AT399234B - Drucksensorik - Google Patents

Description

AT 399 234 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucksensorik zur Beaufschlagung einer Regeleinrichtung, insbesondere einer Gas-Luft-Verbund-Regelarmatur, eines brennerbeheizten Gerätes mit einem an einer Luftblende abgenommenem Differenzdruck.

Bekannt ist, daß bei einer Änderung des barometrischen Druckes auch die Leistung eines brennerbeheizten 5 Gerätes verändert wird. Dies trifft besonders bei der Verwendung einer Gas-Luft-Verbund-Regelarmatur zu, bei der an einer definierten Luftblende ein Führungsdruck abgenommen wird, der bekanntlich über die Dichte mit dem barometrischen Druck gekoppelt ist.

Bisher erfolgte die Einstellung der Regelung eines brennerbeheizten Gerätes nach einem Mittelwert des Luftdruckes am Aufstellungsort des Gerätes. io Dies führt aber dazu, daß die Geräteleistung neben einer sich verändernden Gasdichte auch noch von der Luftdichte beeinflußt wird, was zum Beispiel bei einer Barometerstandsabweichung vom eingestellten Nennpunkt von + 50 mbar/-150 mbar zu einer Leistungsänderung von + 5 %/-15 % führt.

Um diesen Effekt auszugleichen, wurde bereits vorgeschlagen, jedem barometrischen Druck eine Führungsgröße zuzuordnen und als Soll-Kennlinie abzulegen. Aus Versuchsdaten wird dabei ein Algorith-15 mus festgeiegt, der eine Zuordnung zu der mittleren und der maximalen Führungsgröße für die Ersteinstellung festlegt. So kann zum Beispiel der mittlere barometrische Druck bei der geodätischen Höhe der Fertigungsstätte als Festlegung eines Referenzwertes genutzt werden.

Ziel der Erfindung ist es, eine Drucksensorik der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die bei einem einfachen Aufbau eine sehr weitgehende Konstanz der Leistung eines brennerbeheizten Gerätes trotz sich 20 änderndem barometrischen Druck ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in einem Gehäuse, das vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, zwei auf einer Platine angeordnete, vorzugsweise piezoresistive Druckmeßdosen angeordnet sind, wobei die eine Druckmeßdose in einer vom barometrischen Luftdruck zumindest im Ruhezustand des Brenners beaufschlagten ersten Kammer des Gehäuses angeordnet ist und die zweite Druckmeßdose von 25 einem vom Differenzdruck gesteuerten Stößel beaufschlagt ist und/oder in einem Gehäuse zwei von einer Membrane getrennte Kammern angeordnet sind, in deren eine ein Biegebalken, vorzugsweise ein keramischer Biegebalken, angeordnet ist, auf den die Membrane einwirkt, wobei die beiden Kammern von den zu beiden Seiten der Luftbiende abgenommenen Drücken beaufschlagt sind und für die Erfassung des barometrischen Luftdruckes auf dem Biegebalken eine Auswerteelektronik mit einer Temperaturkompensa-30 tion angeordnet ist Durch diese Maßnahmen ist es möglich, die Führungsgröße der Regeleinrichtung in Abhängigkeit vom barometrischen Druck zu ändern.

Eine permanente Erfassung des barometrischen Druckes und die entsprechende Korrektur der Auswertung des dem Differenzdruck an der Luftblende entsprechenden Signales ist dabei nicht notwendig. Es genügt, im Ruhezustand des Brenners, das heißt vor dem Start seines Gebläses, den barometrischen Druck 35 in einer Unterdruckkammer des Brenners zu erfassen, um die Korrektur der Regelkurve durchzuführen. Diese Korrektur führt zu einer neuen Zuordnung des maximalen Differenzdruckes pmax zur Geräteleistung. Dies wiederum führt zu einer geänderten Drehzahl-Soll-Kennlinie für das Gebläse des Brenners. Bei höheren barometrischen Drücken muß dabei die Drehzahl abgesenkt werden und bei niedrigeren barometrischen Drücken erhöht werden. 40 Dabei kann weiter auch der untere Modulationsgrad der Geräteleistung sowie jede Teillasteinstellung vom barometrischen Druck abhängig gemacht werden, wobei der den Differenzdruck erfassende Sensor im unteren Bereich ein Unterschreiten der für die jeweilige Gas-Luft-Verbund-Regelarmatur vorgesehenen minimalen Führungsgröße verhindert. Durch die Erfassung des Istwertes des Differenzdruckes ist es möglich, auf alle Veränderungen von Umgebungsbedingungen, sowie auf unterschiedliche Instaiiationsge-45 gebenheiten so zu reagieren, daß praktisch keine Verminderung der Geräteleistung und auch keine Überlastung entsteht.

