JP7232104B2 - Flame detection system and fault diagnosis method - Google Patents

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Description

本発明は、火炎の有無を検出する火炎検出システムに関するものである。 The present invention relates to a flame detection system for detecting the presence or absence of flame.

燃焼炉等において火炎の有無を検出する火炎センサとして、UV(ultraviolet)センサが知られている。従来の放電原理を利用したUVセンサは、火炎からの紫外線が電極に当たると、放電が行われ、放電電流が流れる。この放電電流を積分して電圧出力に変換して、その電圧をフレーム電圧として表示していた(例えば特許文献1参照)。UVセンサの放電の周期は電源電圧の周波数に依存しており、周波数が50Hzの場合、1秒間に最大50回放電が行われる。1回の放電は数msの期間で行われ、放電電流はパルス状の波形になるため、放電電流を電圧に変換するためには、フィルタを用いて積分している。このため、フレーム電圧の立ち上がりの時定数、立ち下がりの時定数が大きくなる。 A UV (ultraviolet) sensor is known as a flame sensor for detecting the presence or absence of flame in a combustion furnace or the like. In a conventional UV sensor that uses the discharge principle, when ultraviolet rays from a flame hit an electrode, discharge occurs and discharge current flows. This discharge current is integrated, converted into a voltage output, and the resulting voltage is displayed as a frame voltage (see, for example, Patent Document 1). The discharge cycle of the UV sensor depends on the frequency of the power supply voltage, and when the frequency is 50 Hz, discharge is performed up to 50 times per second. One discharge is performed for a period of several milliseconds, and the discharge current has a pulse-like waveform. Therefore, in order to convert the discharge current into a voltage, integration is performed using a filter. As a result, the frame voltage rise time constant and fall time constant increase.

図12は、UVセンサの放電電流と、放電電流を積分したフレーム電圧の波形を示す図である。なお、図12では、火炎とUVセンサとの間に配置されるシャッターの開閉動作についても記載している。
フレーム電圧の立ち上がり、立ち下がりには、4~5秒ほど時間がかかっており、炎がなくなってから出力をオフするまでの時間(フレームレスポンス)より遅くなっているので、正常の運転の火炎の紫外線レベルは判断できても、火炎からの紫外線の急峻な変化を捉えることはできず、UVセンサの故障や予知の判断は困難であった。
FIG. 12 is a diagram showing waveforms of the discharge current of the UV sensor and the frame voltage obtained by integrating the discharge current. Note that FIG. 12 also describes the opening and closing operation of the shutter arranged between the flame and the UV sensor.
It takes about 4 to 5 seconds for the flame voltage to rise and fall, which is slower than the time (frame response) from when the flame disappears until the output is turned off. Even if the level of ultraviolet rays can be determined, abrupt changes in the ultraviolet rays from the flame cannot be captured, making it difficult to determine whether or not the UV sensor has failed.

また、商用の電源電圧からUVセンサに印加する電圧を生成するため、電源電圧のレベルの大小で放電電流も増減する。このため、1秒に50回放電していたとしても、常に同じフレーム電圧にならない可能性があった。図13の例では、電源電圧が100%の場合と110%に上昇した場合のUVセンサの放電電流とフレーム電圧の波形を示す図である。図13において、I1は電源電圧が100%の場合の放電電流、I2は電源電圧が110%に上昇した場合の放電電流、V1は電源電圧が100%の場合のフレーム電圧、V2は電源電圧が110%に上昇した場合のフレーム電圧である。 In addition, since the voltage applied to the UV sensor is generated from the commercial power supply voltage, the discharge current increases or decreases depending on the level of the power supply voltage. Therefore, even if the discharge is performed 50 times per second, there is a possibility that the same frame voltage will not always be obtained. The example of FIG. 13 is a diagram showing the waveforms of the discharge current of the UV sensor and the frame voltage when the power supply voltage is 100% and when it rises to 110%. In FIG. 13, I1 is the discharge current when the power supply voltage is 100%, I2 is the discharge current when the power supply voltage is increased to 110%, V1 is the frame voltage when the power supply voltage is 100%, and V2 is the power supply voltage. It is the frame voltage when it rises to 110%.

上記のとおり、フレーム電圧は放電電流を積分回路で積分することにより得られる。このため、フレーム電圧を監視する従来の方法では、放電の変化が分かり難い。さらに、図13で説明したようにフレーム電圧は電源電圧の変動の影響も受ける。したがって、例えば図14のCの箇所のように放電電流に変化があったとしても、その放電電流の変化を受けたフレーム電圧の変化が、UVセンサの故障によるものか、UVセンサのレンズなどの汚れによるものか、電源電圧の変動によるものかの見極めが難しいという問題点があった。また、シャッター機構付きの火炎検出システムの場合、シャッターの開閉によってフレーム電圧の変動が大きくなるため、フレーム電圧の変動の原因の見極めが更に困難になるという問題点があった。 As described above, the frame voltage is obtained by integrating the discharge current with the integrating circuit. Therefore, it is difficult to detect changes in the discharge with the conventional method of monitoring the frame voltage. Furthermore, as described with reference to FIG. 13, the frame voltage is also affected by fluctuations in the power supply voltage. Therefore, even if there is a change in the discharge current, for example, as shown at C in FIG. 14, the change in the frame voltage due to the change in the discharge current may be due to the failure of the UV sensor or the lens of the UV sensor. There was a problem that it was difficult to determine whether it was caused by contamination or by fluctuations in the power supply voltage. Further, in the case of a flame detection system with a shutter mechanism, opening and closing of the shutter causes a large fluctuation in the flame voltage, which makes it more difficult to determine the cause of the fluctuation in the flame voltage.

特開2005-83605号公報JP-A-2005-83605

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、電源電圧の変動の影響をほぼ受けることなく、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定することができる火炎検出システムおよび故障診断方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The purpose is to provide a diagnostic method.

本発明の火炎検出システムは、火炎から生じる紫外線を検出するように構成された火炎センサと、この火炎センサの電極に駆動電圧を周期的に印加するように構成された印加電圧生成部と、前記火炎センサの放電を検出するように構成された放電検出部と、前記放電検出部で検出された放電の回数をカウントするように構成された放電カウント部と、
前記駆動電圧の印加回数と、前記放電カウント部によってカウントされた放電の回数とに基づいて放電確率を算出するように構成された放電確率算出部と、前記放電確率の基準値を、前記火炎を発生させる機器の燃焼条件毎に予め記憶するように構成された記憶部と、前記放電確率算出部によって放電確率が算出されたときの燃焼条件に対応する前記基準値を前記記憶部から取得して、この基準値と前記放電確率算出部によって算出された放電確率とを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定するように構成された故障判定部とを備えることを特徴とするものである。
A flame detection system according to the present invention includes a flame sensor configured to detect ultraviolet rays generated from a flame, an applied voltage generator configured to periodically apply a drive voltage to electrodes of the flame sensor, and a discharge detection unit configured to detect a discharge of a flame sensor; a discharge counting unit configured to count the number of discharges detected by the discharge detection unit;
a discharge probability calculation unit configured to calculate a discharge probability based on the number of times the driving voltage is applied and the number of discharges counted by the discharge counting unit; a storage unit configured to store in advance for each combustion condition of a device that generates the discharge; and acquiring from the storage unit the reference value corresponding to the combustion condition when the discharge probability is calculated by the discharge probability calculation unit. and a failure determination unit configured to determine whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system by comparing the reference value with the discharge probability calculated by the discharge probability calculation unit. It is characterized.

