CN107532939A - 利用淬灭时间对紫外（uv）传感器管去离子化 - Google Patents

Abstract

本文描述了利用淬灭时间对紫外（UV）传感器管去离子化。一种方法包括监测UV传感器管内的点火事件，其中特定点火事件开始装备UV传感器管，开始淬灭时间以便对UV传感器管去离子化，其中淬灭时间包括使UV传感器管解除装备以便防止点火事件。

Description

利用淬灭时间对紫外（UV）传感器管去离子化

技术领域

本公开涉及利用淬灭（quench）时间对紫外（UV）传感器管去离子化。

背景技术

诸如来自燃烧器的火焰典型地辐射紫外（UV）发射（例如，辐射、光）。紫外（UV）传感器可以用于检测UV发射的存在，并且由此检测火焰的存在。当使用牵涉到火焰的应用时，使用UV传感器确定火焰是在燃烧还是已熄灭可以辅助安全预防措施。例如，可以利用UV传感器检测从燃烧器中的火焰发出的UV辐射的存在。检测燃烧器内部的火焰的存在可以帮助用户（例如，技工和/或维护人员）安全地操作和/或检修燃烧器。

UV传感器可以处在UV传感器管内，所述UV传感器管可以是紫外灵敏的、冷阴极、放电管。阴极在暴露于UV辐射（例如，源于来自燃烧器的火焰的发射）时可以发射电子。然而，UV传感器管可能随着使用而快速老化，引起降低的灵敏性和/或不可靠的读数。老化的UV传感器管可能没有正确地感测UV发射（例如，辐射）和/或可能随着时间过去而提供不一致的灵敏性。例如，UV传感器随着时间过去而可能变得对低水平的UV发射不敏感。

老化的UV传感器管可能影响与UV传感器相关联的可靠性和安全性，这可能引起针对包含UV传感器的产品应用（诸如，燃烧器）的危险操作状况。因此，重要的是维持或者增加UV传感器管的寿命以便维持一段时间内的可靠性和一致的灵敏性。

附图说明

图1图示了依照本公开的一个或多个实施例的UV传感器设备的示例。

图2图示了依照本公开的一个或多个实施例的用于利用淬灭时间对UV传感器管去离子化的系统的示例。

图3图示了依照本公开的一个或多个实施例的用于利用淬灭时间对UV传感器管去离子化的系统。

图4图示了依照本公开的一个或多个实施例的利用淬灭时间对UV传感器管去离子化的示例。

图5是依照本公开的一个或多个实施例的用于利用淬灭时间对UV传感器管去离子化的控制器的示意性框图。

具体实施方式

本文描述了用于利用淬灭时间对UV传感器管去离子化的方法、系统和设备。例如，一个或多个实施例可以包括监测UV传感器管内的点火事件，其中特定点火事件开始装备（arm）UV传感器管，开始淬灭时间对UV传感器管去离子化，其中淬灭时间包括使UV传感器管解除装备（disarm）以防止点火事件。

依照本公开，利用淬灭时间对UV传感器管去离子化可以通过在点火周期之间对UV传感器管去离子化而减少或者消除在管放电周期期间对UV传感器管的潜在损坏。对UV传感器管的损坏的减少和/或消除可以降低UV传感器管的老化。UV传感器管老化方面的降低可以延长UV传感器的寿命（例如，使用期），和/或提供利用UV传感器的产品应用（例如，燃烧器）的可靠性和/或更安全的操作。例如，降低UV传感器管老化可以维持可靠性而同时推迟UV传感器更换。

在以下详细描述中，参照形成其部分的随附各图。附图以图示的方式示出了可以如何实践本公开的一个或多个实施例。

以充足的细节描述了这些实施例以使得本领域普通技术人员能够实践本公开的一个或多个实施例。要理解到，可以利用其它实施例，并且可以做出过程、电气和/或结构改变，而不脱离本公开的范围。

如将领会到，可以添加、交换、组合和/或消除在本文各种实施例中示出的元件以便提供本公开的数个附加的实施例。在附图中提供的元件的比例和相对尺度旨在说明本公开的实施例，并且不应当理解为限制性含义。