Außerdem ist es auch möglich, mit Hilfe der Erfassung des Differenzdruckes und der in der vorgesehenen Kennlinie festgelegten Endpunkte beziehungsweise deren datenmäßige Verarbeitung, eine Leistungsanpassung unterschiedlicher Gasqualitäten vorzunehmen, so daß niedrigkalorische Gase nicht zu Leistungs-50 einbußen führen.

Nach Anspruch 1 ergibt sich auch in Verbindung mit Anspruch 2 ein in konstruktiver Hinsicht sehr einfacher Aufbau. Dabei erfaßt die eine Druckmeßdose, die der den barometrischen Luftdruck zeitweise beaufschlagten Kammer zugeordnet ist, den barometrischen Druck während der Stillstandszeiten des Brenners, wogegen während der Betriebszeiten des Brenners diese Kammer von dem an einer Seite der 55 Luftblende abgenommenen Druck beaufschlagt ist. Die entsprechende Unterscheidung des jeweiligen Betriebszustandes des Brenners kann durch eine Auswerteschaltung durchgeführt werden, wobei nur die während der Stillstandszeiten einlangenden Signale dieser Druckmeßdose zur Adaptierung der Kennlinie verwendet wird. 2

Claims (4)

1. AT 399 234 B Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 3 kann eine ständige Erfassung des barometrischen Drucks vorgesehen sein, wobei der Hebel in beliebiger Weise vom Differenzdruck an der Luftblende beaufschlagt sein kann, zum Beispiel über eine vom Differenzdruck beaufschlagte Membrane. Nach der alternativen Variante gemäß Anspruch 4 der Erfindung wird der Biegebalken in Abhängigkeit 5 vom an der Luftblende abgenommenen Differenzdruck mehr oder weniger ausgelenkt. Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen die Figuren 1 bis 3 Schnitte verschiedener Ausführungsformen erfindungsgemäßer Sensoreinrichtungen. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 ist ein mehrteiliges Gehäuse 2 vorgesehen, in dem eine Platine 1 gehalten ist, auf der zwei Druckmeßdosen 7 und 8 samt einer entsprechenden Auswerteelek-ro tronik, die über eine Temperaturkompensation verfügt, angeordnet sind. Von dieser Platine 1 führen Ausleitungen 11,12 zu einem Anschlußstecker 6. Die Druckmeßdose 8 befindet sich in einer Kammer 18 und die Druckmeßdose 7 in einer Kammer 19, die durch eine Membrane 3 von einer Kammer 20 getrennt ist. Dabei sind die beiden Kammern 19, 20 über die Meßstutzen 5, 5 a mit den zu beiden Seiten einer Luftblende (nicht dargestellt) abgenommenen Drücken 15 beaufschlagt. In der Membrane 3 ist ein Stößel 13 gehalten, der auf die Druckmeßdose 7 einwirkt, wenn sich der Brenner im Betriebszustand befindet und daher ein entsprechender 'Differenzdruck an der Luftblende auftritt. Dabei ist die Membrane 3 durch die Feder 4 belastet. Die Kammer 18 ist mit der Kammer 19 verbunden. Bei Stillstand des Brenners wirkt daher der 20 barometrische Druck auf alle drei Kammern 18, 19, 20 ein. Dabei erfaßt die Druckmeßdose 8 den barometrischen Druck, wobei das Signal der Druckmeßdose 8 durch die Auswerteschaltung während der Betriebszeiten des Brenners unterdrückt wird. Die Ausführungsform nach der Figur 2 unterscheidet sich von jener nach der Figur 1 dadurch, daß der Stößel 13 an einem Hebei 9 gehalten ist, der in nicht dargestellter Weise vom Differenzdruck an der 25 Luftblende gesteuert ist. Die Kammer 18 ist