また、本発明の火炎検出システムの1構成例は、前記火炎と前記火炎センサとの間に設けられた遮光手段と、この遮光手段を開閉動作させて、前記火炎センサが遮光された状態と前記火炎センサが採光可能な状態とを切り替えるように構成されたシャッター制御部とをさらに備え、前記故障判定部は、前記火炎センサが採光可能な状態のときに前記放電確率算出部によって算出された放電確率と前記記憶部から取得した基準値とを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定することを特徴とするものである。 Further, one configuration example of the flame detection system of the present invention includes light shielding means provided between the flame and the flame sensor, and opening and closing the light shielding means to switch the flame sensor to a state in which light is shielded and the state in which the light is shielded. a shutter control unit configured to switch between a state in which the flame sensor can receive light and a state in which the flame sensor can receive light; It is characterized in that whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system is determined by comparing the probability with the reference value acquired from the storage unit.

また、本発明の火炎検出システムの1構成例において、前記火炎センサの放電電流を検出するように構成された放電電流検出部と、前記放電電流のレベルに基づいて前記火炎センサの放電の有無を判定するように構成されたレベル判定回路とをさらに備え、前記シャッター制御部は、前記火炎センサの放電が発生したと前記レベル判定回路が判定したときに前記遮光手段を閉じ、前記火炎センサの放電が停止したと前記レベル判定回路が判定したときに前記遮光手段を開くことを特徴とするものである。
また、本発明の火炎検出システムの1構成例において、前記故障判定部は、現在の燃焼条件に対応する前記基準値を前記記憶部から取得することを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the flame detection system of the present invention, a discharge current detection unit configured to detect the discharge current of the flame sensor, and the presence or absence of discharge of the flame sensor based on the level of the discharge current. and a level determination circuit configured to determine whether the shutter control unit closes the light blocking means when the level determination circuit determines that the discharge of the flame sensor has occurred, and the discharge of the flame sensor The light shielding means is opened when the level determination circuit determines that the light has stopped.
Further, in one configuration example of the flame detection system of the present invention, the failure determination unit acquires the reference value corresponding to the current combustion condition from the storage unit.

また、本発明の火炎検出システムの故障診断方法は、火炎から生じる紫外線を検出する火炎センサの電極に駆動電圧を周期的に印加する第1のステップと、前記火炎センサの放電を検出する第2のステップと、前記駆動電圧の印加回数と、前記第2のステップで検出した放電の回数とに基づいて放電確率を算出する第3のステップと、前記放電確率の基準値を、前記火炎を発生させる機器の燃焼条件毎に予め記憶する記憶部を参照し、前記第3のステップで放電確率を算出したときの燃焼条件に対応する前記基準値を前記記憶部から取得して、この基準値と前記第3のステップで算出した放電確率とを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定する第4のステップとを含むことを特徴とするものである。 A flame detection system failure diagnosis method of the present invention comprises a first step of periodically applying a driving voltage to an electrode of a flame sensor for detecting ultraviolet rays generated from a flame; a third step of calculating a discharge probability based on the number of times the drive voltage is applied and the number of times of discharge detected in the second step; referring to a storage unit stored in advance for each combustion condition of the equipment to be operated, acquiring from the storage unit the reference value corresponding to the combustion condition when the discharge probability is calculated in the third step, and using the reference value as and a fourth step of determining whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system by comparing the discharge probability calculated in the third step.

また、本発明の火炎検出システムの故障診断方法の1構成例は、前記火炎と前記火炎センサとの間に設けられた遮光手段を制御して、前記火炎センサが遮光された状態と前記火炎センサが採光可能な状態とを切り替える第5のステップをさらに含み、前記第4のステップは、前記火炎センサが採光可能な状態のときに前記第3のステップで算出した放電確率と前記記憶部から取得した基準値とを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定するステップを含むことを特徴とするものである。 In one configuration example of the flame detection system failure diagnosis method of the present invention, a light shielding means provided between the flame and the flame sensor is controlled to control the state in which the flame sensor is shielded and the state in which the flame sensor is shielded. and a state in which the light can be received, wherein the fourth step includes the discharge probability calculated in the third step when the flame sensor is in a state in which light can be received, and the discharge probability obtained from the storage unit. It is characterized by including a step of determining whether an abnormality has occurred in the flame detection system by comparing with the reference value obtained.

本発明によれば、放電確率の基準値を、火炎を発生させる機器の燃焼条件毎に予め記憶する記憶部と、故障判定部とを設け、故障判定部が放電確率算出部によって放電確率が算出されたときの燃焼条件に対応する基準値を記憶部から取得して、この基準値と放電確率算出部によって算出された放電確率とを比較することにより、火炎センサの微妙な変動を捉えることができ、電源電圧の変動の影響をほぼ受けることなく、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定することができる。 According to the present invention, a storage section for pre-storing a reference value of the discharge probability for each combustion condition of a device that generates a flame and a failure determination section are provided, and the failure determination section calculates the discharge probability by the discharge probability calculation section. A reference value corresponding to the combustion condition when the flame sensor is fired is acquired from the storage unit, and by comparing this reference value with the discharge probability calculated by the discharge probability calculation unit, subtle fluctuations of the flame sensor can be captured. Therefore, it is possible to determine whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system almost without being affected by fluctuations in the power supply voltage.

また、本発明では、放電の回数の基準値を、火炎を発生させる機器の燃焼条件毎に予め記憶する記憶部と、故障判定部とを設け、故障判定部が放電判定部によって放電の回数が検出されたときの燃焼条件に対応する基準値を記憶部から取得して、この基準値と放電判定部によって検出された放電の回数とを比較することにより、火炎センサの微妙な変動を捉えることができ、電源電圧の変動の影響をほぼ受けることなく、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定することができる。 Further, in the present invention, a storage section for pre-storing a reference value for the number of discharges for each combustion condition of a device that generates a flame, and a failure determination section are provided, and the failure determination section determines the number of discharges by the discharge determination section. A reference value corresponding to the combustion condition at the time of detection is obtained from the storage unit, and by comparing this reference value with the number of discharges detected by the discharge determination unit, subtle fluctuations of the flame sensor are captured. Therefore, it is possible to determine whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system almost without being affected by fluctuations in the power supply voltage.

また、本発明では、記憶部と故障判定部とを設け、火炎センサが採光可能な状態のときに放電確率算出部によって算出された放電確率と記憶部から取得した基準値とを比較することにより、火炎センサの微妙な変動を捉えることができ、電源電圧の変動の影響および遮光手段の開閉の影響をほぼ受けることなく、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定することができる。 Further, in the present invention, a storage unit and a failure determination unit are provided, and the discharge probability calculated by the discharge probability calculation unit when the flame sensor is in a state in which daylight can be received is compared with the reference value obtained from the storage unit. , subtle fluctuations of the flame sensor can be captured, and whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system can be determined almost without being affected by fluctuations in the power supply voltage and the opening and closing of the light shielding means.

また、本発明では、記憶部と故障判定部とを設け、火炎センサが採光可能な状態のときに放電判定部によって検出された放電の回数と記憶部から取得した基準値とを比較することにより、火炎センサの微妙な変動を捉えることができ、電源電圧の変動の影響および遮光手段の開閉の影響をほぼ受けることなく、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定することができる。 Further, in the present invention, a storage unit and a failure determination unit are provided, and the number of discharges detected by the discharge determination unit when the flame sensor is in a state in which light can be received is compared with the reference value obtained from the storage unit. , subtle fluctuations of the flame sensor can be captured, and whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system can be determined almost without being affected by fluctuations in the power supply voltage and the opening and closing of the light shielding means.