本文中的附图遵循以下编号惯例：其中第一个或者前几个数位对应于附图编号，并且其余的数位标识附图中的元件或者组件。不同附图之间的类似元件或组件可以通过使用相似的数位来标识。例如，210可以在图2中引用控制器（例如，元件“10”），并且控制器可以在图3中引用为310（例如，类似引用）。

如本文中所使用的“一个”或“数个”事物可以是指一个或者多个这样的事物。例如，“数个UV传感器”可以是指一个或多个UV传感器。

图1图示了依照本公开的一个或多个实施例的UV传感器设备的示例。如图1中所示，UV传感器100可以包括UV传感器管102、电极104-1和104-2、以及填充气体成分106。

UV传感器100可以是设计为检测紫外（UV）辐射发射（例如，辐射、光）的存在的传感器。UV辐射可以包括具有波长范围可以从10纳米（nm）到400nm的电磁辐射。例如，UV传感器100可以配置为检测10nm到400nm的波长范围内的UV辐射的存在。

如本文中使用的UV传感器管102可以是包括填充气体成分106以及电极104-1和104-2的外壳。在一些实施例中，UV传感器管102可以是从允许UV发射108穿透到UV传感器管102中的材料形成的外壳，所述UV发射108诸如来自燃烧器火焰的UV辐射。例如，UV传感器管可以由玻璃材料制成。在一些实施例中，UV传感器管102可以是绝缘体和/或导体。也就是说，UV传感器管102可以在点火事件期间充当绝缘体和/或导体。

UV传感器管102内的填充气体成分106可以是允许通过UV传感器100对UV事件进行检测的一个或多个气体的成分。UV传感器管102内的填充气体可以通过来自火焰的UV发射而离子化，如本文中（例如，与图3相关联）进一步讨论的。附加地，填充气体成分106可以是引起UV传感器管102内的某一压强以便允许通过UV传感器100对UV发射进行检测的体积。

UV管102可以包括电极104-1和104-2。在一些实施例中，电极104-1和104-2可以在UV管102内放置于指定距离处以便辅助于通过UV传感器100对UV发射的检测。电极104-1和104-2可以包括阳极引线和阴极引线。在一些示例中，可以跨两个电极加高电压，在阳极和阴极之间创建高阻抗。在一些实施例中，当特定UV发射进入UV传感器管102外壳时，UV传感器管102内的填充气体可以离子化，如本文（例如，与图3相关联）进一步讨论的。

UV传感器100可能老化的标志可以包括填充气体成分106的减少的压强或者电极104-1和104-2的间距中的改变。例如，电极104-1和104-2的间距中的改变可以在UV传感器管102内的传导事件下引起点火事件中的改变，这可以引起UV传感器100老化。点火事件可以是UV传感器管内的激励电压。UV传感器的老化可以使它变得不可靠或者不能检测（例如，来自火焰的）UV发射。

为了防止UV传感器100的过早老化，可以利用淬灭时间以防止UV传感器管102内的点火事件对UV传感器管去离子化，如本文（例如，与图2相关联）进一步讨论的。

图2图示了依照本公开的一个或多个实施例的用于利用淬灭时间的系统的示例。如图2中所示，系统201包括控制器210和UV传感器200。UV传感器200可以与如图1中所述的UV传感器相同或类似。附加地，系统201可以包括燃烧器216、切断阀214、燃烧器管理系统212和火焰218。UV传感器200可以用于通过检测从火焰218发射的UV发射来检测火焰218的存在。

在一些实施例中，数个UV传感器管可以配置为检测UV发射。也就是说，利用UV传感器的应用可以包括多个UV传感器管，每一个UV传感器管可以检测（诸如来自火焰的）UV发射。

在一些实施例中，燃烧器216可以是产生（例如，生成）火焰218的燃料-空气或者燃料-氧气燃烧器。例如，燃烧器216可以用于产生火焰218以便生成用于在住宅和/或商业热水器/加热器应用中使用的热量。然而，本公开的实施例并不如此受限制。例如，燃烧器216可以用于任何其它合适的应用。

