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연소 반응에서 발생하는 화염 자발광의 분광 특성을 분석하고, 분석된 화염 자발광의 분광 특성을 기반으로 연소 상태를 계측하는 화염 자발광 분석부를 포함하고, 상기 화염 자발광 분석부는, 다양한 당량비 조건에서 화염 자발광 스펙트럼을 분석하고, 상기 화염 자발광 스펙트럼에서 복수개의 상이한 파장 영역들 간의 빛의 세기 비율과 당량비 간의 관계를 다항 곡선으로 피팅하여 상기 빛의 세기 비율과 당량비 간의 기초 상관식을 도출하도록 구성되는, 화염 자발광 분광 기반의 연소 상태 진단 장치
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제1항에 있어서,상기 화염 자발광 분석부는, 상기 화염 자발광의 스펙트럼 중 상기 연소 상태에 대한 민감도가 높은 순으로 2개 이상의 파장 영역들을 추출하고, 2개 이상의 파장 영역들 간의 빛의 세기 비율을 기반으로 연료의 당량비를 측정하도록 구성되는, 화염 자발광 분광 기반의 연소 상태 진단 장치
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제1항에 있어서,상기 화염 자발광 분석부는, 측정 대상 연료에 의한 연소 반응에 의해 발생하는 화염 자발광의 스펙트럼에서 상기 복수개의 상이한 파장 영역들 간의 빛의 세기 비율을 측정하고, 측정된 빛의 세기 비율을 상기 기초 상관식에 적용하여 상기 측정 대상 연료의 당량비를 측정하도록 구성되는, 화염 자발광 분광 기반의 연소 상태 진단 장치
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제3항에 있어서,상기 화염 자발광 분석부는,공기 연소 및 순산소 연소 별로 각각 상기 기초 상관식을 도출하고;상기 측정 대상 연료에 의한 연소 반응이 공기 연소에 해당하는 경우 상기 공기 연소와 관련하여 도출된 제1 기초 상관식을 기반으로 상기 측정 대상 연료의 당량비를 측정하고;상기 측정 대상 연료에 의한 연소 반응이 순산소 연소에 해당하는 경우 상기 순산소 연소와 관련하여 도출된 제2 기초 상관식을 기반으로 상기 측정 대상 연료의 당량비를 측정하도록 구성되는, 화염 자발광 분광 기반의 연소 상태 진단 장치
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제1항에 있어서,상기 화염 자발광 분석부에 의해 측정된 연소 상태를 기반으로 연소 시스템의 연소실에 공급되는 연료, 산화제 및 희석제 중의 적어도 하나의 공급 유량을 제어하도록 구성되는 공급 제어부를 더 포함하는, 화염 자발광 분광 기반의 연료 상태 진단 장치
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제1항에 있어서,연소실의 외부에서 상기 연소실 내부의 화염 자발광을 수집하는 화염 자발광 수집부를 더 포함하고,상기 화염 자발광 수집부는,상기 연소실의 외부와 상기 연소실 내부 사이를 구획하도록 마련되는 투과성을 가지는 광학창;상기 연소실의 외부에서 상기 광학창을 통해 전달되는 화염 자발광을 수집하는 렌즈를 포함하는 광 수집기;상기 화염 자발광의 수집 효율을 높이도록 상기 광 수집기에 의해 수집된 화염 자발광을 통과시키는 슬릿 홈을 가지는 슬릿 부재;상기 슬릿 홈을 통과한 화염 자발광을 상기 화염 자발광의 파장에 따라 분광하는 회절 격자; 및상기 회절 격자에 의해 분광된 상기 화염 자발광의 스펙트럼을 검출하는 검출기를 포함하는, 화염 자발광 분광 기반의 연료 상태 진단 장치
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제1항에 있어서,연소실의 외부에서 상기 연소실 내부의 화염 자발광을 수집하는 화염 자발광 수집부를 더 포함하고,상기 화염 자발광 수집부는,상기 연소실의 외부와 상기 연소실 내부 사이를 구획하도록 마련되는 투과성을 가지는 광학창;상기 연소실의 외부에서 상기 광학창을 통해 전달되는 화염 자발광을 2 이상의 광으로 분리하는 광 분리기;상기 광 분리기에 의해 분리된 2 이상의 광을 각각 상이한 파장 대역으로 필터링하여 상이한 파장 영역들의 빛을 출력하는 복수개의 필터링부; 및상기 복수개의 필터링부에 의해 추출된 상이한 파장 영역들의 빛의 세기를 측정하는 측정부를 포함하는, 화염 자발광 분광 기반의 연료 상태 진단 장치
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제1항에 있어서,상기 화염 자발광 분석부는,상기 화염 자발광의 스펙트럼에서 OH 피크, CH 피크, 및 C2 피크 중의 적어도 2개의 피크들을 추출하고, 추출된 상기 2개의 피크들 간의 피크 세기 비율(Peak Intensity Ratio) 또는 대역 방출 비율(Band Emission Ratio)을 기반으로 연료의 당량비를 측정하도록 구성되는, 화염 자발광 분광 기반의 연료 상태 진단 장치