図1は、本発明の第1の実施例に係る火炎検出システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a flame detection system according to a first embodiment of the invention. 図2は、本発明の第1の実施例に係る火炎検出システムの動作を説明するフローチャートである。FIG. 2 is a flow chart illustrating the operation of the flame detection system according to the first embodiment of the invention. 図3は、本発明の第1の実施例における正常時のUVセンサの放電電流とフレーム電圧と放電確率とを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the discharge current, frame voltage, and discharge probability of the UV sensor during normal operation in the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第1の実施例における異常時のUVセンサの放電電流とフレーム電圧と放電確率とを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the discharge current, frame voltage, and discharge probability of the UV sensor during an abnormality in the first embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第1の実施例に係る火炎検出システムの別の動作を説明するフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating another operation of the flame detection system according to the first embodiment of the invention. 図6は、本発明の第2の実施例に係る火炎検出システムの構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a flame detection system according to a second embodiment of the invention. 図7は、本発明の第2の実施例に係る火炎検出システムの動作を説明するフローチャートである。FIG. 7 is a flow chart illustrating the operation of the flame detection system according to the second embodiment of the invention. 図8は、本発明の第2の実施例における正常時のUVセンサの放電電流とフレーム電圧と放電確率とを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the discharge current, frame voltage, and discharge probability of the UV sensor during normal operation in the second embodiment of the present invention. 図9は、本発明の第2の実施例における異常時のUVセンサの放電電流とフレーム電圧と放電確率とを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the discharge current, frame voltage, and discharge probability of the UV sensor during an abnormality in the second embodiment of the present invention. 図10は、本発明の第2の実施例に係る火炎検出システムの別の動作を説明するフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating another operation of the flame detection system according to the second embodiment of the invention. 図11は、本発明の第1、第2の実施例に係る火炎検出システムを実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an example configuration of a computer that implements the flame detection system according to the first and second embodiments of the present invention. 図12は、UVセンサの放電電流とフレーム電圧の波形を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing waveforms of the discharge current and the frame voltage of the UV sensor. 図13は、電源電圧が100%の場合と110%に上昇した場合のUVセンサの放電電流とフレーム電圧の波形を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing waveforms of the discharge current of the UV sensor and the frame voltage when the power supply voltage is 100% and when it rises to 110%. 図14は、UVセンサの放電電流に変化があった場合のフレーム電圧の波形を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the waveform of the frame voltage when the discharge current of the UV sensor changes.

[発明の原理]
本発明では、UVセンサの放電確率に着目する。具体的には、単位時間あたりの放電回数をカウントして放電確率を求める。例えば、1秒間に放電する機会は、UVセンサの駆動原理から、電源電圧の周波数が50Hzの場合は50回、電源電圧の周波数が60Hzの場合は60回となっている。ここで、1秒間の放電機会が50回で、UVセンサが毎回放電したとすると、1秒あたりの放電確率は50/50=100%である。また、UVセンサが25回放電したとすると、1秒あたりの放電確率は25/50=50%である。すなわち、1秒間の放電機会をN、1秒間の放電回数をnとすると、1秒あたりの放電確率Pは次式となる。
P=n/N×100 ・・・(1)
[Principle of Invention]
The present invention focuses on the discharge probability of the UV sensor. Specifically, the discharge probability is obtained by counting the number of times of discharge per unit time. For example, the number of discharges per second is 50 times when the frequency of the power supply voltage is 50 Hz, and 60 times when the frequency of the power supply voltage is 60 Hz, based on the driving principle of the UV sensor. Here, if there are 50 discharge opportunities per second and the UV sensor discharges each time, the probability of discharge per second is 50/50=100%. Also, if the UV sensor discharges 25 times, the discharge probability per second is 25/50=50%. That is, if N is the number of discharge opportunities per second and n is the number of discharges per second, the discharge probability P per second is given by the following equation.
P=n/N×100 (1)

この放電確率Pを、フレーム電圧に代わってUVセンサの出力を監視するパラメータとする。放電確率Pは、電源電圧の変動の影響を受けないので、純粋な放電の状態が反映され、放電の微妙な変化でも検出することができ、応答性良く炎の状態確認を実現することができる。 This discharge probability P is used as a parameter for monitoring the output of the UV sensor instead of the flame voltage. Since the discharge probability P is not affected by fluctuations in the power supply voltage, the pure discharge state is reflected, even subtle changes in the discharge can be detected, and the state of the flame can be confirmed with good responsiveness. .

また、本発明では、シャッター開中とシャッター閉中の放電回数(放電確率)を別々にカウントすることが可能であるため、同一の燃焼条件下(例えば、同一燃焼量、同一シーケンス)において、算出した放電確率と正常時の放電確率とを比較することにより、例えばUVセンサの汚れなどの異常の発生を検出可能となる。フレーム電圧の場合、変化が分かり難く、UVセンサの汚れなどが発生していたとしても失火するなどの明確な異常発報があるまで、UVセンサの異常を検出できない可能性が高い。本発明では、放電確率を監視することにより、異常発報の前に火炎検出システムの異常を検出することができ、火炎検出システムのメンテナンスを行うことができる。 In addition, in the present invention, it is possible to separately count the number of discharges (discharge probability) while the shutter is open and while the shutter is closed. By comparing the calculated discharge probability with the normal discharge probability, it becomes possible to detect the occurrence of an abnormality such as contamination of the UV sensor. In the case of the frame voltage, it is difficult to discern the change, and even if the UV sensor is contaminated, there is a high possibility that the abnormality of the UV sensor cannot be detected until a clear abnormality such as a misfire is issued. According to the present invention, by monitoring the discharge probability, an abnormality of the flame detection system can be detected before an abnormality alarm is issued, and maintenance of the flame detection system can be performed.

[第1の実施例]
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る火炎検出システムの構成を示すブロック図である。火炎検出システムは、火炎100から生じる光(紫外線)を検出する火炎センサとなるUVセンサ1(UV光電管)と、電源電圧を供給する電源回路2と、UVセンサ1の1対の電極に駆動電圧を周期的に印加する印加電圧生成部3と、UVセンサ1の放電を検出するための放電検出部4と、放電検出部4で検出された放電の回数をカウントする放電カウント部5と、駆動電圧印加回数と放電の回数とに基づいて放電確率を算出する放電確率算出部8と、放電確率算出部8で求められた放電確率に基づいて紫外線強度を確定する紫外線強度確定部6と、紫外線強度確定部6によって確定された紫外線強度を出力する確定結果出力部7と、放電確率の基準値を、火炎を発生させる機器の燃焼条件毎に予め記憶する記憶部9と、紫外線強度確定部6によって確定した放電確率が算出されたときの燃焼条件に対応する基準値を記憶部9から取得して、この基準値と放電確率算出部8によって算出された放電確率とを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定する故障判定部12と、故障判定部12の判定結果を出力する判定結果出力部13と、UVセンサ1の放電電流を検出する放電電流検出部10と、放電電流検出部10で検出された放電電流のレベルを判定するレベル判定回路11と、レベル判定回路11で判定された値を火炎信号として入力する火炎信号入力部20とを備えている。
[First embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a flame detection system according to a first embodiment of the invention. The flame detection system includes a UV sensor 1 (UV phototube) that serves as a flame sensor for detecting light (ultraviolet rays) generated from a flame 100, a power supply circuit 2 that supplies power supply voltage, and a pair of electrodes of the UV sensor 1 with a driving voltage. an applied voltage generation unit 3 for periodically applying , a discharge detection unit 4 for detecting discharge of the UV sensor 1, a discharge counting unit 5 for counting the number of discharges detected by the discharge detection unit 4, and a drive a discharge probability calculation unit 8 for calculating the discharge probability based on the number of voltage application times and the number of discharge times; an ultraviolet intensity determination unit 6 for determining the ultraviolet intensity based on the discharge probability obtained by the discharge probability calculation unit 8; A determination result output unit 7 that outputs the ultraviolet intensity determined by the intensity determination unit 6, a storage unit 9 that stores in advance the reference value of the discharge probability for each combustion condition of the equipment that generates the flame, and an ultraviolet intensity determination unit 6. A reference value corresponding to the combustion condition when the discharge probability determined by is calculated is obtained from the storage unit 9, and by comparing this reference value with the discharge probability calculated by the discharge probability calculation unit 8, the flame A failure determination unit 12 that determines whether an abnormality has occurred in the detection system, a determination result output unit 13 that outputs the determination result of the failure determination unit 12, and a discharge current detection unit 10 that detects the discharge current of the UV sensor 1. , a level determination circuit 11 for determining the level of the discharge current detected by the discharge current detection unit 10, and a flame signal input unit 20 for inputting the value determined by the level determination circuit 11 as a flame signal.

