CH577145A5 - Flame sensor for gas and oil burners - has fresnel lens filter or reflector for eliminating glow interference - Google Patents

Flame sensor for gas and oil burners - has fresnel lens filter or reflector for eliminating glow interference

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CH577145A5
CH577145A5 CH1391274A CH1391274A CH577145A5 CH 577145 A5 CH577145 A5 CH 577145A5 CH 1391274 A CH1391274 A CH 1391274A CH 1391274 A CH1391274 A CH 1391274A CH 577145 A5 CH577145 A5 CH 577145A5
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Abstract

The flame sensor for gas and fuel oil burners has a housing with light sensitive element and an optical system for light collection and for eliminating undesirable radiations. This ensures that only flame radiation consisting of blue or near ultraviolet radiation is sensed and not red. Infrared radiation emitted by glowing furnace walls is not sensed. The optical system is a Fresnel lens made from a plastics material which absorbs light whose wavelength is longer than that of the blue light. Optical filter materials are embedded into lens material for absorption purposes. Alternatively the Fresnel lens surface may be coated with material reflecting light of wavelengths longer than that of the blue light.

Description

  

  
 



   Die Erfindung bezieht sich auf eine Flammenfühler Anordnung zur Überwachung einer Flamme bei Gas- und   Ölbrennern,    bestehend aus einem Gehäuse, enthaltend ein lichtempfindliches Element und ein optisches System zur Lichtsammlung und Fernhaltung unerw4nschter Strahlungsanteile.



   Für die Überwachung von   Ö1-    und Gasflammen sind Flammenfühler erwünscht, welche nur auf die direkt von der Flamme ausgehende Strahlung ansprechen, das heisst, auf deren blauen oder nahe gegen ultraviolett liegenden Strahlenanteil, während im Rot und Infrarot liegende Strahlung, die vor allem von glühenden Schamottewänden herrührt, nicht erfasst werden soll.



   Nach der CH-PS 408211 ist ein optisches System in Verbindung mit einer justierbaren Vierschichtdiode bekannt, welches mit einem Absorptionsfilter und/oder einer Lochblende den langwelligen, unerwünschten Strahlungsanteil von der Vierschichtdiode unter gleichzeitiger Sammlung des gewünschten Lichtanteiles fernhält.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das optische System einer solchen Fühler-Anordnung zu verbessern.



   Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das optische System aus einer Fresnel-Linse besteht.



   Fresnel-Linsen als solche sind bekannt. Sie bestehen aus zentrisch angeordneten, lichtbrechenden Strukturen, die als schmale Kreisringe ausgebildet sind. Es sind damit optische Systeme mit sehr kleiner Brennweite bei grossem Öffnungsverhältnis herstellbar, weil jeder Kreisring entsprechend seinem Abstand vom Zentrum individuell optisch korrigiert werden kann. Dadurch ergibt sich eine hohe Beleuchtungsstärke bei kleiner Baulänge der Fühleranordnung.



   Zur Erzielung einer   Filterwirkung    ist die Fresnel-Linse aus einem Kunststoff herstellbar, der unerwünschte langwellige Strahlungsanteile absorbiert, bzw. in den optische Filterstoffe eingebettet sind. Mit Vorteil wird die   Fresnel-Linse - zweck-    mässig zusätzlich - mit einer Oberflächenschicht versehen, welche die langwelligen Strahlungsanteile reflektiert.



   Durch Verwendung einer Fresnel-Linse, welche durch Pressen oder Spritzen aus einem lichtdurchlässigen Polyesterkunststoff ohne grossen Aufwand hergestellt werden kann, ergibt sich ein sehr wirtschaftliches optisches System für einen Flammenfühler.



   PATENTANSPRUCH



   Flammenfühler-Anordnung zur Überwachung einer Flamme bei Gas- oder Ölbrennern, bestehend aus einem Gehäuse, enthaltend ein lichtempfindliches Element und ein optisches System zur Lichtsammlung und Fernhaltung unerwünschter Strahlungsanteile, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System eine Fresnel-Linse ist.

 

   UNTERANSPRÜCHE
1. Flammenfühler-Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fresnel-Linse aus einem Kunststoff hergestellt ist, der Strahlung mit einer Wellenlänge, die grösser als die blauen Lichtes ist, absorbiert.



   2. Flammenfühler-Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fresnel-Linse aus Kunststoff hergestellt ist, in den optische Filterstoffe eingebettet sind, die Strahlung mit einer Wellenlänge, die grösser als die blauen Lichtes ist, absorbieren.



