび温度700Kに対してシミュレーションされる。x軸222は、単位が毎センチメートルinversecentimetercm-1の波数wavenumberを表す。Y軸224は、吸収を表す。本発明では、当量比に対する実時間のTDLセンサは、曲線226で示すように、1.65μm波数6047cm-1付近のメタンの近赤外nearIR吸収に基づく。メタン吸収測定に対する空気中の他の化学種からの干渉は、最小限である。1653.725nm付近の線は、大気圧において良好に離隔され、したがって、本TDLセンサ用に選択される。He-Neレーザの赤外IR吸収に基づく以前のセンサに比べて、本TDLセンサにはいくつかの利点が存在する。第1に、近赤外ファイバに結合されたTDLセンサは、分布帰還型distributedfeedbackDFB通信用ダイオードレーザ、近赤外ファイバおよび光学素子に対する成熟技術を活用しており、それゆえ、ずっと高い信号対ノイズ比SNRを有する。第2に、DFBダイオードレーザ出力の波長およびパワーは非常に安定しており、レーザ波長は、温度および注入電流で容易に調節される。波長変調分光法は、TDLセンサの感度および精度を改善するために、第2高調波検出と組み合わされる。第3に、近赤外TDLセンサは、窓の汚れ、または1fの正規化を使用することによるビームステアリング、による透過損失には敏感でない。近赤外におけるメタンCH4吸収レベルは、十分な透過および吸収を確実にするための視線lineofsight用途に対して、より適切である。1.65μm付近の吸光度absorbanceは、WMS-2f測定に対して理想的な3~4付近に留まる。さらに、一実施形態では、本TDLセンサの校正は、線強度を確定し、レーザ設定点を見出すために、N2中の5.44のCH4の混合物を有する静的セルを使用して、良好に制御された環境の中で実行される。直接吸収測定に対して、レーザ波長は、100Hzの周波数において線形の電流ランプcurrentrampを用いて調節される。図7は、本発明の一実施形態による、静的セル1気圧の圧力、297Kの温度、ガス媒体長さL=4.5cm内で測定された、1653.725nm付近のメタン吸収線形状を示すグラフ表示250の非限定的な例である。実験的線形experimentalprofileはボイト線形Voigtprofileを使用すると最も良く適合し、残余データと、ピーク吸光度で正規化された適合結果fitとの間の差が、上側の仕切りpanel252の中に示される。この吸収特性に対する線強度は、積分された吸光度面積を使用して推測されうる。WMS測定に対して、レーザ波長が正弦波変調される。図8は、本発明の一実施形態による、注入バイアス電流が65から85ミリアンペアmAまで変化するときに測定されたWMS-1fおよびWMS-2fのスペクトルの非限定的な例を示す。1f信号は、振幅変調による大きなオフセットを有する。2f信号は、吸収線中心で頂点に達するので、レーザ波長は、固定波長のWMS測定に対する2f信号を最大化することによってロックされうる。この工程が、正しいレーザ設定点を確実にするために、各燃焼試験の前に繰り返される。別の非限定的な例によって、図9は、本発明の一実施形態による、定常状態の下で測定されたWMS-1f信号およびWMS-2f信号のグラフ表示270を示す。0.5msの時間分解能が、0.5msのロックイン時間定数を有するTDLセンサに対して達成される。図10に示す測定された比280は、おそらくは不安定な乱流混合によって、定常ではない。図11は、定常状態に対する高速フーリエ変換FFTスペクトルのデータ290の非限定的な例を示す。FFTスペクトル上に特異な周波数は見られず、センサの視線に沿って、当量比のランダムな変動が示される。非限定的な例によって、図12は、強制火炎条件の下で、0.177kg/sの空気流量および297Kの入口空気温度に対して測定されたWMS-1f信号およびWMS-2f信号のグラフ表示300の非限定的な例を示す。この非限定的な例では、燃料流量は一定であり、それゆえ、燃焼器出口付近の当量比は、変化する空気流速airflowrateによって変化している。図12は、42Hzの強制周波数forcingfrequency平均φ=0.63に対して測定されたWMS-1f信号およびWMS-2f信号の時刻歴timehistoryを示す。