図2は本実施例の火炎検出システムの動作を説明するフローチャートである。UVセンサ1は、両端部が塞がれた円筒状の外囲器と、この外囲器を貫通する2本の電極ピンと、外囲器内部において電極ピンにより互いに平行に支持された2枚の電極とを備えた光電管から構成されている。このようなUVセンサ1では、電極支持ピンを介して電極間に所定の電圧を印加した状態において、火炎100に対向配置された一方の電極に紫外線が照射されると、光電効果によりその電極から電子が放出され、電極間に放電電流が流れる。 FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of the flame detection system of this embodiment. The UV sensor 1 includes a cylindrical envelope closed at both ends, two electrode pins passing through the envelope, and two electrodes supported parallel to each other by the electrode pins inside the envelope. It consists of a phototube with electrodes. In such a UV sensor 1, when a predetermined voltage is applied between the electrodes via the electrode support pins, when one of the electrodes facing the flame 100 is irradiated with ultraviolet rays, the photoelectric effect causes the ultraviolet rays to travel from the electrodes. Electrons are emitted and a discharge current flows between the electrodes.

電源回路2は、外部から入力される商用の電源電圧を印加電圧生成部3に供給する。火炎検出動作の開始時に、放電カウント部5は放電回数nを0に初期化し(図2ステップS100)、放電確率算出部8は駆動電圧の印加回数Nを0に初期化する(図2ステップS101)。 The power supply circuit 2 supplies an externally input commercial power supply voltage to the applied voltage generator 3 . At the start of the flame detection operation, the discharge count unit 5 initializes the number of times n of discharges to 0 (step S100 in FIG. 2), and the discharge probability calculation unit 8 initializes the number of times N of application of the drive voltage to 0 (step S101 in FIG. 2). ).

印加電圧生成部3は、電源回路2から供給される交流電圧を所定の値まで昇圧し、UVセンサ1の1対の端子110,111間に印加する。
放電検出部4は、UVセンサ1に流れる放電電流を検出する。例えば、放電検出部4内に発光ダイオードとフォトトランジスタを設けておき、UVセンサ1に流れる放電電流によって発光駆動される発光ダイオードの光をフォトトランジスタを介して検出する(図2ステップS102)。
放電カウント部5は、放電検出部4で放電電流が検出された場合、放電回数nを1増やす(図2ステップS103)。
The applied voltage generator 3 boosts the AC voltage supplied from the power supply circuit 2 to a predetermined value and applies it between the pair of terminals 110 and 111 of the UV sensor 1 .
A discharge detector 4 detects a discharge current flowing through the UV sensor 1 . For example, a light-emitting diode and a phototransistor are provided in the discharge detection unit 4, and the light from the light-emitting diode driven by the discharge current flowing through the UV sensor 1 is detected through the phototransistor (step S102 in FIG. 2).
When the discharge detection unit 4 detects the discharge current, the discharge count unit 5 increases the number of times of discharge n by 1 (step S103 in FIG. 2).

こうして、ステップS102~S103の処理が繰り返し実行される。放電確率算出部8は、駆動電圧の印可回数N(放電機会)が所定数Nth(本実施例では例えば50回)に達した場合(図2ステップS104においてYES)、式(1)により放電確率Pを算出する(図3ステップS105)。 In this way, the processes of steps S102 and S103 are repeatedly executed. When the number of times N (discharge opportunity) of driving voltage application reaches a predetermined number Nth (for example, 50 times in this embodiment) (YES in step S104 in FIG. 2), the discharge probability calculation unit 8 calculates the discharge probability according to the equation (1). P is calculated (step S105 in FIG. 3).

放電確率Pの算出後、放電カウント部5は放電回数nを0に初期化し(図2ステップS106)、放電確率算出部8は駆動電圧の印加回数Nを0に初期化する(図2ステップS107)。 After calculating the discharge probability P, the discharge counting unit 5 initializes the number of times of discharge n to 0 (step S106 in FIG. 2), and the discharge probability calculation unit 8 initializes the number of times N of driving voltage application to 0 (step S107 in FIG. 2). ).

次に、記憶部9には、UVセンサ1が正常なときに、駆動電圧の印加回数Nが所定数Nthに達したときの放電確率Pref(基準値)が、火炎100を発生させる機器の燃焼条件毎に予め記憶されている。 Next, in the storage unit 9, when the UV sensor 1 is normal, the discharge probability Pref (reference value) when the number of times N of application of the driving voltage reaches the predetermined number Nth is stored as the combustion of the equipment that generates the flame 100. It is stored in advance for each condition.

故障判定部12は、故障診断を実行すべき燃焼条件のときに(図2ステップS108においてYES)、その燃焼条件に対応する放電確率Prefの値を記憶部9から取得する(図2ステップS109)。そして、故障判定部12は、取得した放電確率Prefと放電確率算出部8によって算出された放電確率Pとを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定する(図2ステップS110)。 When the failure determination unit 12 is in a combustion condition for which failure diagnosis should be performed (YES in step S108 in FIG. 2), the failure determination unit 12 acquires the value of the discharge probability Pref corresponding to the combustion condition from the storage unit 9 (step S109 in FIG. 2). . The failure determination unit 12 then compares the acquired discharge probability Pref with the discharge probability P calculated by the discharge probability calculation unit 8 to determine whether an abnormality has occurred in the flame detection system (see FIG. 2). step S110).

故障判定部12は、放電確率Prefと放電確率Pとの差の絶対値|Pref-P|が所定の閾値Pthを超える場合(ステップS110においてYES)、火炎検出システムに異常が発生していると判定する(図2ステップS111)。また、故障判定部12は、放電確率Prefと放電確率Pとの差の絶対値|Pref-P|が閾値Pth以下の場合(ステップS110においてNO)、火炎検出システムは正常と判定する(図2ステップS112)。 When the absolute value |Pref-P| of the difference between the discharge probability Pref and the discharge probability P exceeds a predetermined threshold value Pth (YES in step S110), failure determination unit 12 determines that an abnormality has occurred in the flame detection system. Determine (step S111 in FIG. 2). Further, when the absolute value |Pref−P| of the difference between the discharge probability Pref and the discharge probability P is equal to or less than the threshold value Pth (NO in step S110), the failure determination unit 12 determines that the flame detection system is normal (FIG. 2 step S112).

