最佳地實現(xiàn)。波長的預(yù)先確定是在從5到40微米的中紅外區(qū)域(MIR)內(nèi)或在近紅外區(qū)域(NIR)內(nèi)選擇波長或波長區(qū)間。有利地，黑體輻射的強度在中紅外區(qū)域不存在或顯著地低。另外也有寬廣的波長范圍，以允許從大量激光源中選擇。另外，能夠有利地配置波長可調(diào)的激光源，以避免MIR中的吸收波段，并且趨于是不昂貴的。NIR區(qū)域在發(fā)生大量散射的化學(xué)回收鍋爐中是有利的。
[0029]首先，所述檢測器和所述光源需要以同樣波長或在需要具有充分重疊以用于檢測的波長區(qū)間上工作。
[0030]其次，該預(yù)先確定可以旨在避免散射渾濁氣氛的吸收線路。這使得探測光在反應(yīng)室中的光損最小化，且因此確保所檢測的探測光的高信號強度。
[0031]第三，對氣氛的黑體輻射加以考慮會是重要的，這使得波長選擇依賴于散射渾濁氣氛的溫度。
[0032]有利地，光源在中紅外區(qū)域(MIR)中以5到40微米波長工作，或者在近紅外區(qū)域(NIR)中工作，以避免由于黑體輻射導(dǎo)致的在低波長下的高輻照度。作為使用中紅外區(qū)域(MIR)輻射的替換，或者附加地，能夠使用可見光譜的一部分(例如，從約500nm到直至780nm的更長波長)和/或近紅外(NIR)輻射。所發(fā)射的激光輻射的功率必須超過焦床發(fā)射的黑體輻射的功率。例如，能夠通過微芯片激光器來獲得532nm的波長。在NIR區(qū)域中，已知波長1.6 μπι、2.2 μπι和3.9 μπι在鍋爐中具有強發(fā)射(2007國際化學(xué)回收會議論文集第469 頁至472 頁，Savihar ju等人的“Three dimens1nal char bed imaging for numericalsimulat1n feedback，，)。
[0033]第四，該氣氛的散射系數(shù)也依賴于波長，并且因此也需要被考慮。
[0034]探測光指示使用光以重新獲得在反應(yīng)室中的目標(biāo)區(qū)域的一個或多個物體相對于一個或多個參考點的距離，尤其是相對于檢測器和/或光源的位置。物體可以是反應(yīng)室中的堆、焦體或任何其它積聚的部分。距離也可被估算為一些參考光與被反射的探測光相比的時差。
[0035]所述積聚通常可發(fā)生于反應(yīng)室的底部，但是也能夠出現(xiàn)于反應(yīng)室的角部或進口處，或較少紊流的其它區(qū)域。該積聚包括多個物體，其中一個物體可以是有助于該積聚的任何種類的顆粒。
[0036]檢測器具有將探測光轉(zhuǎn)化為模擬信號或最終轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的功能，轉(zhuǎn)化的信號能夠以其自身來分析，或者與源自參考光束的參考光的另一信號進行比較，參考光未被室中的物體反射，并且理想地源自如探測光的同一光源。
[0037]光源和光檢測器的組合使用使得光學(xué)遠(yuǎn)程感測系統(tǒng)利用有源傳感器的原理。該系統(tǒng)不依賴于由散射渾濁氣氛提供的光，而是使用自身的光來探測積聚的物體，以獲得關(guān)于它們位置的信息。
[0038]重要地，積聚物的尺寸信息可用以提升反應(yīng)室的性能。積聚物能夠構(gòu)成反應(yīng)成分或副產(chǎn)物等等，其數(shù)量能夠由光學(xué)遠(yuǎn)程感測系統(tǒng)計算或評估，以給出關(guān)于進行中的化學(xué)反應(yīng)的效率的情形。因此，能夠采取步驟以提升反應(yīng)室的性能。
[0039]如果積聚物例如構(gòu)成了不希望的副產(chǎn)物的堆，則顯然會在一定程度上浪費反應(yīng)成分，并且減少堆的措施將允許資源的更好使用。此外，降低了反應(yīng)室的使用間隔，因為積聚物能夠被避免且不需要清除積聚物來去除，清除積聚物涉及費用大的反應(yīng)中斷，在反應(yīng)室是工業(yè)生產(chǎn)廠的鍋爐或熔爐時尤其如此。
[0040]有利地，檢測器和光源整合成為單個裝置。以此，通過將在許多應(yīng)用中由于其尺寸而不可移動的反應(yīng)室直接與該單個裝置裝配，該系統(tǒng)能夠被快速安裝。該單個裝置可以稱為有源傳感器，因為其不依賴于來自散射渾濁氣氛的光。作為代替，其適于分析源自其光源的自有的光，由此該光被用作探測光，旨在進入散射渾濁氣氛，并獲取關(guān)于反應(yīng)室中的積聚的信息。