   3. Flammenfühler-Anordnung nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fresnel-Linse mit einer Strahlung mit einer Wellenlänge, die grösser als die blauen Lichtes ist, reflektierenden Oberflächenschicht versehen ist.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   



  
 



   The invention relates to a flame sensor arrangement for monitoring a flame in gas and oil burners, consisting of a housing containing a light-sensitive element and an optical system for collecting light and keeping out undesired radiation components.



   For the monitoring of oil and gas flames, flame sensors are desired which respond only to the radiation emitted directly from the flame, i.e. to its blue or near-ultraviolet radiation, while radiation lying in the red and infrared, primarily from glowing Fireclay walls, should not be recorded.



   According to CH-PS 408211 an optical system in connection with an adjustable four-layer diode is known, which with an absorption filter and / or a pinhole keeps away the long-wave, undesired radiation component from the four-layer diode while at the same time collecting the desired light component.



   The invention is based on the object of improving the optical system of such a sensor arrangement.



   This object is achieved according to the invention in that the optical system consists of a Fresnel lens.



   Fresnel lenses as such are known. They consist of centrally arranged, refractive structures that are designed as narrow circular rings. Optical systems with a very small focal length and a large aperture ratio can thus be produced because each circular ring can be optically corrected individually according to its distance from the center. This results in a high illuminance with a small overall length of the sensor arrangement.



   To achieve a filter effect, the Fresnel lens can be produced from a plastic that absorbs undesirable long-wave radiation components or in which optical filter materials are embedded. The Fresnel lens is advantageously provided - expediently in addition - with a surface layer which reflects the long-wave radiation components.



   The use of a Fresnel lens, which can be manufactured from a translucent polyester plastic by pressing or injection molding without great effort, results in a very economical optical system for a flame sensor.



   PATENT CLAIM



   Flame sensor arrangement for monitoring a flame in gas or oil burners, consisting of a housing containing a light-sensitive element and an optical system for collecting light and keeping unwanted radiation components away, characterized in that the optical system is a Fresnel lens.

 

   SUBCLAIMS
1. Flame sensor arrangement according to claim, characterized in that the Fresnel lens is made of a plastic that absorbs radiation with a wavelength that is greater than the blue light.



   2. Flame sensor arrangement according to claim, characterized in that the Fresnel lens is made of plastic, in which optical filter materials are embedded, which absorb radiation with a wavelength which is greater than the blue light.



   3. Flame sensor arrangement according to claim or dependent claim 1 and / or 2, characterized in that the Fresnel lens is provided with a surface layer reflecting radiation with a wavelength that is greater than the blue light.

** WARNING ** End of DESC field could overlap beginning of CLMS **.

Claims (1)