判定結果出力部13は、故障判定部12の判定結果を外部に出力する(図2ステップS114)。判定結果の出力方法としては、例えば判定結果を知らせる内容を表示したり、判定結果を知らせる情報を外部に送信したり、外部から読み出したりする等の方法がある。 The determination result output unit 13 outputs the determination result of the failure determination unit 12 to the outside (step S114 in FIG. 2). Methods for outputting the determination result include, for example, displaying the content of the determination result, transmitting the information indicating the determination result to the outside, and reading the information from the outside.

こうして、本実施例では、燃焼条件が同一の放電確率Prefと放電確率Pとを比較することにより、電源電圧の変動の影響をほぼ受けることなく、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定することができる。 Thus, in this embodiment, by comparing the discharge probability Pref and the discharge probability P under the same combustion condition, it is possible to determine whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system, almost without being affected by fluctuations in the power supply voltage. can judge.

図3は正常時のUVセンサ1の放電電流とフレーム電圧と放電確率Pとを示す図、図4は異常時のUVセンサ1の放電電流とフレーム電圧と放電確率Pとを示す図である。図4の例では、Aに示すような異常な放電が発生したことにより、放電確率Pが正常時の放電確率Pと異なる値になることが分かる。 FIG. 3 shows the discharge current, frame voltage, and discharge probability P of the UV sensor 1 during normal operation, and FIG. 4 shows the discharge current, frame voltage, and discharge probability P of the UV sensor 1 during abnormal operation. In the example of FIG. 4, it can be seen that due to the occurrence of an abnormal discharge as indicated by A, the discharge probability P becomes a different value from the discharge probability P in the normal state.

なお、図2の例では、放電確率Pに基づいて火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定しているが、放電回数nに基づいて火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定するようにしてもよい。放電回数nに基づいて火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定する場合、放電確率算出部8は不要である。この場合の火炎検出システムの動作を図5に示す。図5のステップS100~S104,S106~S108の処理は、図2で説明したとおりである。 In the example of FIG. 2, it is determined whether or not the flame detection system is abnormal based on the discharge probability P, but it is determined whether or not the flame detection system is abnormal based on the number of discharges n You may make it judge. When determining whether or not the flame detection system is abnormal based on the number of discharges n, the discharge probability calculator 8 is unnecessary. FIG. 5 shows the operation of the flame detection system in this case. The processes of steps S100 to S104 and S106 to S108 in FIG. 5 are as explained in FIG.

ここでは、記憶部9には、UVセンサ1が正常なときに、駆動電圧の印加回数Nが所定数Nthに達したときの放電回数nref(基準値)が、火炎100を発生させる機器の燃焼条件毎に予め記憶されている。 Here, when the UV sensor 1 is normal, the discharge frequency nref (reference value) when the driving voltage application frequency N reaches the predetermined number Nth is stored in the storage unit 9 as the combustion frequency of the device that generates the flame 100. It is stored in advance for each condition.

故障判定部12は、現在の燃焼条件が故障診断すべき条件のときに(図5ステップS108においてYES)、この燃焼条件に対応する放電回数nrefの値を記憶部9から取得する(図5ステップS109a)。そして、故障判定部12は、取得した放電回数nrefと放電カウント部5によってカウントされた放電回数nとを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定する(図5ステップS110a)。 When the current combustion condition is a condition for failure diagnosis (YES in step S108 in FIG. 5), the failure determination unit 12 acquires the value of the number of times of discharge nref corresponding to this combustion condition from the storage unit 9 (step S108 in FIG. 5). S109a). Then, the failure determination unit 12 determines whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system by comparing the acquired number of discharges nref with the number of discharges n counted by the discharge counting unit 5 (step 5 in FIG. 5). S110a).

故障判定部12は、放電回数nrefと放電回数nとの差の絶対値|nref-n|が所定の閾値nthを超える場合(ステップS110aにおいてYES)、火炎検出システムに異常が発生していると判定する(図5ステップS111)。また、故障判定部12は、放電回数nrefと放電回数nとの差の絶対値|nref-n|が閾値nth以下の場合(ステップS110aにおいてNO)、火炎検出システムは正常と判定する(図5ステップS112)。図5のステップS113の処理は、図2で説明したとおりである。 When the absolute value |nref−n| of the difference between the number of discharges nref and the number of discharges n exceeds a predetermined threshold value nth (YES in step S110a), failure determination unit 12 determines that an abnormality has occurred in the flame detection system. Determine (step S111 in FIG. 5). Further, when the absolute value |nref−n| of the difference between the number of discharges nref and the number of discharges n is equal to or smaller than the threshold value nth (NO in step S110a), the failure determination unit 12 determines that the flame detection system is normal (FIG. 5). step S112). The process of step S113 in FIG. 5 is as explained in FIG.

[第2の実施例]
第1の実施例では、シャッター機構無しの火炎検出システムの例で説明しているが、本発明はシャッター機構付きの火炎検出システムに適用することも可能である。図6は本発明の第2の実施例に係る火炎検出システムの構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。
[Second embodiment]
In the first embodiment, an example of a flame detection system without a shutter mechanism is described, but the present invention can also be applied to a flame detection system with a shutter mechanism. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a flame detection system according to a second embodiment of the present invention, and the same components as in FIG. 1 are given the same reference numerals.

本実施例の火炎検出システムは、UVセンサ1と、電源回路2と、印加電圧生成部3と、放電検出部4と、放電カウント部5、紫外線強度確定部6と、確定結果出力部7と、放電確率算出部8aと、放電電流検出部10と、レベル判定部11と、火炎信号入力部20と、記憶部9と、UVセンサ1が採光可能な状態のときに放電確率算出部8aによって算出された放電確率と記憶部9から取得した基準値とを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定する故障判定部12aと、判定結果出力部13と、火炎100とUVセンサ1との間に設けられたシャッター15と、シャッター15を駆動するシャッター駆動部16と、シャッター駆動部16を通じてシャッター15を制御するシャッター制御部17とを備えている。シャッター15とシャッター駆動部16とは、遮光手段を構成している。 The flame detection system of this embodiment includes a UV sensor 1, a power supply circuit 2, an applied voltage generation unit 3, a discharge detection unit 4, a discharge count unit 5, an ultraviolet intensity determination unit 6, and a determination result output unit 7. , the discharge probability calculation unit 8a, the discharge current detection unit 10, the level determination unit 11, the flame signal input unit 20, the storage unit 9, and the discharge probability calculation unit 8a when the UV sensor 1 is in a state where daylight is available. a failure determination unit 12a that determines whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system by comparing the calculated discharge probability with a reference value acquired from the storage unit 9; a determination result output unit 13; and the UV sensor 1; The shutter 15 and the shutter driving section 16 constitute light shielding means.

図7は本実施例の火炎検出システムの動作を説明するフローチャートである。シャッター制御部17は、シャッター15を開閉動作させるためのシャッター開信号およびシャッター閉信号を出力する。シャッター制御部17は、レベル判定回路11によって判定された出力に基づいてUVセンサ1の放電が発生したと判定したときにシャッター15を閉じ、UVセンサ1の放電が停止したと判定したときにシャッター15を開く。 FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the flame detection system of this embodiment. The shutter control unit 17 outputs a shutter open signal and a shutter close signal for opening and closing the shutter 15 . The shutter control unit 17 closes the shutter 15 when it determines that the discharge of the UV sensor 1 has occurred based on the output determined by the level determination circuit 11, and closes the shutter 15 when it determines that the discharge of the UV sensor 1 has stopped. Open 15.

