ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЛАМЕНИ

1. Оптический датчик пламени, содержащий:
оптический циркулятор, содержащий первый порт, второй порт и третий порт,
первый порт выполнен с возможностью приема оптического сигнала,
второй порт выполнен с возможностью вывода оптического сигнала, принятого в первом порте, и
третий порт выполнен с возможностью вывода сигнала, подаваемого во второй порт;
волоконно-оптический резонатор, содержащий ближний конец резонатора, оптически связанный со вторым портом, и зеркало на дальнем конце резонатора, так что резонаторный оптический сигнал, выводимый из волоконно-оптического резонатора, подается во второй порт; и
первый оптический датчик, оптически связанный с третьим портом и выполненный с возможностью количественной оценки резонаторного оптического сигнала.
2. Оптический датчик пламени по п. 1, дополнительно содержащий:
лазер, выполненный с возможностью генерации оптического сигнала; и
генератор сигнала, электрически соединенный с лазером и выполненный с возможностью подачи периодического сигнала на лазер.
3. Оптический датчик пламени по п. 2, в котором лазер представляет собой лазер с распределенной обратной связью, выполненный с возможностью настраивания указанным периодическим сигналом.
4. Оптический датчик пламени по п. 2, который содержит несколько оптических датчиков пламени по п. 1, каждый из которых выполнен с возможностью приема указанного оптического сигнала на его соответствующем первом порте.
5. Оптический датчик пламени по п. 1, в котором волоконно-оптический резонатор имеет на ближнем конце резонатора оптические потери на отражение между тремя и пятью процентами.
6. Оптический датчик пламени по п. 1, дополнительно содержащий первый волоконный световод, оптически связывающий волоконно-оптический резонатор со вторым портом через плоский полированный волоконно-оптический соединитель.
7. Оптический датчик пламени по п. 1, в котором волоконно-оптический резонатор содержит металлизированное оптическое волокно.
1
R
1
R
8. Оптический датчик пламени по п. 1, в котором волоконно-оптический резонатор содержит сердечник волоконного световода, выполненный из первого материала, имеющего показатель преломления n, указанное зеркало содержит отражательную поверхность, выполненную из второго материала, имеющего показатель преломления n, (n-n) ≥ 0,2.
9. Оптический датчик пламени по п. 8, в котором второй материал выбран из группы, содержащей кремний, оксид алюминия и оксид цинка.
10. Оптический датчик пламени по п. 1, дополнительно содержащий:
опорный оптический датчик; и
волоконно-оптический соединитель, содержащий (i) первый выход соединителя, выполненный с возможностью оптической передачи первой доли оптического сигнала в первый порт, и (ii) второй выход соединителя, выполненный с возможностью оптической передачи опорного оптического сигнала в опорный оптический датчик,
при этом опорный оптический сигнал составляет вторую долю указанного оптического сигнала, опорный оптический датчик выполнен с возможностью количественной оценки опорного оптического сигнала, при этом указанная первая доля превышает указанную вторую долю.
11. Оптический датчик пламени по п. 1, дополнительно содержащий:
процессор и
запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения количественной оценки резонаторного оптического сигнала и машиночитаемых команд, которые, при выполнении их процессором, управляют процессором для:
анализа количественной оценки резонаторного оптического сигнала для определения, происходит ли нагрев или охлаждение волоконно-оптического резонатора, в соответствии по меньшей мере с одним из следующих факторов: (i) временное изменение интерференционных полос резонаторного оптического сигнала; и (ii) изменение числа обнаруженных интерференционных полос резонаторного оптического сигнала в течение периода модуляции оптического сигнала.
12. Оптический датчик пламени по п. 11, в котором
0
указанный оптический сигнал имеет центральную длину волны λ;
0
1
1
2
2
2
1
2
2
1
1
зеркало имеет, на центральной длине волны λ, (i) показатель преломления n и толщину L при первой температуре T и (ii) показатель преломления n и толщину L при второй температуре Т, так что  и  где q и q - неотрицательные целые числа и |T - T| >500 K; и
запоминающее устройство также сохраняет машиночитаемые команды, которые, при выполнении их процессором, управляют процессором для:
выделения сигнала несущей из количественной оценки резонаторного оптического сигнала посредством применения фильтра низких частот к этой оценке, и
определения температурного диапазона волоконно-оптического резонатора, в соответствии с формой сигнала несущей, определяемого частично на основе зависимого от температуры коэффициента отражения зеркала.
13. Оптический датчик пламени по п. 1, в котором волоконно-оптический резонатор содержит волоконный световод, при этом зеркало расположено на дальнем конце волоконного световода, определяющем указанный дальний конец резонатора.
14. Оптический датчик пламени, содержащий:
волоконно-оптический резонатор, содержащий
ближний конец резонатора, выполненный с возможностью оптического соединения с (i) лазером и (ii) оптическим датчиком,
дальний конец резонатора, и
зеркало на дальнем конце резонатора; и
корпус, выполненный с возможностью установки волоконно-оптического резонатора в отверстие для датчика пламени в горелке.
15. Оптический датчик пламени по п. 14, в котором указанный корпус выполнен с возможностью замены датчика пламени выпрямительного типа без модификации горелки.
16. Способ обнаружения присутствия пламени, содержащий:
периодическую модуляцию длины волны оптического сигнала, генерируемого лазером, для получения модулированного сигнала;
обнаружение резонаторного оптического сигнала, выводимого волоконно-оптическим резонатором, соединенным с лазером, при этом резонаторный оптический сигнал содержит амплитудную модуляцию, определяемую, когда длина волны модулированного сигнала соответствует моде волоконно-оптического резонатора; и
определение, происходит ли нагрев или охлаждение волоконно-оптического резонатора, в соответствии с зависимостью амплитудной модуляции от времени.
17. Способ по п. 16, дополнительно содержащий:
выделение сигнала несущей из резонаторного оптического сигнала посредством применения фильтра нижних частот; и
определение температурного диапазона волоконно-оптического резонатора в соответствии с формой сигнала несущей.
18. Способ по п. 16, в котором этап определения содержит:
отслеживание фазы представления амплитудной модуляции в частотной области.
19. Способ по п. 16, в котором этап определения содержит:
преобразование амплитудной модуляции в двоичную временную последовательность; и
отслеживание, в течение временного интервала двоичной временной последовательности, не превосходящего промежуток времени между последовательными модами волоконно-оптического резонатора, когда в двоичной временной последовательности происходят переходы между первым дискретным значением и вторым дискретным значением.
20. Способ по п. 16, в котором волоконно-оптический резонатор расположен поблизости от наконечника запальника горелки печи, при этом, когда волоконно-оптический резонатор охлаждается и/или имеет температуру ниже заданной пороговой температуры, закрывают клапан, из которого вытекает топливо, сгорающее в пламени, и/или генерируют предупреждающий сигнал.