[0041]理想地，有源傳感器進一步包含光學(xué)部件，使利于處理有源傳感器中的光，諸如電介質(zhì)、銀或金反射器、光學(xué)透鏡、光學(xué)濾波器等等。該部件可用以將探測光引導(dǎo)通過第一通道，并且另外用以接收通過反應(yīng)室的第二通道的反射的探測光。
[0042]有源傳感器也可以具有集成的或可外部連接的分析單元，該分析單元分析來自檢測器的信號。該分析單元還可計算積聚物的一個或多個物體相對于參考點的距離。理想地，分析單元包括生成積聚物圖像的圖形顯示器。
[0043]反應(yīng)室具有至少一個光學(xué)通道。該通道對于預(yù)定波長或預(yù)定波長區(qū)間是透明的。這可以是簡單的開口，如果渾濁氣氛中的一些物質(zhì)泄露是可接受的。替代地，光學(xué)通道包括固體透明材料。透明度應(yīng)針對預(yù)定波長或預(yù)定波長區(qū)間給定。第二，固體透明材料應(yīng)耐受由散射渾濁氣氛施加的條件，例如高溫或侵蝕性化學(xué)物質(zhì)。這樣，探測光能夠容易地進入和離開反應(yīng)室，而不會泄露任何物質(zhì)。
[0044]可選地，光源的探測光束通過第一光學(xué)通道進入反應(yīng)室，并且在被物體反射后通過設(shè)置到檢測器的第二光學(xué)通道離開反應(yīng)室。這樣，確保了就實施方案的更廣泛選擇而言的合理適應(yīng)性。有源傳感器可不需要被整合到單個裝置中。另外，探測光的反射角不需要接近于180°。因此，光源的位置和檢測器的位置不需要相同，也不需要它們彼此接近。這樣，能夠?qū)Ψ磻?yīng)室的構(gòu)造特征加以考慮。
[0045]但是，如果光源的位置和檢測器的位置能夠相同，則第一光學(xué)通道和第二光學(xué)通道可以是相同的光學(xué)通道。甚至可能是:探測光的光束在反應(yīng)室內(nèi)反射之前和之后彼此共線，沿相反方向傳播。在檢測器的端部處的分離能夠通過使用分束鏡實現(xiàn)，或在使用極化探測光(如源自激光器光源的光)時，甚至利用極化分束鏡實現(xiàn)。
[0046]—種可能的分析單元將依據(jù)采用的測量方法來分析檢測器輸出。因此，感測系統(tǒng)可以進一步包括時間測量裝置，該時間測量裝置測量相對第一參考點和第二參考點的探測光行進時間，第一參考點位于反應(yīng)室外部，且探測光在進入反應(yīng)室之前穿過該第一參考點，第二參考點同樣位于反應(yīng)室外部，且探測光在由反應(yīng)室中的至少一個物體反射之后穿過該第二參考點。該測量裝置測量探測光在兩個參考點之間的行進時間。在文獻中，行進時間通常稱作“飛行時間”。
[0047]有趣的是，第一和第二參考點可以是相同的參考點。一般地，第一參考點可以布置為接近光源，第二參考點可以布置為接近檢測器。在來自光源的一些光用作參考光且從光源被引導(dǎo)到檢測器的情形中，該相同的參考點可以是探測光與參考光分離處的點。在從反應(yīng)室內(nèi)側(cè)反射返回后，探測光返回到所述相同的參考點，并且跟隨參考光的光路朝向檢測器。由此檢測到的探測光和參考光之間的時差對應(yīng)于所述參考點到物體的距離。
[0048]反射的探測光束能夠參考參考光束被分析，或檢測的兩種光束的信號被參考彼此來分析。這可以以探測光和參考光的光學(xué)相關(guān)來執(zhí)行。例如，如果探測光和參考光由光脈沖構(gòu)成，它們的時間重疊能夠通過相關(guān)設(shè)置來評估，由此檢測器檢測作為探測脈沖和參考脈沖的時間重疊的指示的具有另一波長或另一波長區(qū)間的相關(guān)光。因此，相關(guān)信號的強度將指示兩個脈沖的時間分離，并且因此允許計算反應(yīng)室中的對應(yīng)物體的距離。
[0049]也可以使用另一測量方法，以考慮到由于在反應(yīng)室中的吸收和/或散射，從反應(yīng)室返回的探測光的功率可能非常低。例如，僅探測光束可以使用(無參考光束)，因此考慮在將探測脈沖引入反應(yīng)室后在記錄時間段之后到達(dá)的輻照度。系統(tǒng)一直記錄反射的探測光，該反射的探測光的檢測類似于回波。如果該回波的功率非常低，則所稱的鎖相檢測會是有用的，其中使用斬波器將光斬波成脈沖，除非光源已經(jīng)不再提供光脈沖。通過使用斬波速率或者光源的重復(fù)速率，可記錄若干次這些反射的或背向散射的探測光，并且可在多個光脈沖到達(dá)上累計計數(shù)，由此消