Устройство контроля качества горения

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ф(45) Дата опубликования описания 15.06,77(51) М, Кл,е Г 23 Й 5/1 Государствеииый комитет Совета Иииистров СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ГОРЕНИЯ ние конмени. устройства являются ия,помехонезащищен- йО ожности осуществлеамени,вляется повышениеимального коэффицт- менное осушествле Недостатками этого малая точность измерен ность и отсутствие возм ния контроля наличия пл Белью изобретения я точности измерения опт ента аэрации и одновре предлоарактерисИзобретение касается контроля и регулирования процесса горения.Известно устройство контроля процесса горения, содержащее датчик, устройство подачи постоянного напряжения в цепь контроля пламени, считывающее устройство, цифровой преобразователь и усилитель переменного тока Ц,Однако оно не позволяет.обеспечить высокую точность регулирования, помехозашишенность и надежность контроля процесса горения.Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство контроля степени сгорания компонентов горючей смеси, содержащее датчик, входное устройство, детектор, усилитель и измеритель Г 21. ля качества горения и наличия плаЭто достигается тем, что между датчиком и генератором включен каскад соглассвания, один из выходов которого связан через полосовой фильтр со входом детекторапрямой проводимости, один выход которогоподключен к регулятору уровня выходногосигнала, соединенного с каскадом согласования, а другой выход детектора прямой проводимости соединен со входом усилителянизкой частоты, выход которого через каскад частотного преобразователя и выпрямитель соединен с сумматором, к которомуподключен через полосовой усилитель и де;.тектор другой выход каскада согласования,а к выходу сумматора годключен индикаторкачества горения. К выходу полосового фильтра дополнительно подключен детектор обратной проводимости, выход которого вместе свыходом детектора прямой проводимости подключен к выходному реле,На фиг. 1 показана блок-схемженного устройства; на фиг, 2 -тики зоны горения (й - суммарная, б - пульсационная, Ь - известная).Устройство состоит из центрального алектрода 1, горелки 2, генератора 3 несущей частоты, каскада 4 согласования, регулятора 5 уровня выходного сигнала, полосового фильтра 6, детектора обратной 7 и прямой проводимости 8, индикатора горения 9 (выходное реле), полосового усилителя 10, выпрямителя 11, усилителя 12 низкой частс 10 ты, каскада 13 частотного преобразования, выпрямителя 14, сумматора 15 и индикатора 1 6 качества горения.Генератор несущей частоты, стабилизированный по частоте и амплитуде, подключен 15 к электроду 1 и входу каскада согласования 4. Каскад согласования 4 содержит эталонное постоянное и управляемое переменные сопротивления, включенные между собой последовательно и составляющие общее выходное со противления каскада согласования и катодный повторйтель, входом которого является указанное сопротивление. Каскад согласования служит для согласования входного сопротивления устройства с прямым сопротивле нием зоны горения, Причем сопротивление входа каскада согласования 4 включено между выходом генератора 3 и электродом, подключенным к корпусу горелки 2 таким образом, что зона проводимости пламени и выход каскада 4 включены последовательно.Регулятор 5 уровня выходного сигнала служит для регулирования величины выходного сигнала каскада 4 Полосовой фильтр 6 обеспечивает полосу пропускания, равную Зб частоте генератора 3, модулированную зоной горения. Детекторы обратной и прямой проводимости (7 и 8) детектируют переменную составляющую генератора 3, промодулированную зоной горения и прошедшую через полоссвой фильтр 6. Индикатор горения является двухобмоточным поляризованным реле 9, обмотки которого подключены к выходам детекторов 7 и 8 таким образом, что магнитные поля, создаваемые обмотками при 45 подаче на них постоянного сигнала, взаимо- вычитаются и только в случае, когда сигнал детектора 8 больше сигнала детектора 7, происходит его срабатывание и выдается сигнал о наличии процесса горения. 50Полосовой усилитель 10, подключенный своим входом к эталонному сопротивлению каскада согласования 4, служит для усиления сигнала несущей частоты, пропорционального току, протекающему через входное со противление каскада согласования 4. Выход полосового усилителя соединен с выпрями- гелем 11, выходное напряжение которого пропорционально изменению тока входной цепи данного устройства. Детектор прямой 60 551478проводимости 8 подключен к входу усилителя 12, выход которого подключен ко входу каскада 1 3 частотного преобразователя, служащего для изменения закона преобразования амплитуд частот выходного сигнала усилителя 12 в зависимости от изменения их частоты. Выпрямитель 14, подключенный к выходу каскада 13, позволяет получить на выходе сигнал, пропорциональный амплитуде и частоте модулируемого зоной горения сигнала, продетектированного в детекторе прямой проводимости 8, усиленного в усилителе 12 и преобразованного в каскаде частотного преобразователя 13.Выпрямители 11 и 14 соединены с сумматором 15, вкотором происходит сложение амлитуд поступающих сигналов, сумма которых подается на индикатор качества горения 16.