在一些实施例中，火焰218可以是由燃烧器216产生的火焰，所述燃烧器216发射可以由UV传感器200感测的UV辐射。例如，火焰218可以发射由UV定义的可以由UV传感器200感测的波长（例如，10nm到400nm）中的电磁辐射。

在一些实施例中，切断阀214可以是用于燃烧器216的燃料安全切断阀。例如，如果UV传感器200没有检测到任何UV发射（例如，没有检测到火焰218的存在），切断阀103可以关断燃料向燃烧器216中的流动，以防止未燃烧的燃料在燃烧器216中的累积。作为另一个示例，如果确定UV传感器200已经失效，则切断阀214可以关断燃料向燃烧器216中的流动。

在一些实施例中，燃烧器管理系统212可以控制燃烧器216的操作的各种方面。例如，燃烧器管理系统212可以基于所要求的燃烧器216的热量输出来改变燃烧器216的点火速率以便产生更强烈的火焰218或者较不强烈的火焰218。作为另一个示例，燃烧器管理系统212可以接通以及关断燃烧器216。

利用火焰的应用中的UV传感器200的使用可以使得应用的操作更安全。在一些实施例中，如果在利用燃烧器的应用中利用UV传感器200，UV传感器200可以确定燃烧器内的火焰已经由于没有通过UV传感器200检测到UV事件（例如，UV发射）而淬灭。如本文中使用的淬灭是指传导事件的中止和/或熄灭的火焰。也就是说，点火（例如，UV传感器管内的离子化）可以中止，使得UV传感器管可以去离子化并且准备用于未来的点火事件。

在一些实施例中，用户（诸如技工和/或维修人员）可以响应于UV传感器200没有检测到UV事件而关停燃烧器以便在没有火焰时停止燃料向燃烧器中的流动，从而防止未燃烧的燃料的累积和/或其它相关联的问题，诸如爆炸。

在一些实施例中，控制器210可以从UV传感器200接收所检测的UV发射信号。所检测的UV发射信号可以触发UV传感器管内的首次点火。触发首次点火可以引起气体填充成分的离子化和传导。

在一些实施例中，控制器210可以按照需要切断UV传感器200内的点火事件（例如，激励电压）。例如，控制器210可以减少UV传感器200的点火事件和/或激励电压，直至在UV传感器200内没有传导出现和/或传导中止。在一些实施例中，点火事件和/或激励电压源自于来自火焰（例如，火焰218）的UV发射。

一经切断UV传感器200内的点火事件（例如，激励电压），控制器210就可以利用针对UV传感器200的淬灭时间以便对UV传感器管去离子化。淬灭时间可以降低UV传感器管内的点火事件（例如，激励电压）以用于传感器管内的去离子化。UV传感器管内的淬灭时间去离子化可以耗散UV传感器管外壳内的离子。也就是说，控制器可以防止UV传感器管内的点火以便允许UV传感器管去离子化。例如，控制器可以使陷阱（trap）解除装备，使得UV传感器200内的点火事件（例如，激励电压）不会发生，因而防止传导事件。

在一些实施例中，淬灭时间可以使UV传感器管保持在解除装备状态中以便重置、重新装备以及去离子化。一旦淬灭时间经过，控制器可以重新装备UV传感器管，以准许传导事件出现。

传导事件可以由UV传感器200中的第一传导实例来定义，因为当UV传感器200处于UV发射存在的情况下时，UV传感器200的点火事件（例如，激励电压）从非传导状态而增加。例如，当UV传感器200的激励电压增加时，传导事件在UV传感器200首次开始传导的时刻出现。也就是说，在UV传感器200首次开始检测UV发射的时刻。

在一些实施例中，淬灭时间是不变的，并且在传感器管的使用期期间不会改变。也就是说，不管发送给UV传感器的电压如何，淬灭时间可以保持相同。例如，如果电压设定点（如进一步关于图3所讨论）被设定在预确定的电压处，淬灭时间可以保持不变。