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제8항에 있어서,상기 화염 자발광 분석부는,상기 화염 자발광의 스펙트럼의 310 nm 피크, 430 nm 피크, 및 520 nm 피크 중에서 상기 적어도 2개의 피크들을 추출하여 상기 피크 세기 비율 또는 상기 대역 방출 비율을 산출하도록 구성되는, 화염 자발광 분광 기반의 연료 상태 진단 장치
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화염 자발광 분석부에 의해, 연소 반응에서 발생하는 화염 자발광의 분광 특성을 분석하고, 분석된 화염 자발광의 분광 특성을 기반으로 연소 상태를 계측하는 단계; 를 포함하고,상기 연소 상태를 계측하는 단계는,다양한 당량비 조건에서 상기 화염 자발광의 스펙트럼을 분석하고, 상기 스펙트럼에서 복수개의 상이한 파장들 간의 빛의 세기 비율과 당량비 간의 관계를 다항 곡선으로 피팅하여 상기 빛의 세기 비율과 당량비 간의 기초 상관식을 도출하는 단계, 를 포함하는, 화염 자발광 분광 기반의 연소 상태 진단 방법
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제10항에 있어서,상기 연소 상태를 계측하는 단계는,상기 화염 자발광 분석부에 의해, 상기 화염 자발광의 스펙트럼 중 상기 연소 상태에 대한 민감도가 높은 순으로 2개 이상의 파장 영역들의 빛을 추출하는 단계; 및상기 2개 이상의 파장 영역들 간의 빛의 세기 비율을 산출하여 연료의 당량비를 포함하는 상기 연소 상태를 측정하는 단계를 포함하는, 화염 자발광 분광 기반의 연소 상태 진단 방법
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제11항에 있어서,상기 연소 상태를 계측하는 단계는,측정 대상 연료에 의한 연소 반응에 의해 발생하는 화염 자발광의 스펙트럼에서 상기 복수개의 상이한 파장들 간의 빛의 세기 비율을 측정하고, 측정한 상기 빛의 세기 비율을 상기 기초 상관식에 적용하여 상기 측정 대상 연료의 당량비를 측정하는 단계를 포함하는, 화염 자발광 분광 기반의 연소 상태 진단 방법
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제12항에 있어서,상기 연소 상태를 계측하는 단계는,공기 연소 및 순산소 연소 별로 상기 기초 상관식을 도출하는 단계;상기 측정 대상 연료에 의한 연소 반응이 공기 연소에 해당하는 경우 상기 공기 연소와 관련하여 도출된 제1 기초 상관식을 기반으로 상기 측정 대상 연료의 당량비를 측정하는 단계; 및상기 측정 대상 연료에 의한 연소 반응이 순산소 연소에 해당하는 경우 상기 순산소 연소와 관련하여 도출된 제2 기초 상관식을 기반으로 상기 측정 대상 연료의 당량비를 측정하는 단계를 포함하는, 화염 자발광 분광 기반의 연소 상태 진단 방법
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제10항에 있어서,공급 제어부에 의해, 상기 화염 자발광 분석부에 의해 측정된 연소 상태를 기반으로 연소 시스템의 연소실에 공급되는 연료, 산화제 및 희석제 중의 적어도 하나의 공급 유량을 제어하는 단계를 더 포함하는, 화염 자발광 분광 기반의 연료 상태 진단 방법
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제10항에 있어서,상기 연소 상태를 계측하는 단계는,상기 화염 자발광의 스펙트럼에서 OH 피크, CH 피크 및 C2 피크 중의 적어도 2개의 피크들을 추출하는 단계; 및추출된 상기 2개의 피크들 간의 피크 세기 비율(Peak Intensity Ratio) 또는 대역 방출 비율(Band Emission Ratio)을 기반으로 연료의 당량비를 측정하는 단계를 포함하는, 화염 자발광 분광 기반의 연료 상태 진단 방법
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제15항에 있어서,상기 피크들을 추출하는 단계는, 상기 화염 자발광의 스펙트럼의 310 nm 피크, 430 nm 피크, 및 520 nm 피크 중에서 상기 적어도 2개의 피크들을 추출하는, 화염 자발광 분광 기반의 연료 상태 진단 방법
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제10항 내지 제16항 중 어느 한 항의 화염 자발광 분광 기반의 연료 상태 진단 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체
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