Способ контроля пламени

(51) 5 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им, И.И, Ползунова (72) Н.Д, Корнев и Л.К, Прозоров(56) Авторское свидетельство СССР М 979794, кл. Р 23 й 5/08, 1981.Авторское свидетельство СССР В 987300, кл, Г 23 И 5/08, 1981.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЛАМЕНИ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно автоматизации процессов горения. Преобразуют ультрафиолетовое излучение пламени в электрические импульИзобретение относится к теплоэнергетике, а именно к автоматизации процессов горения, и может быть использовано также в газовой, нефтеперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслях народного хозяйства.Известен способ контроля пламени по ультрафиолетовому излучению, в котором измеряют количество импульсов на выходе детектора в единицу времени иформируют сигнал наличия пламени при достижении заданного количества импульсов,Недостатком способа является невысокая надежность контроля пламени из-за потери детектором ключевых свойств и перехода в режим самостоятельного разряда, обусловленные старением оптического датчика под воздействием ультрафиолетового излучения пламени большой интенсивности,сы путем перекрытия потока излучения на детектор при помощи оптического затвора, измеряют количество импульсов при открытом и закрытом затворе, управление временем освещения детектора осуществляют в обратно пропорциональной зависимости, а управление временем затемнения - в прямо пропорциональной зависимости от количества импульсов на выходе детектора в светлой и темной фазах соответственно, формируют сигнал наличия пламени при достижении заданного количества циклов перекрытия потока излучения в единицу врЕмени и сигнал неисправности при длительности перекрытия, равной значению допустимой инерционности системы контрля пламени. 1 ил. характерного для режиМа номинальной нагрузки контролируемого агрегата.Известен также способ контроля пламени путем преобразования ультрафиолетового излучения в электрические импульсы перекрытием потока излучения на детектор на постоянное заданное время при помощи СО . оптического затвора, измерения количества С) импульсов на выходе детектора при откры- СЬ том и закрытом затворе и формирования сйгнала налйчия пламени при достижении заданного количества импульсов при открытом затворе, а сигнала неисправности - при достижении заданного количества импульсов при закрытом затворе,Этот способ позволяет осуществить контроль и правности детектора, Однако повышенная токовая нагрузка детектора снижает, надежность способа.Цель изобретения - повышение надежности путем снижения токовой нагрузки детектора при сохранении чувствительности.Для этого в способе контроля пламени путем преобразования ультрафиолетового излучения в электрические импульсы перекрытием потока излучения на детектор при помощи оптического затвора, измерения количества импульсов на выходе детектора при открытом и закрытом затворе, управление временем освещения детектора осуществляют в обратно пропорциональной зависимости, а управление временем затемнения - в прямо пропорциональной зависимости от количества импульсов на выходе детектора в светлой и темной. фазах соответственно, причем сигнал наличия пламени формируют при достижении заданного количества циклов перекрытия потока излучения в единицу времени, а сигнал неисправности - при длительности перекрытия, равной значению допустимой инерционности системы контроля пламени.На чертеже изображена схема устройства контроля пламени, реализующего предлагаемый способ,Устройство содержит оптический детектор 1, один электрод которого через резистор 2 соединен с клеммой 3, иа которую подводится переменное напряжение, а другой электрод через схему 4 согласования соединен с выходом ключа 5 управления, выполненного на тиристоре 6, в анодиую цепь которого включена обмотка электромагнитного реле 7, а в катодную - нагрузка в виде резистора 8, Электромагнитное реле 7 соединено с клеммой 9, на которую подводится пульсирующее напряжение, Устройство также содержит оптический затвор в виде шторки 10 для периодического затемнения детектора 1, приводимой в движение обмоткой 11, которая подключена к генератору 12 электрических импульсов управления шторкой 10, второй ключ 13, содержащий тиристор 14, анод которого подключен к обмотке электромагнитного реле 15, Один из выходов ключа 13 подключен к генератору 12, а другой - к ключу 5 управления. Анод свето- излучающего диода 16 подключен к схеме 4 согласования, а катод - к входу интегратора 17, состоящего из резисторов 18 и 19 и конденсатора 20, выход которого подключен к пороговому элементу 21, связанному с генератором 12,Способ осуществляется следующим образом.При наличии пламени световой поток через открйтый оптический затвор-шторку 10 воздействует иа оптический детектор 1 пламени, который переходит в проводящеесостояние. В результате этого электрические импульсы через схему 4 согласования подаются на вход ключа 5 управления и через светоизлучающий диод 16 на вход интегратора 17. На выходе интегратора 17 под воздействием электрических импульсов, поступающих через светоизлучающий диод 16 за с гт заряда конденсатора 20 через резистор 18, формируется нарастающее напряжение со скоростью нарастания, прямо пропорциональной интенсивности излучения. При достижении напряжением 01 верхнего уровня переключения Ипв порогового элемента 21 последний включает генератор 12 управления шторкой 10; которая перекрывает световой поток. Оптический детектор переходит к непроводящее состояние,прекрашается поступление импульсов на входы схемы 4 согласования и интегратора 17. На выходе интегратора 17 напряжение 01 уменьшается за счет разряда конденса 20 тора 20 через резистор 19 до значения нижнего уровня переключения Оп порогового элемента 21, который отключает генератор 12. Шторка 10 переходит в открытое состояние, и, если пламя присутствует, цикл повторяется, При определенном количестве циклов переключений шторки в.