可替换地，在一些实施例中，淬灭时间可以基于与UV传感器管相关联的去离子时段而增加或减少。也就是说，淬灭时间可以基于所预测的去离子化水平来调节。例如，发送给UV传感器的高电压可以由于增加的去离子化而增加淬灭时间。在一些其它示例中，发送给UV传感器的低电压可以由于减少的去离子化而减少淬灭时间。

在一些实施例中，控制器210可以使UV传感器管解除装备以便在淬灭时间期间防止UV传感器管内的第二点火事件。在一些实施例中，控制器210可以至少部分地基于首次点火事件和所检测的UV发射来开始淬灭时间。开始淬灭时间可以防止UV传感器管内的第二点火事件。淬灭时间可以减少UV传感器管内的传导和/或点火，这可以允许UV传感器管去离子化，如进一步关于图3所讨论的。

一旦UV传感器管被去离子化，在一些实施例中，控制器210可以准许第三点火事件的触发。也就是说，一经通过UV传感器200检测到UV发射，就可以触发第三点火事件以便引起电子的浪涌和/或增加UV传感器管内的传导，如进一步关于图3所讨论的。

图3图示了依照本公开的一个或多个实施例的用于利用淬灭时间的系统303的示例。在一些实施例中，用于利用淬灭时间对UV传感器管去离子化的系统303可以包括控制器310。控制器310可以例如是之前结合图2描述的控制器210。

控制器310可以指定和/或使得能够实现用于可调节电压供应的设定点。设定点电压可以是UV传感器（例如，UV传感器300）在其处传导的电压。在一些实施例中，控制器310可以开始淬灭时间336以便对UV传感器管去离子化。

可调节电压供应322可以跨UV传感器300内的电极提供电压（诸如，30-350V DC的电压），创建电极之间的高阻抗。当具有特定波长的UV发射的光子进入与UV传感器300相关联的UV传感器管时，它对UV传感器管内的填充气体成分去离子化。

在一些实施例中，一旦气体去离子化，电极之间的阻抗就可以减少为几乎0，这可以引起大的电流从可调节电压供应322流过与UV传感器300相关联的UV传感器管。一旦去离子化，UV传感器管就可以传导电流，直至电压供应从UV传感器管去离子化（例如，移除）并且电弧可以被淬灭。

在一些实施例中，可以在超出与UV传感器管相关联的最大功率比率之前开始淬灭时间336。超出与UV传感器相关联的最大功率比率可以引起对UV传感器管的损坏。因而，通过利用淬灭时间，可以减少和/或防止对UV传感器管的损坏。在一些实施例中，控制器310可以指令可调节电压以基于来自可调节电压供应322的反馈而减少递送给UV传感器300的电压，这可以增加UV传感器管内的离子化。

在一些实施例中，淬灭时间336可以至少部分地基于与UV传感器管相关联的去离子化水平来开始。也就是说，淬灭时间可以基于与UV传感器管相关联的所预测的去离子化水平而增加和/或减少。例如，高电压供应可以增加淬灭时间以便允许UV传感器管内增加的去离子化。

在淬灭时间期间，可以使UV传感器解除装备（例如，点火事件/激励电压设定为靠近零或为零），通过阻止与UV传感器相关联的陷阱而防止附加的（例如，第二）点火事件。在一些实施例中，传感器管内的电压水平可以在检测到附加的点火事件时减少。例如，对于预确定的时间段，淬灭时间可以将UV传感器管内的点火事件（例如，激励电压）设定为零。也就是说，淬灭时间可以包括在固定时间段内UV传感器管内的零电压，并且该固定时间段可以基于去离子化水平。

在一些实例中，淬灭时间336可以重置并且重新装备UV传感器以便在一旦UV传感器管已经去离子化时就准备用于附加的点火事件。

在一些实施例中，淬灭时间336可以包括信号调理326。UV传感器300可以发送信号来开始信号调理326以便维持可靠性。在一些示例中，信号调理326改进了所检测的UV发射的准确性。