dabei ebenfalls mit einer Druckabnahme an der Luftblende über den Meßstutzen 5a verbunden. Während der Stillstandszeiten des Brenners wird daher die Kammer 18 vom barometrischen Druck beaufschlagt. Ein weiterer Unterschied zur Ausführungsform nach der Figur 1 liegt darin, daß die Kammer 19 nicht durch eine Membrane unterteilt ist, wie dies nach der Ausführungsform nach der Figur 1 der Fall ist. 30 Bei der Ausführungsform nach der Figur 3 sind in einem mehrteiligen Gehäuse 2 zwei von einer Membrane 3 getrennte Kammern 18,19 angeordnet, die über die Meßstutzen 5, 5a mit den Druckabnahmestellen an der nicht dargestellten Luftblende verbunden sind. In der Kammer 18 ist ein keramischer Biegebalken 14 angeordnet, der über den Stößel 13 von der Membrane 3 auslenkbar ist. An diesem Biegebalken 14 ist weiter eine Auswerteelektronik 15 angeordnet, 35 die über eine Temperaturkompensation verfügt. Diese Auswerteelektronik 15 ist mit einem Anschlußstecker 6 verbunden. In der Kammer 18 ist ein Anschlag 16 angeordnet, der den Bewegungsweg beziehungsweise die Auslenkung des Biegebaikens 14 begrenzt. 40 Patentansprüche 1. Drucksensorik zur Beaufschlagung einer Regeleinrichtung, insbesondere einer Gas-Luft-Verbund-Rege-larmatur, eines brennerbehei2ten Gerätes mit einem an einer Luftblende abgenommenem Differenzdruck Δρ, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (2), das vorzugsweise aus Kunststoff 45 hergestellt ist, zwei auf einer Platine (1) angeordnete, vorzugsweise piezoresistive Druckmeßdosen (7, 8) angeordnet sind, wobei die eine Druckmeßdose (8) in einer vom barometrischen Luftdruck p0 zumindest im Ruhezustand des Brenners beaufschlagten ersten Kammer (18) des Gehäuses (2) angeordnet ist und die zweite Druckmeßdose (7) von einem vom Differenzdruck Δρ gesteuerten Stößel (13) beaufschlagt ist. 50
2. 2. Drucksensorik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Stößel (13) an einer Membrane (3) angeordnet ist, die zwei weitere Kammern (19, 20) des Gehäuses (2) voneinander trennt, wobei die weiteren Kammern (19, 20) von den an der Luftblende herrschenden Drücken beaufschlagt sind und eine der weiteren Kammern (19) mit der ersten Kammer (18) verbunden ist (Fig. 1). 55
3. 3. Drucksensorik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Stößel (13) mit einem vom Differenzdruck gesteuerten Hebel (9) verbunden ist (Fig. 2). 3 AT 399 234 B
4. 4. Drucksensorik zur Beaufschlagung einer Regeleinrichtung, insbesondere einer Gas-Luft-Verbund-Rege-larmatur, eines brennerbeheizten Gerätes mit einem an einer Luftblende abgenommenem Differenzdruck Δρ, dadurch gekennzeichnet daß in einem Gehäuse (2) zwei von einer Membrane (3) getrennte Kammern (18, 19) angeordnet sind, in deren eine ein Biegebalken (14), vorzugsweise ein 5 keramischer Biegebalken, angeordnet ist, auf den die Membrane (3) einwirkt, wobei die beiden Kammern (18, 19) von den zu beiden Seiten der Luftbiende abgenommenen Drücken beaufschlagt sind und für die Erfassung des barometrischen Luftdruckes auf dem Biegebalken (14) eine Auswerteelektronik (15) mit einer Temperaturkompensation angeordnet ist (Fig. 3). io Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 15 20 25 30 35 40 45 50 4 55