具体的には、レベル判定回路11は、UVセンサ1の放電電流を示す電圧が所定の放電閾値Ith1を超えたことによりUVセンサ1の放電が発生したと判定し、その判定結果に基づきシャッター制御部17は、シャッター閉信号を出力する。また、レベル判定回路11は、UVセンサ1の放電電流を示す電圧が所定の放電停止閾値Ith2(Ith1>Ith2)を下回ったことによりUVセンサ1の放電が停止したと判定し、シャッター制御部16は、シャッター開信号を出力する。こうして、シャッター15は、開閉動作を繰り返す。 Specifically, the level determination circuit 11 determines that the discharge of the UV sensor 1 occurs when the voltage indicating the discharge current of the UV sensor 1 exceeds a predetermined discharge threshold value Ith1, and controls the shutter based on the determination result. A unit 17 outputs a shutter close signal. Further, the level determination circuit 11 determines that the discharge of the UV sensor 1 has stopped because the voltage indicating the discharge current of the UV sensor 1 has fallen below a predetermined discharge stop threshold value Ith2 (Ith1>Ith2). outputs a shutter open signal. Thus, the shutter 15 repeats opening and closing operations.

なお、シャッター15の頻繁な開閉を回避するため、放電閾値Ith1および放電停止閾値Ith2と比較される電圧は、放電電流検出部10の出力電圧そのものではなく、この電圧に例えば積分処理を施して、立ち上がりおよび立ち下がりを鈍らせた波形となっている。つまり、レベル判定回路11は、所定の時定数を有する電圧波形に変換した上で、放電閾値Ith1および放電停止閾値Ith2と比較し、シャッター制御部17は、その出力によりシャッター開閉信号を出力する。 In order to avoid frequent opening and closing of the shutter 15, the voltage to be compared with the discharge threshold value Ith1 and the discharge stop threshold value Ith2 is not the output voltage itself of the discharge current detection unit 10, but is subjected to, for example, an integration process. The waveform has a blunted rise and fall. That is, the level determination circuit 11 converts the voltage waveform into a voltage waveform having a predetermined time constant, compares it with the discharge threshold Ith1 and the discharge stop threshold Ith2, and the shutter control unit 17 outputs a shutter open/close signal based on the output.

図7のステップS200,S201の処理は、図2のステップS100,S101と同じである。
シャッター駆動部16は、シャッター制御部17からシャッター開信号が出力されたとき、シャッター15を開く(図7ステップS202)。シャッター15が開いたことにより、UVセンサ1は採光可能な状態となる。
The processes of steps S200 and S201 in FIG. 7 are the same as steps S100 and S101 in FIG.
The shutter drive unit 16 opens the shutter 15 when the shutter open signal is output from the shutter control unit 17 (step S202 in FIG. 7). By opening the shutter 15, the UV sensor 1 becomes ready for daylighting.

図7のステップS203~S209の処理は、図2のステップS102~S108と同様である。なお、図7では、動作を明示するためにステップS203~S204の処理を記載しているが、印加電圧生成部3は、火炎検出システムの動作中に常時印可電圧生成し、放電検出部4は、UVセンサ1の放電の検出を火炎検出システムの動作中に常時行い、放電カウント部5は、UVセンサ1の放電の検出を火炎検出システムの動作中に常時行っている。 The processes of steps S203 to S209 in FIG. 7 are the same as steps S102 to S108 in FIG. In FIG. 7, the processing of steps S203 to S204 is described to clarify the operation. , the discharge of the UV sensor 1 is always detected during the operation of the flame detection system, and the discharge counter 5 always detects the discharge of the UV sensor 1 during the operation of the flame detection system.

本実施例では、記憶部9には、UVセンサ1が正常で採光可能な状態のときに、駆動電圧の印加回数Nが所定数Nthに達したときの放電確率Pref(基準値)が、火炎100を発生させる機器の燃焼条件毎に予め記憶されている。 In this embodiment, the storage unit 9 stores the discharge probability Pref (reference value) when the number of times N of application of the drive voltage reaches the predetermined number Nth when the UV sensor 1 is normal and can receive light. 100 is stored in advance for each combustion condition of the equipment that generates 100.

故障判定部12aは、シャッター制御部17からシャッター開信号が出力され、シャッター15が開いていて、かつ故障診断を実行すべき燃焼条件のときに(図7ステップS209においてYES)、この燃焼条件に対応する放電確率Prefの値を記憶部9から取得する(図7ステップS210)。 When a shutter open signal is output from the shutter control unit 17, the shutter 15 is open, and the combustion condition is such that failure diagnosis should be executed (YES in step S209 in FIG. 7), the failure determination unit 12a determines whether the combustion condition is met. The value of the corresponding discharge probability Pref is obtained from the storage unit 9 (step S210 in FIG. 7).

そして、故障判定部12aは、取得した放電確率Prefと放電確率算出部8によって算出された放電確率Pとを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定する(図7ステップS211)。図7のステップS212~S214の処理は、図2のステップS111~S113と同様である。 The failure determination unit 12a then compares the acquired discharge probability Pref with the discharge probability P calculated by the discharge probability calculation unit 8 to determine whether an abnormality has occurred in the flame detection system (see FIG. 7). step S211). The processing of steps S212 to S214 in FIG. 7 is the same as steps S111 to S113 in FIG.

次に、シャッター制御部17は、UVセンサ1の放電が発生したと判定したときに(図7ステップS215においてYES)、シャッター閉信号を出力する。シャッター駆動部16は、シャッター制御部17からシャッター閉信号が出力されたとき、シャッター15を閉じる(図7ステップS216)。これにより、火炎100からの紫外線がシャッター15によって遮断され、UVセンサ1への紫外線の入射が遮断される。 Next, when the shutter control unit 17 determines that the discharge of the UV sensor 1 has occurred (YES in step S215 in FIG. 7), it outputs a shutter close signal. The shutter drive unit 16 closes the shutter 15 when the shutter close signal is output from the shutter control unit 17 (step S216 in FIG. 7). As a result, the ultraviolet rays from the flame 100 are blocked by the shutter 15 and the incidence of the ultraviolet rays on the UV sensor 1 is blocked.

放電確率算出部8aは、シャッター制御部17からシャッター閉信号が出力されたとき、次にシャッター15が開いて放電確率Pを新たに算出するときまで、直前に算出した放電確率Pの値を保持する(図7ステップS217)。 When the shutter close signal is output from the shutter control unit 17, the discharge probability calculation unit 8a holds the value of the discharge probability P calculated immediately before until the next time the shutter 15 is opened and the discharge probability P is newly calculated. (step S217 in FIG. 7).

次に、シャッター制御部17は、UVセンサ1の放電が停止したと判定したときに(図7ステップS218においてYES)、シャッター開信号を出力する。シャッター駆動部16は、シャッター制御部17からシャッター開信号が出力されたとき、シャッター15を開く(図7ステップS202)。 Next, when the shutter controller 17 determines that the discharge of the UV sensor 1 has stopped (YES in step S218 in FIG. 7), it outputs a shutter open signal. The shutter drive unit 16 opens the shutter 15 when the shutter open signal is output from the shutter control unit 17 (step S202 in FIG. 7).