如本文中所讨论的，利用淬灭时间可以延长UV传感器管的寿命。驱动UV传感器管的电路可以能够检测极小电压的电流。例如，可以检测在UV传感器管内几乎没有形成等离子体的低电压电流。在一些实施例中，可以使用没有扩大填充气体成分的UV传感器管，这可以简化制造。

一旦UV发射检测完成，控制器310（例如，微处理器）就可以修改和/或中止电流流动。控制器可以开始淬灭时间对UV传感器管去离子化。

图4图示了所绘制的曲线图405，其包括与时间（秒）442相比的驱动电压（v）446。曲线图405图示了由UV传感器的控制器执行的火焰检测周期的阶段。如在图4中所图示，检测周期（例如，监测点火事件、检测UV发射和/或开始淬灭时间）可以包括若干阶段。

阶段448（例如，检测周期的第一阶段）可以是充电阶段。提供给UV传感器的电压可以增加至阈值和/或预确定的电压。点火事件（例如，激励电压）可以由可调节电压供应来供应，如之前关于图3所讨论的。

阶段450（例如，第二阶段）可以是保持或者不受控的持续阶段。保持可以包括维持到UV传感器的恒定电压以便引起自然的或者受迫的淬灭。

阶段452可以包括UV发射检测和/或自然淬灭。也就是说，UV传感器可以检测来自火焰的UV发射并且自然地淬灭（例如，UV传感器管内的去离子化）。

阶段454可以包括受迫淬灭。也就是说，如果UV传感器没有在达到电压阈值之前开始自然淬灭，受迫淬灭可以发生。受迫淬灭可以包括UV传感器管内的去离子化，如关于图3所述。受迫淬灭可以在预确定的时间段内防止UV传感器内的附加点火，如关于图3所讨论的。

阶段456可以包括停歇。停歇可以指示使得UV传感器内的点火事件尚未达到在其处要引起淬灭的阈值的一时段。电压和/或UV传感器可以不变，直至淬灭和/或电压改变为止。

阶段458可以图示UV传感器的再充电，开始周期（例如，阶段448-456）的重复。

通过将在检测事件期间传导的电弧电流（例如，峰值）460限制为最小可检测量，这进而减少了对UV传感器管的损坏。此外，一旦检测到点火事件（例如，脉冲、激励电压），电流流动可以终止，从而极大地减少了平均电流流动。

图5是依照本公开的一个或多个实施例的用于利用UV传感器管的淬灭时间的控制器510的示意性框图。控制器510例如可以为之前结合图2描述的控制器210。例如，控制器510可以包括存储器564和处理器562，所述处理器562配置为利用依照本公开的UV传感器管的淬灭时间。另外，控制器510可以包括可调节电压供应566、感测电路568和淬灭时间570。

可调节电压供应566可以向UV传感器（例如，分别结合图2和3描述的UV传感器200和300）供应点火事件（例如，激励电压）。例如，可调节电压供应566可以向UV传感器供应一系列激励电压（例如，0伏特到12伏特）。该激励电压（例如，首次点火事件）可以由控制器510监测以便防止UV传感器内的第二点火事件。

感测电路568可以是可以感测UV发射的电路。例如，感测电路568可以在UV传感器处于UV发射存在的情况下时确定UV事件已经发生。

淬灭时间570可以在首次点火事件之后开始。淬灭时间可以在预确定的时间段内防止第二点火事件（例如，UV传感器管内的传导、去离子化）的发生。也就是说，淬灭时间可以使UV传感器对UV传感器管去离子化和/或在开始第三（例如，附加）点火事件之前去离子化。

存储器564可以是任何类型的存储介质，所述存储介质可以由处理器562访问以便执行本公开的各种示例。例如，存储器564可以是具有存储在其上的计算机可读指令（例如，计算机程序指令）的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读指令可由处理器562执行以便使UV传感器管解除装备来在预确定的时间段内防止传感器管内的点火事件。也就是说，处理器562可以执行存储在存储器564中的可执行指令以便减少在其处可能出现点火（例如，UV传感器管内的去离子化、传导事件）的点火事件（例如，激励电压），从而减少对UV传感器管的损坏和/或老化。

