Устройство контроля пламени

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в газовой, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение надежности контроля путем увеличения срока службы газоразрядного индикатора, введения контроля интенсивности ультрафиолетового излучения , чистоты оптического тракта и улучшения помехоустойчивости. Устр-во содержит генератор 1, трансформатор 3, резистор 4, газоразрядный индикатор 5, детектор 6, согласуюш,ий каскад 7, линию 9 передачи сигнала, компараторы 14 и 15. Компаратор 14 осуш,ествляет индикацию пламени , а компаратор 15 - контроль интенсивности У индикатора ультрафиолетового излучения и стробированне генератора 1 по закону вклХУ сод5/. Согласуюш,ий каскад выполнен в виде генератора пилообразного напряжения и совмещает функции таймера. Построение каскада 7 по схеме управляемого генератора и включение линии 9 передачи сигнала между транзистором 8 и конденсатором 12 согласующего каскада повышает помехоустойчивость устр-ва за счет шунтирования противофазных входов компараторов конденсатором большой емкости. 4 ил. сл ю со О5 СО to tfue.l

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1Ю 4 F 23 N 5/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3975004/24-06 (22) 28.10.85 (46) 15.03.87. Бюл. № 10 (71) Государственное специальное конструкторское бюро теплофизического приборостроения (72) Г. С. Петров, П. Т. Асаевич, Н. Д. Корнев, Ш. 3. Халилов и A. А. Хоменко (53) 621.182.261 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 987300, кл. F 23 N 5/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1052794, кл. F 23 N 5/08, 1982. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПЛАМЕНИ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в газовой, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение надежности контроля путем увеличения срока службы газоразрядного индикатора, введения конт. 80„1296792 А1 роля интенсивности ультрафиолетового излучения, чистоты оптического тракта и улучшения помехоустойчивости. Устр-во содержит генератор 1, трансформатор 3, резистор 4, газоразрядный индикатор 5, детектор 6, согласующий каскад 7, линию 9 передачи сигнала, компараторы 14 и 5. Компаратор 14 осуществляет индикацию пламени, а компаратор 15 — контроль интенсивности У индикатора ультрафиолетового излучения и стробирование генератора 1 по закону iBh1>(Y=const. Согласующий каскад выполнен в виде генератора пилообразного напряжения и совмещает функции таймера.

Построение каскада 7 по схеме управляемого генератора и включение линии 9 передачи сигнала между транзистором 8 и конденсатором 12 согласующего каскада повышает помехоустойчивость устр-ва за счет шунтирования противофазных входов компараторов конденсатором большой емкости.

4 ил.

1296792

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к автоматизации процессов горения и контролю наличия пламени в камерах сгорания, и может быть использовано в газовой, нефтеперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение надежности контроля путем увеличения срока службы газоразрядного индикатора, введения контроля интенсивности ультрафиолетового излучения и чистоты оптического тракта, а также улучшения помехоустойчивости.

На фиг. 1 приведена схема устройства контроля пламени; на фиг. 2 — диаграммы изменения напряжения на элементах устройства в зависимости от времени для нормальной интенсивности ультрафиолетового излучения; на фиг. 3 — то же, для критической интенсивности ультрафиолетового излучения; на фиг. 4 — диаграмма зависимости тока в цепи индикатора от интенсивности излучения.

Устройство содержит генератор 1, соединенный с шиной 2 положительного напряжения и через трансформатор 3 с резистором 4, газоразрядным индикатором 5 и детектором 6. Выход детектора подключен к согласующему каскаду. 7, который выполнен в виде генератора пилообразного напряжения на транзисторе 8, коллектор которого подключен через линию передачи сигнала 9 к разрядному резистору 10, а эмиттер соединен с шиной отрицательного напряжения 11 и конденсатором 12, который через зарядный резистор 13 подключен к шине 2 положительного напряжения. Выход согласующего каскада соединен с противофазными входами первого 14 и второго 15 компараторов, а выход второго компаратора 15 подключен к генератору 1. Устройство также содержит источники опорных напряжений 16 и 17. Порог срабатывания первого компаратора 14 Uo.| выбирается из условия превышения порога срабатывания второго компаратора 15 Uooo на удвоенную величину гистерезиса второго компаратора