Работа устройства заключается в следующем. В процессе изменения производительности горелки 2 и соотношения компонентов сжигаемой смеси изменяется проводимость зоны горения и интенсивность ее пульсаций. К зоне горения через датчик 1 каскад согласования 4 и корпус горелки 2 с выхода генератора 3 подводится переменный электрический сигнал, При изменении характеристик зоны горения происходит изменение тока протекающего через зону горения и его пульсаций, что приводит к изменению сигнала, поступающего на вход каскада согласования 4,Величина сигнала, снимаемого с каскадасогласования, в значительной степени зависит от величины его входного сопротивления, Оптимальное измерение достигается в том случае, когда сопротивление входа каскада 4 равно прямому сопротивлению зоны горения.Учитывая то, что при измерении производительности, химического состава, вида сжигаемого топлива и соотношения компонентов сопротивление зоны горения может изменяться на 1-2 порядка, входное сопро тивление каскада 4 составлено из управляемого переменного и эталонного постоянного сопротивления (которое на несколько порядков меньше максимального значения переменного), что позволяет согласовывать сопротивление входа устройства с прямым сопротивлением зоны горения. Сигнал, снимаемый с катодного повторителя каскада 4, подается на полосовой фильтр 6 для фильтрации от поступающих на вход устройства промышленных помех. Отфильтрованный сигнал подается на детектирование в детектор обратной 7 и прямой проводимости 8, на выходе которых.получаются постоянные, пропорциональные прямой и обратной проводимости зоны горения и модулированные зоной горения низкочастотные сигналы. Сигналы постоянных551478 составляющих детекторов 7 и 8 подаются на обмотки поляризованного реле 9, которое срабатывает только в случае, когда постоянная составляющая детектора 8 больше составляющей детектора 7. Постоянная составляющая детектора 8 подается в регулятор 5 уровня выходного сигнала каскада согласования 4, где он сравнивается с эталонным сигналом и при разбалансе вырабатывает сигнал на управление входным переменным сопротивле- р нием каскада 4. Низкочастотный сигнал, снимаемый с детектора 8, подается на вход усилителя 12, к выходу которого подключен каскад 13 частотного преобразователя. Каскад 1 3 преобразует спектр частот таким об разом, что амплитуда каждой из частот функционально зависит от собственной частоты и закон преобразования может быть и менен в зависимости от диапазона и спектра частот, модулируемых зоной горения. Сигнал 20 каскада 13 поступает в выпрямитель 14, выход которого подается в сумматор 15, Сигнал несущей частоты, пропорциональный току зоны горения, снимается с эталонного сопротивления каскада 4 и подается на уси ление в полосовой усилитель 10, выходной сигнал которого выпрямляется в выпрямителе 11 и подается на вход сумматора 15. В сумматоре сигналы, поступающие с выпрямителей 11 и 14, складываются, и их сум- ЗО му подают на индикатор 16, по уровню сигнала которого судят о качестве процесса горения.Предложенное устройство отличается высокой точностью контроля качества сжигания 85обусловленной измерением суммы интегральной и пульсационной характеристик зоны горения, его можно использовать при сжигании газообразных, жидких и пыле-угольных видов топлив, возможен также одновремен О ный контроль наличия процесса горения. 6Экономический эффект при внедрении устройства определяется экономией топлива и повышением безопасности эксплуатации теплоэнергетических установок.Ф о р м у л а изобретения 1. Устройство контроля качества горения,содержащее датчик, связанный с генератором, усилитель, подключенный к детекторуи индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения оптимального коэффициента аэрации,между датчиком и генератором включен каскад согласования, один из выходов которогосвязан через полосовой фильтр со входом детектора прямой проводимости, один выходкоторого подключен к регулятору уровня выходного сигнала, соединенного с,каскадомсогласования, а другой выход детектора прямой проводимости соединен со входом усилителя низкой частоты, выход которого через каскад частотного преобразователя ивыпрямитель соединен с сумматором, к которому подключен через полосовой усилительи детектор другой выход каскада согласования, а к выходу сумматора подключен индикатор качества горения.2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью одновременного осуществления контроля наличия пламени, к выходу полосового фильтра дополнительно подключен детектор обратной проводимости, выход которого вместе с выходомдетектора прямой проводимости подключен квыходному реле,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент Японии48-3452,Р 23 К /67 А 9/, 1973 (аналог).2. Патент Японии46-24101,Г 23 Я /67 А 9/ 1971 (прототип).551478 е ок ав ю г и ваэффициенп избыака Уоздуха Фиг.2 Составитель И. Аксеноведактор Е, Кравцова Техред 3. Фанта Корректор А. Власенк ов ССС илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 72 ЦНИИПИ Государственного по делам изоб 113035, Москва, Жомите етений Рауш Подписное а Совета Минис и открытий кая наб., д. 4/