единицу времени, задаваемом величиной задержки иа включение реле 7, последнее переключается, вырабатывая сигнал наличия пламени В период затемнения детектора 1 реле 7 остается в возбужденном состоянииза счет действия задержки на отключение правности оптического детектора 1 пламени. Электрический импульс с выхода генератора 12 одновременно поступает и на один из входов второго ключа 13, Однако при затемненном детекторе 1 и его исправном состоянии на другом входе второго ключа 13 импульсы отсутствуют. Следовательно,второй ключ 13 находится в отключенном со 45 стоянии, Если при затемненном детекторе 1 второй ключ 13 находится во включенном состоянии, то это свидетельствует о том, что детектор 1 неисправен и генерирует импульсы при отсутствии пламени. Поскольку через обмотку электромагнитного реле 15 на анод тиристора 14 поступают импульсы от генератора 12, а на управляющий электрод- импульсы с катода тиристора 6 ключа 50 5 управления, тиристор 14 включает электромагнитное реле 15, контакты которого используются в схеме защиты камеры сгорания. В условиях изменяющейся интенсивности излучения устройство обеспечивает постоянство световой экспозиции за счет управления временем освещения оптиче 35, При перекрытии шторкой 10 светового потока обеспечивается режим контроля исОпв ОпнТз ЕЙ 19 фС 20,ского детектора .в обратно пропорциональ- величину, равную сумме длительностей уканой зависимости, а временем затемнения - занных импульсов. При достижении време- впрямо.пропорциональнойзависимостиот ни затемнения значения тв=Ь происходит количества импульсов на выходе детектора включение реле 15, сигйалиэирующее о не- в светлой и темной фазах соответственно, Б исправностидетектора 1.Среднее значение тока детектора при этом Таким образом, предлагаемый способ поддерживается постоянным на уровне, со- обеспечивает более высокую надежность ответствующем критической интенсивно- контроля пламени эа счет создания облегсти обнаружения пламени, который ченного режима работы оптического детекдиктуется требуемой помехоустойчивостью 10 тора при сохраненир чувствительности. системы, Время освещенного сОСтояния де- Введение обратно пропорциональной эавитектора определяется по формуле . симости времени освещения посв детектораот интенсивности излучЕйия, кроме того, по,и 1-1 пв Й,С,2зволяет осуществить в режиме номинальнои нагрузки агрегатов (при интенсивност излучения, близкой к значению интенсивногде Е - амплитуда импульсов на выходе схе- сти излучения, при которой наступает насымы 4 согласования; ., щение детектора) контроль состоянияЙ 18, С 2 о - параметры зарядной цепи ин- оптического тракта. Критерием необходитегратора 17; 20 мости проведения регламентных работ по1 - частота напряжения питания. восстановлению чистоты оптического тракПаскольку Опв, Е, Й 18, С 2 о,1-константы, та является достижение временем освещеимеем равенство . ния детектора значения тосв=то (допустимаяинерционность системы контроля пламени).тосв и-сопзт или тосв 1=сопзт, 2) 25 Проведенные сравнительные испытанияподтвердили достаточно высокую надежгде - интенсивность излучения,определя- ность устройства, реализующего предло-. емая количеством импульсов и на выходе женный способ контроля пламени, а именно схемы согласования 4 в единицу времени наработка детектора типа ИФв заявленЗО ном режиме увеличилась в 3 раза без видиВремя затемнения детектора определя- мого ухудшения параметров.ется по формуле Формула изобретенияСпособ контроля пламени путем преоб разования ультрафиолетового излучения в3 Б электрические импульсы перекрытием поФтока излучения на детектор при помощи опгде Й 19, С 2 О - параметры разрядной цепи тического затвора и измерения количества интегратора 18 импульсов на выходе детектора при открыПоскольку Опв Опн Е, Й 19 С 20 - кон- том и закрытом затвОре, Отл и ч а ю щ и й" станты, имеем равенство: 40 с я тем, что, с целью првышения надежно- сти путем снижения токовой нагрузки детекТв=-СОПЗ 1 . 4) тара ПрИ СОХраНЕНИИ ЧУВСтВИТЕЛЬНОСтИ,. Управление временем освещения детектораПриведенное равенство справедливо осуществляют в обратно пропорциональйой для случая, когда детектор 1 исправен, Ре Б зависимости, а управление временем затемкомендуется выбирать тэ=0,2-0,Б то, где тц - нения - е прямо. пропорциональной зависизадержка на включение реле 1 Б, определя- мости от количества импульсов на выходе ющая допустимую инерционность системы детектора в светлой и темной фазах соответконтроля пламени. ственно, причем сигнал наличия пламениЕсли детектор 1 генерирует импульсы БО формируют при достижении заданного колипри перекрытии шторкой 10 светового пото- чества циклов перекрытия потока излуения Ка, тО ВРЕМЯ ЗатЕМНЕНИЯ Тв За СЧЕт ДОПОЛНИ- В ЕДИНИЦУ ВРЕМЕНИ, а СИГНаЛ НЕИСПРаВНО- тельной подпитки интегратора 17 через стй - при длительности перекрытия, равной светоизлучающий диод 16 импульсами с вы- значению дОПУСтимой инерционности систехода системы 4 согласования возрастает на ББ мы контроля пламени.1747806 М.Келе ктор О,Кундрик Производственно-и а,10 Заказ 2488 ВНИИПИ Го Составитель Л,:ТарасТехред МЛоргентал Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Г