15 Uro, т. е.

Uon1= Uono+2 Uro, Согласно фиг. 1 Ui — напряжение на вторичной обмотке трансформатора, U — на выходе детектора, U — на выходе компаратора, соединенного с системой защиты, U4 — на выходе компаратора, соединенного с системой контроля интенсивности излучения, Uc — на конденсаторе 12, а также тока 1 в цепи индикатора 5.

На фиг. 2 и 3 приведены диаграммы напряжений в зависимости от времени t соответственно для нормальной у и критической У.р интенсивности У ультрафиолетового излучения, ń— напряжение на шине 2.

На фиг. 4 приведена диаграмма зависимости тока 1 в цепи индикатора 5 от ин5

1О !

40 тенсивности излучения, 1. и 1кр — ток в цепи индикатора, соответствующий нормальной и критической интенсивности излучения.

Устройство контроля пламени работает следующим образом.

В момент включения при отсутствии ультрафиолетового излучения на конденсаторе 12 согласующего устройства 7 и противофазных входах компараторов 14 и 15 устанавливается высокий уровень напряжения Л, примерно равный напряжению на шине

2 и превышающий пороги срабатывания компараторов 14 и 15, определяемые напряжениями U--i u U-- . Компараторы 14 и

15 устанавливаются в нулевое состояние, сигнализирующее об отсутствии пламени. Генератор 1 находится во включенном состоянии, на вторичной обмотке трансформатора 3 присутствует напряжение Уь питающее газоразрядный индикатор 5. Ток через индикатор 5 и детектор 6 отсутствует.

При воздействии излучения индикатор 5 пробивается, на выходе детектора 6 появляется напряжение /, открывающее транзистор 8 согласующего каскада 7 (фиг. 3).

Происходит разряд конденсатора 12 через резистор 10 на линию передачи сигнала 9 и транзистор 8. Когда конденсатор 12 разрядится до напряжения (Л=2/-, первый компаратор 14 переключается в единичное состояние, сигнализируя о наличии пламени.

Дальнейший разряд конденсатора 12 до значения напряжения Uong приводит к срабатыванию второго компаратора 15, который отключает питание генератора 1. Ток через индикатор 5 прекращается, происходит заряд конденсатора 12 через резистор 13 согласующего каскада до напряжения U-- +U-z, второй компаратор 15 отключается, запуская генератор 1. Если излучение присутствует, происходит пробой индикатора 5 и цикл повторяется. Поскольку порог срабатывания первого компаратора 14 выбирается из условия У-i=Uo.z+2Urz, а напряжение У не достигает уровня Uoo, первый компаратор 14 постоянно находится во включенном состоянии, сигнализируя о наличии пламени.

Если излучение прекра щается в любой из фаз указанного цикла, что напряжение

Uo возрастет до значения У-1 и происходит отключение первого компаратора 14, сигнализирующее о погасании пламени.

Время включенного состояния генератора ! определяется выражением

tBK.— — — Р, С-„, (1)

2f 2 где R — сапротивление резистора 10;

С вЂ” емкость конденсатора 12; а — число «ионизированных» импульсов за период;

j — частота напряжения.

1296792 (4) 35

Ъ твкл ° — = — ° /откл й„ или, с учетом (6) 40

Укй

/вкл Ч= — — /откл, у

Формула изобретения

55 =Const. (8) Минимальное время включенного состояния генератора 1, соответствующее интенсивности излучения Ун, при которой происходит насыщение газоразрядного индикатора 5 (фиг. 2), определяется выражением

Ввклн= — — Rp С (2)

Е .