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. ** WARNING ** Beginning of CLMS field could overlap end of DESC **. Die Erfindung bezieht sich auf eine Flammenfühler Anordnung zur Überwachung einer Flamme bei Gas- und Ölbrennern, bestehend aus einem Gehäuse, enthaltend ein lichtempfindliches Element und ein optisches System zur Lichtsammlung und Fernhaltung unerw4nschter Strahlungsanteile. The invention relates to a flame sensor arrangement for monitoring a flame in gas and oil burners, consisting of a housing containing a light-sensitive element and an optical system for collecting light and keeping out undesired radiation components. Für die Überwachung von Ö1- und Gasflammen sind Flammenfühler erwünscht, welche nur auf die direkt von der Flamme ausgehende Strahlung ansprechen, das heisst, auf deren blauen oder nahe gegen ultraviolett liegenden Strahlenanteil, während im Rot und Infrarot liegende Strahlung, die vor allem von glühenden Schamottewänden herrührt, nicht erfasst werden soll. For the monitoring of oil and gas flames, flame sensors are desired which respond only to the radiation emitted directly from the flame, i.e. to its blue or near-ultraviolet radiation, while radiation lying in the red and infrared, primarily from glowing Fireclay walls, should not be recorded. Nach der CH-PS 408211 ist ein optisches System in Verbindung mit einer justierbaren Vierschichtdiode bekannt, welches mit einem Absorptionsfilter und/oder einer Lochblende den langwelligen, unerwünschten Strahlungsanteil von der Vierschichtdiode unter gleichzeitiger Sammlung des gewünschten Lichtanteiles fernhält. According to CH-PS 408211 an optical system in connection with an adjustable four-layer diode is known, which with an absorption filter and / or a pinhole keeps away the long-wave, undesired radiation component from the four-layer diode while at the same time collecting the desired light component. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das optische System einer solchen Fühler-Anordnung zu verbessern. The invention is based on the object of improving the optical system of such a sensor arrangement. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das optische System aus einer Fresnel-Linse besteht. This object is achieved according to the invention in that the optical system consists of a Fresnel lens. Fresnel-Linsen als solche sind bekannt. Sie bestehen aus zentrisch angeordneten, lichtbrechenden Strukturen, die als schmale Kreisringe ausgebildet sind. Es sind damit optische Systeme mit sehr kleiner Brennweite bei grossem Öffnungsverhältnis herstellbar, weil jeder Kreisring entsprechend seinem Abstand vom Zentrum individuell optisch korrigiert werden kann. Dadurch ergibt sich eine hohe Beleuchtungsstärke bei kleiner Baulänge der Fühleranordnung. Fresnel lenses as such are known. They consist of centrally arranged, refractive structures that are designed as narrow circular rings. Optical systems with a very small focal length and a large aperture ratio can thus be produced because each circular ring can be optically corrected individually according to its distance from the center. This results in a high illuminance with a small overall length of the sensor arrangement. Zur Erzielung einer Filterwirkung ist die Fresnel-Linse aus einem Kunststoff herstellbar, der unerwünschte langwellige Strahlungsanteile absorbiert, bzw. in den optische Filterstoffe eingebettet sind. Mit Vorteil wird die Fresnel-Linse - zweck- mässig zusätzlich - mit einer Oberflächenschicht versehen, welche die langwelligen Strahlungsanteile reflektiert. To achieve a filter effect, the Fresnel lens can be produced from a plastic that absorbs undesirable long-wave radiation components or in which optical filter materials are embedded. The Fresnel lens is advantageously provided - expediently in addition - with a surface layer which reflects the long-wave radiation components. Durch Verwendung einer Fresnel-Linse, welche durch Pressen oder Spritzen aus einem lichtdurchlässigen Polyesterkunststoff ohne grossen Aufwand hergestellt werden kann, ergibt sich ein sehr wirtschaftliches optisches System für einen Flammenfühler. The use of a Fresnel lens, which can be manufactured from a translucent polyester plastic by pressing or injection molding without great effort, results in a very economical optical system for a flame sensor. PATENTANSPRUCH PATENT CLAIM Flammenfühler-Anordnung zur Überwachung einer Flamme bei Gas- oder Ölbrennern, bestehend aus einem Gehäuse, enthaltend ein lichtempfindliches Element und ein optisches System zur Lichtsammlung und Fernhaltung unerwünschter Strahlungsanteile, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System eine Fresnel-Linse ist. Flame sensor arrangement for monitoring a flame in gas or oil burners, consisting of a housing containing a light-sensitive element and an optical system for collecting light and keeping unwanted radiation components away, characterized in that the optical system is a Fresnel lens. UNTERANSPRÜCHE 1. Flammenfühler-Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fresnel-Linse aus einem Kunststoff hergestellt ist, der Strahlung mit einer Wellenlänge, die grösser als die blauen Lichtes ist, absorbiert. SUBCLAIMS 1. Flame sensor arrangement according to claim, characterized in that the Fresnel lens is made of a plastic that absorbs radiation with a wavelength that is greater than the blue light. 2. Flammenfühler-Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fresnel-Linse aus Kunststoff hergestellt ist, in den optische Filterstoffe eingebettet sind, die Strahlung mit einer Wellenlänge, die grösser als die blauen Lichtes ist, absorbieren. 2. Flame sensor arrangement according to claim, characterized in that the Fresnel lens is made of plastic, in which optical filter materials are embedded, which absorb radiation with a wavelength which is greater than the blue light. 3. Flammenfühler-Anordnung nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fresnel-Linse mit einer Strahlung mit einer Wellenlänge, die grösser als die blauen Lichtes ist, reflektierenden Oberflächenschicht versehen ist. 3. Flame sensor arrangement according to claim or dependent claim 1 and / or 2, characterized in that the Fresnel lens is provided with a radiation with a wavelength which is greater than the blue light, reflective surface layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4115255C2 (en) * 1990-05-18 2001-07-05 Landis & Gyr Betr S Ag Zug Radiation sensor
CN110836864A (en) * 2019-10-29 2020-02-25 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 Optical measuring device for measuring combustion field gas parameters

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4115255C2 (en) * 1990-05-18 2001-07-05 Landis & Gyr Betr S Ag Zug Radiation sensor
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