こうして、本実施例では、シャッター機構付きの火炎検出システムにおいて第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
図8は正常時のUVセンサ1の放電電流とフレーム電圧と放電確率Pとを示す図、図9は異常時のUVセンサ1の放電電流とフレーム電圧と放電確率Pとを示す図である。図13と同様に、I1は電源電圧が100%の場合の放電電流、I2は電源電圧が110%に上昇した場合の放電電流、V1は電源電圧が100%の場合のフレーム電圧、V2は電源電圧が110%に上昇した場合のフレーム電圧である。また、図8、図9のP’はシャッター開中のみの放電確率Pを示している。図9に示した例では、Bに示すような異常な放電が発生したことにより、放電確率Pが正常時の放電確率Pと異なる値になることが分かる。
Thus, in this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained in the flame detection system with the shutter mechanism.
FIG. 8 is a diagram showing the discharge current, frame voltage, and discharge probability P of the UV sensor 1 during normal operation, and FIG. 9 is a diagram showing the discharge current, frame voltage, and discharge probability P of the UV sensor 1 during abnormal operation. 13, I1 is the discharge current when the power supply voltage is 100%, I2 is the discharge current when the power supply voltage is increased to 110%, V1 is the frame voltage when the power supply voltage is 100%, and V2 is the power supply voltage. Frame voltage when the voltage is increased to 110%. P' in FIGS. 8 and 9 indicates the discharge probability P only when the shutter is open. In the example shown in FIG. 9, it can be seen that the discharge probability P becomes different from the discharge probability P in the normal state due to the occurrence of an abnormal discharge as indicated by B.

本実施例においても、放電回数nに基づいて火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定するようにしてもよい。放電回数nに基づいて火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定する場合、放電確率算出部8aは不要である。この場合の火炎検出システムの動作を図10に示す。図10のステップS200~S205,S207,S208の処理は、図7で説明したとおりである。 Also in this embodiment, it may be determined whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system based on the number of discharges n. When determining whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system based on the number of discharges n, the discharge probability calculator 8a is unnecessary. FIG. 10 shows the operation of the flame detection system in this case. The processes of steps S200 to S205, S207, and S208 in FIG. 10 are as explained in FIG.

ここでは、記憶部9には、UVセンサ1が正常で採光可能な状態のときに、駆動電圧の印加回数Nが所定数Nthに達したときの放電回数nref(基準値)が、火炎100を発生させる機器の燃焼条件毎に予め記憶されている。 Here, in the storage unit 9, when the UV sensor 1 is normal and daylighting is possible, the discharge number nref (reference value) when the drive voltage application number N reaches a predetermined number Nth is stored. It is stored in advance for each combustion condition of the device that generates it.

故障判定部12aは、シャッター制御部17からシャッター開信号が出力され、シャッター15が開いていて、かつ故障診断を実行すべき燃焼条件のときに(図10ステップS209においてYES)、その燃焼条件に対応する放電回数nrefの値を記憶部9から取得する(図10ステップS210a)。 When a shutter open signal is output from the shutter control unit 17, the shutter 15 is open, and the combustion condition is such that failure diagnosis should be executed (YES in step S209 in FIG. 10), the failure determination unit 12a determines whether the combustion condition is met. The value of the corresponding number of discharges nref is obtained from the storage unit 9 (step S210a in FIG. 10).

そして、故障判定部12aは、取得した放電回数nrefと放電判定部6によってカウントされた放電回数nとを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定する(図10ステップS211a)。図10のステップS212~S214の処理は、図5のステップS111~S113と同様である。また、図10のステップS215,S216,S218の処理は、図7で説明したとおりである。 Then, the failure determination unit 12a determines whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system by comparing the acquired number of discharges nref with the number of discharges n counted by the discharge determination unit 6 (step 10 in FIG. 10). S211a). The processes of steps S212 to S214 in FIG. 10 are the same as steps S111 to S113 in FIG. 10 are as described with reference to FIG.

第1、第2の実施例では、記憶部9は、放電確率Pまたは放電回数nの基準値として、火炎検出システムが正常なときの放電確率Prefまたは放電回数nrefを記憶しているが、これに限るものではなく、火炎検出システムの稼働初期の放電確率Pまたは放電回数nを基準値として記憶してもよいし、前回算出した放電確率Pまたは放電回数nを記憶してもよい。 In the first and second embodiments, the storage unit 9 stores the discharge probability Pref or the number of discharges nref when the flame detection system is normal as the reference value of the discharge probability P or the number of discharges n. However, the discharge probability P or the number of discharges n at the initial stage of operation of the flame detection system may be stored as a reference value, or the previously calculated discharge probability P or the number of discharges n may be stored.

この場合、放電確率算出部8,8aは、火炎検出システムの稼働初期または前回算出の放電確率Pの値を、この稼働初期または前回の算出時の燃焼条件情報と共に記憶部9に記憶させる。あるいは、放電カウント部5は、稼働初期または前回算出の放電回数nの値を、この稼働初期または前回の算出時に入力された燃焼条件情報と共に記憶部9に記憶させる。 In this case, the discharge probability calculation units 8 and 8a store the value of the discharge probability P calculated at the beginning of the operation of the flame detection system or at the previous calculation in the storage unit 9 together with the combustion condition information at the time of the initial calculation or the previous calculation. Alternatively, the discharge counting unit 5 causes the storage unit 9 to store the value of the number of discharges n at the beginning of operation or at the previous calculation together with the combustion condition information input at the beginning of operation or at the time of the previous calculation.

なお、UVセンサの放電確率を劣化指標として、長期的には放電確率が低下していくものとして、UVセンサの現在までの劣化の進行程度を推測する技術として、特開2018-205162号公報に開示された技術が存在するが、この技術は短期間(毎回の判定周期)での異常診断には適応できない。 In addition, as a technique for estimating the progress of deterioration of the UV sensor up to the present, assuming that the discharge probability of the UV sensor is used as a deterioration index and that the discharge probability decreases in the long term, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-205162 discloses. Although the disclosed technology exists, this technology cannot be applied to abnormality diagnosis in a short period (every judgment cycle).

第1、第2の実施例で説明した放電検出部4と放電カウント部5と紫外線強度確定部6と確定結果出力部7と放電確率算出部8a,8aと記憶部9と放電電流検出部10とレベル判定回路11と故障判定部12,12aと判定結果出力部13とシャッター制御部17とは、CPU(Central Processing Unit)、インタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。 Discharge detection unit 4, discharge count unit 5, ultraviolet intensity determination unit 6, determination result output unit 7, discharge probability calculation units 8a, 8a, storage unit 9, and discharge current detection unit 10 described in the first and second embodiments , the level determination circuit 11, the failure determination units 12 and 12a, the determination result output unit 13, and the shutter control unit 17 are implemented by a CPU (Central Processing Unit), a computer equipped with an interface, and a program that controls these hardware resources. can be realized.

このコンピュータの構成例を図11に示す。コンピュータは、CPU200と、インターフェース装置(以下、I/Fと略する)201とを備えている。I/F201には、放電検出部4(放電検出回路)と確定結果出力部7(通信回路や表示回路など)などが接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の故障診断方法を実現させるためのプログラムは、CPU200内臓のメモリに格納される。CPU200は、メモリに格納されたプログラムに従って第1、第2の実施例で説明した処理を実行する。 A configuration example of this computer is shown in FIG. The computer includes a CPU 200 and an interface device (hereinafter abbreviated as I/F) 201 . The I/F 201 is connected to the discharge detection unit 4 (discharge detection circuit), the fixed result output unit 7 (communication circuit, display circuit, etc.) and the like. In such a computer, a program for implementing the fault diagnosis method of the present invention is stored in the internal memory of the CPU 200 . The CPU 200 executes the processes described in the first and second embodiments according to programs stored in the memory.