UГ2 так как при У. имеет место равенство

n=2f, т. е. пробой индикатора происходит в каждом полупериоде питающего на- 10 пряжения.

Критическое время включенного состояния генератора 1, соответствующее критической интенсивности обнаружения излучения

У.р (фиг. 3) при числе «ионизированных» импульсов пхр, определяется выражением

/вклкр= — Rp С ° (3)

И 2 Ч

Время отключенного состояния генератора 1 является постоянной величиной и определяется выражением

Воткл — — т= R13 C= Const, ÅE

Ur g. где Я з — сопротивление резистора 13.

Критическая интенсивность определяется как состояние, при котором имеет место равенство

1вклкр=тоткл (5)

Отсюда, приравнивая (3) и (4), имеем еГ=

Пк

= — - - или — = — — - (6)

V p Rp 30

Я 4 у .кз

Разделив (3) на (4), получаем соотношение — или воткни RS -(откл уи

Разделив (1) на (4), имеем

Поскольку Ухр, Ун, 1откл суть константы, имеем соотношение

1вкл.У=Const. (7)

Учитывая, что значение тока газоразрядного индикатора за период Т определяется соотношением

2 — =1 ° т вкл =7, где У=п — число «ионизированных» импульсов;

i — ток в импульсе =Const, получаем соотношение

Таким образом, устройство обеспечивает индикацию нламени в диапазоне интенсивностей ультрафиолетового излучения от

Y-> до Ун, поддерживая постоянное значение тока газоразрядного индикатора за период

Т на уровне 1кр (фиг. 4), соответствующем критической интенсивности обнаружения пламени при условии выполнения соотношения -) — = —;- -.

1т р ухр

Управление током газоразрядного индикатора в зависимости от интенсивности излучения, эквивалентное диафрагмированию потока излучения, повышает срок службы газоразрядного индикатора за счет снижения коэффициента нагрузки по току в режимах больших интенсивностей и одновременно позволяет осуществлять контроль интенсивности излучения и чистоты оптического тракта путем оценки соотношения времени отключенного и включенного состояний генератора 1 по сигналу второго компаратора 15 U4 в соответствии с критерием (5). Превышение значением tax. значения tor .. (фиг. 3), которое выбирают из соотношения 1- . =1 /2, где 4 — время, определяющее инерционность устройства (задержка по отключению), сигнализирует в условиях заведомо высокой интенсивности излучения (режим номинальной нагрузки агрегатов) о загрязненности оптического тракта и необходимости регламентных работ.

Построение согласующего каскада 7 по схеме управляемого генератора пилообразного напряжения и включение линии передачи сигнала 9 между транзистором 8 и конденсатором 12 согласующего каскада повышает помехоустойчивость устройства за счет шунтирования противофазных входов компараторов 14 и 15 конденсатором большой емкости. Кроме того, согласующий каскад в данном случае совмещает и функции таймера, определяя инерционность системы и упрощая устройство в целом. В случае использования конденсатора емкостью 100—

200 мкФ устройство черезвычайно некритично к сопротивлению изоляции линии и не требует экранированных кабелей при передаче сигнала до 300 м.

Устройство для контроля пламени, содержащее источник питания, подключенный через резистор к газоразрядному индикатору и полупроводниковому детектору, связанному с двумя компараторами, имеющими прямой вход, соединенными с системой защиты и системой контроля интенсивности излучения соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно содержит согласующий каскад, два источника опорных напряжений, а источник питания выполнен в виде генератора с трансформатором, компараторы имеют противофазные

1296792 входы, причем источники опорных напряжений подключены к прямым входам компараторов, к противофазным входам которых подключен выход согласующего каскада, вход которого соединен с полупроводниковым детектором, а выход компаратора, соединенного с системой контроля интенсивности излучения, подключен к генератору.

1296792

Уи фиг.4

Ячр

Составитель И. Аксенов

Редактор А. Гулько Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 593/39 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4