レーザ透過信号が、おそらくは、窓および試験装置testrigの振動によって変動していることが、1f信号から知ることができる。この結果は、1fの正規化を使用する自動レーザ透過補正を有するTDLセンサの利点を、明確に実証する。図13および図14は、強制火炎に対して測定された当量比310および高速フーリエ変換FFTスペクトル320の非限定的な例を示す。支配的な振動モード42Hzおよびその高調波を、FFTスペクトルから明確に知ることができる。基本モードのゼロから尖頭までの当量比の振動は、約0.069である。1f-正規化がないと、尖頭の当量比の振動は、0.075実際の値より9高いとなるであろう。この結果は、高速TDLセンサが、ガスタービン燃焼器内の当量比の変動を正確に特徴付けるために使用されてよい。図15は、本発明の一実施形態による、エンジンのガス-燃料混合物の実時間の当量比を観測する方法400の流れ図を示す。ステップ402で、方法は、エンジンの燃料ノズル近傍に配列された複数の光プローブを使用して、ガス-燃料混合物を通して信号ビームを送受信するステップを含む。信号ビームは、高速の近赤外の同調ダイオードレーザTDLによって発生されたレーザビームである。また、方法は、線強度およびレーザ設定点を確定するために、TDL吸収センサを校正するステップを含む。図1に示すように、光プローブ18は、エンジン燃焼器のバーナ管上に装着され、レーザビームをガス-燃料混合物を通して別の光プローブ20に伝送する。ステップ404で、方法は、ガス-燃料混合物を通して直接的に、またはノズルの表面からの反射によって間接的に伝送された信号ビームを、1つまたは複数の検出器図1の検出器26として示すによって感知するステップを含む。さらに、ステップ406で、感知された信号ビームは、データ収集サブシステム図1に示すようなDAQシステム30によって収集される。ステップ406の前に、感知された信号ビームが、ロックイン増幅器によって変調される。最後に、ステップ408で、方法400は、ガス-燃料混合物の当量比を実時間で確定するために、信号を処理するステップを含む。有利には、本方法および本システムは、各タービン燃焼器に対するガス-燃料比を実時間で直接測定することを可能にし、したがって、火炎温度を直接提供する。ガス-燃料比およびその変動を現場でinsitu実時間測定することは、燃焼器の最適化および制御のために、とりわけ、1つの燃焼缶の中に複数のノズルを有するガスタービンエンジンのために、有益な情報を提供することができる。さらに、この方法は、部分毎parttopartおよびエンジン毎enginetoengineの構成要素の変化を観測するためのオンラインデータを提供することができる。さらに、本発明はまた、ガスタービン用途に対する実際的なセンサ配列を提供する。したがって、本発明は、ガスタービン燃焼器を実時間で能動的に制御して、効率および信頼性を最適化するためのセンサを提供する。例えば、実時間の当量比データが、着火温度を制御してエンジン効率を改善するために使用されてよい。当量比が変動する燃焼ダイナミックスの場合は、この実時間の情報が、不安定性を抑圧する能動的制御システムのための負帰還制御信号を提供することができる。さらに、異なる実施形態から種々の特徴を移植することができることを、当業者は認識するであろう。同様に、説明された種々の方法ステップおよび特徴、ならびにそのような方法および特徴のそれぞれに対する他の知られている同等物が、本開示の原理による、付加的なシステムおよび技術を構築するために、当業者によって混合され、適合されてよい。当然ながら、上で説明したそのような目的または利点のすべてが、必ずしも、特定の実施形態のいずれかによって達成されうるわけではないことを理解されたい。したがって、例えば、本明細書で説明したシステムおよび技術は、本明細書で教示または示唆したような他の目的または利点を必ずしも達成することなく、本明細書で教示したような一利点または利点群を達成または最適化する方式で、具現化または実行されてよいことは、当業者には認識されよう。本発明のいくつかの特徴を、本明細書で図示し説明したにすぎないが、多くの改変形態および変更形態を、当業者は想起するであろう。それゆえ、添付の特許請求の範囲が、本発明の真の趣旨の範囲に入るすべてのそのような改変形態および変更形態を包含することを目的としていることを理解されたい。