本発明は、火炎検出システムに適用することができる。 The invention can be applied to flame detection systems.

1…UVセンサ、2…電源回路、3…印加電圧生成部、4…放電検出部、5…放電カウント部、6…紫外線強度確定部、7…確定結果出力部、8,8a…放電確率算出部、9…記憶部、10…放電電流検出部、11…レベル判定回路、12,12a…故障判定部、13…判定結果出力部、15…シャッター、16…シャッター駆動部、17…シャッター制御部、20…火炎信号入力部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... UV sensor, 2... Power supply circuit, 3... Applied voltage generation part, 4... Discharge detection part, 5... Discharge counting part, 6... Ultraviolet intensity determination part, 7... Confirmation result output part, 8, 8a... Discharge probability calculation Section 9 Storage section 10 Discharge current detection section 11 Level determination circuit 12, 12a Failure determination section 13 Determination result output section 15 Shutter 16 Shutter drive section 17 Shutter control section , 20 . . . flame signal input section.

Claims (6)

火炎から生じる紫外線を検出するように構成された火炎センサと、
この火炎センサの電極に駆動電圧を周期的に印加するように構成された印加電圧生成部と、
前記火炎センサの放電を検出するように構成された放電検出部と、
前記放電検出部で検出された放電の回数をカウントするように構成された放電カウント部と、
前記駆動電圧の印加回数と、前記放電カウント部によってカウントされた放電の回数とに基づいて放電確率を算出するように構成された放電確率算出部と、
前記放電確率の基準値を、前記火炎を発生させる機器の燃焼条件毎に予め記憶するように構成された記憶部と、
前記放電確率算出部によって放電確率が算出されたときの燃焼条件に対応する前記基準値を前記記憶部から取得して、この基準値と前記放電確率算出部によって算出された放電確率とを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定するように構成された故障判定部とを備える火炎検出システム。
a flame sensor configured to detect ultraviolet radiation from a flame;
an applied voltage generator configured to periodically apply a drive voltage to the electrodes of the flame sensor;
a discharge detector configured to detect discharge of the flame sensor;
a discharge counting unit configured to count the number of discharges detected by the discharge detection unit;
a discharge probability calculation unit configured to calculate a discharge probability based on the number of times the driving voltage is applied and the number of discharges counted by the discharge counting unit;
a storage unit configured to store in advance the reference value of the discharge probability for each combustion condition of the device that generates the flame;
The reference value corresponding to the combustion condition when the discharge probability calculation unit calculates the discharge probability is obtained from the storage unit, and the reference value and the discharge probability calculated by the discharge probability calculation unit are compared. and a failure determination unit configured to determine whether an abnormality has occurred in the flame detection system.
請求項1記載の火炎検出システムにおいて、
前記火炎と前記火炎センサとの間に設けられた遮光手段と、
この遮光手段を開閉動作させて、前記火炎センサが遮光された状態と前記火炎センサが採光可能な状態とを切り替えるように構成されたシャッター制御部とをさらに備え、
前記故障判定部は、前記火炎センサが採光可能な状態のときに前記放電確率算出部によって算出された放電確率と前記記憶部から取得した基準値とを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定することを特徴とする火炎検出システム。
The flame detection system of claim 1, wherein
a light blocking means provided between the flame and the flame sensor;
a shutter control unit configured to open and close the light shielding means to switch between a state in which the flame sensor is shielded from light and a state in which the flame sensor can receive light;
The failure determination unit compares the discharge probability calculated by the discharge probability calculation unit when the flame sensor is in a state in which daylight can be received and the reference value obtained from the storage unit, thereby determining whether there is an abnormality in the flame detection system. A flame detection system characterized by determining whether or not a flame is occurring.
請求項記載の火炎検出システムにおいて、
前記火炎センサの放電電流を検出するように構成された放電電流検出部と、
前記放電電流のレベルに基づいて前記火炎センサの放電の有無を判定するように構成されたレベル判定回路とをさらに備え、
前記シャッター制御部は、前記火炎センサの放電が発生したと前記レベル判定回路が判定したときに前記遮光手段を閉じ、前記火炎センサの放電が停止したと前記レベル判定回路が判定したときに前記遮光手段を開くことを特徴とする火炎検出システム。
3. The flame detection system of claim 2 , wherein
a discharge current detector configured to detect a discharge current of the flame sensor;
a level determination circuit configured to determine whether or not the flame sensor discharges based on the level of the discharge current;
The shutter control section closes the light blocking means when the level determination circuit determines that the discharge of the flame sensor has occurred, and closes the light blocking means when the level determination circuit determines that the discharge of the flame sensor has stopped. A flame detection system characterized by opening means.
請求項1乃至のいずれか1項に記載の火炎検出システムにおいて、
前記故障判定部は、現在の燃焼条件に対応する前記基準値を前記記憶部から取得することを特徴とする火炎検出システム。
A flame detection system according to any one of claims 1 to 3 ,
The flame detection system, wherein the failure determination section acquires the reference value corresponding to the current combustion condition from the storage section.
火炎から生じる紫外線を検出する火炎センサの電極に駆動電圧を周期的に印加する第1のステップと、
前記火炎センサの放電を検出する第2のステップと、
前記駆動電圧の印加回数と、前記第2のステップで検出した放電の回数とに基づいて放電確率を算出する第3のステップと、
前記放電確率の基準値を、前記火炎を発生させる機器の燃焼条件毎に予め記憶する記憶部を参照し、前記第3のステップで放電確率を算出したときの燃焼条件に対応する前記基準値を前記記憶部から取得して、この基準値と前記第3のステップで算出した放電確率とを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定する第4のステップとを含む火炎検出システムの故障診断方法。
a first step of periodically applying a driving voltage to electrodes of a flame sensor that detects ultraviolet light emitted from a flame;
a second step of detecting discharge of the flame sensor;
a third step of calculating a discharge probability based on the number of times the drive voltage is applied and the number of times of discharge detected in the second step;
The reference value of the discharge probability is stored in advance for each combustion condition of the device that generates the flame, and the reference value corresponding to the combustion condition when the discharge probability is calculated in the third step is obtained. and a fourth step of determining whether or not an abnormality has occurred in the flame detection system by comparing the reference value obtained from the storage unit and the discharge probability calculated in the third step. A method for diagnosing a flame detection system.
請求項記載の火炎検出システムの故障診断方法において、
前記火炎と前記火炎センサとの間に設けられた遮光手段を制御して、前記火炎センサが遮光された状態と前記火炎センサが採光可能な状態とを切り替える第5のステップをさらに含み、
前記第4のステップは、前記火炎センサが採光可能な状態のときに前記第3のステップで算出した放電確率と前記記憶部から取得した基準値とを比較することにより、火炎検出システムに異常が発生しているかどうかを判定するステップを含むことを特徴とする火炎検出システムの故障診断方法。
In the flame detection system failure diagnosis method according to claim 5 ,
further comprising a fifth step of controlling light shielding means provided between the flame and the flame sensor to switch between a state in which the flame sensor is shielded from light and a state in which the flame sensor can receive light;
The fourth step compares the discharge probability calculated in the third step with the reference value obtained from the storage unit when the flame sensor is in a state in which daylight can be received, thereby determining whether there is an abnormality in the flame detection system. A method for diagnosing a failure of a flame detection system, comprising the step of determining whether a flame detection system has occurred.
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