存储器564可以是易失性或非易失性存储器。存储器564还可以是可移动（例如，便携式）存储器或者不可移动（例如，内部）存储器。例如，存储器564可以是随机存取存储器（RAM）（例如，动态随机存取存储器（DRAM）和/或相变随机存取存储器（PCRAM））、只读存储器（ROM）（例如，电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）和/或压缩盘只读存储器（CD-ROM））、闪速存储器、激光盘、数字多功能盘（DVD）或者其它光学存储装置、和/或磁性介质，诸如盒式磁带、磁带或盘，以及其它类型的存储器。

另外，尽管将存储器564被图示为位于控制器510内，但是本公开的实施例不如此受限制。例如，存储器564还可以位于另一个计算资源的内部（例如，使得能够通过互联网或者另一个有线或无线连接来下载计算机可读指令）。如本文中使用的，“逻辑”是执行本文描述的动作和/或功能等的可替换的或者附加的处理资源，其包括硬件（例如，各种形式的晶体管逻辑、专用集成电路（ASIC）等），如与存储在存储器中且可由处理器执行的计算机可执行指令（例如，软件、固件等）形成对照。所假定的是，逻辑出于本公开的实施例的目的而类似地执行指令。尽管已经在本文中图示和描述了具体实施例，但是本领域普通技术人员将领会到，经计算以实现相同技术的任何布置可以替换所示出的具体实施例。本公开旨在涵盖本公开的各种实施例的任何以及所有适配或者变形。

要理解到，已经以说明性方式而非限制性方式做出以上描述。在回顾以上描述时，以上实施例以及本文没有具体描述的其它实施例的组合对本领域技术人员将是显而易见的。

本公开的各种实施例的范围包括其中使用以上结构和方法的任何其它应用。因此，本公开的各种实施例的范围应当参照随附权利要求连同这样的权利要求所赋予权力的等同物的整个范围来确定。

在前面的具体实施方式中，出于合理化本公开的目的，在附图中图示的示例实施例中各种特征分组在一起。这种公开方法不应解读为反映以下意图：本公开的实施例要求比在每一个权利要求中明确陈述的更多特征。

相反，如以下权利要求所反映的，创造性主题在于比单个所公开的实施例的所有特征更少。因而，以下权利要求由此并入到具体实施方式中，其中每一个权利要求独立地作为单独的实施例。

Claims (10)

1.一种用于利用淬灭时间（336、570）对UV传感器管（102）去离子化的方法，包括：

监测UV传感器管（102）内的点火事件，其中特定点火事件开始装备UV传感器管（102）；

开始淬灭时间（336、570）以便对UV传感器管（102）去离子化，其中淬灭时间（336、570）包括：

使UV传感器管（102）解除装备以防止点火事件。

2.权利要求1所述的方法，其中开始淬灭时间（336、570）包括重置以及重新装备传感器管（102）以用于在将来触发不同的点火事件。

3.权利要求1所述的方法，其中淬灭时间（336、570）不变，并且在UV传感器管（102）的使用期期间不会改变。

4.权利要求1所述的方法，其中淬灭时间（336、570）基于去离子化时段而增加或者减少。

5.权利要求1所述的方法，其中在预确定的时间段内淬灭时间（336、570）使UV传感器管（102）保持在关断状态中以便对UV传感器管（102）去离子化。

6.权利要求1所述的方法，其中点火事件源自于来自火焰（218）的UV发射（108）。

7.权利要求1所述的方法，其中UV传感器管（102）是绝缘体和导体，其中UV传感器管（102）在点火事件期间充当绝缘体和导体。

8.权利要求1所述的方法，其中淬灭时间（336、570）使UV传感器管（102）内的点火事件减少以用于UV传感器管（102）内的去离子化。

9.权利要求8所述的方法，其中UV传感器管（102）内的去离子化耗散UV传感器管（102）内的离子。

10.权利要求1所述的方法，其中在所述预确定的时间段内，淬灭时间（336、570）将UV传感器管（102）内的点火事件设定为零。