CN1235327A - 火焰探测器 - Google Patents

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Abstract

一种火焰探测器,包括:对紫外线和/或可见范围电磁频谱敏感的辐射传感器(1),它根据辐射传感器的输出信号U1,形成正比于信号U1的直流电压部分的第一信号U2、以及正比于信号U1的交变电压部分的第二信号U3。该火焰探测器形成输出信号UA,使UA=U2－U3。借此,能够有效抑制点火火花的影响。

Description

火焰探测器
本发明涉及火焰探测器。
一种已知的火焰探测器具有对紫外线和/或可见范围电磁频谱敏感的辐射传感器。这种火焰探测器用于监测炉子内的火焰。它们的任务是尽可能不迟延地识别火焰何时熄灭。火焰探测器是炉子安全概念中的关键因素。为了获得高度可靠的火焰探测器及炉子，需要火焰探测器只响应火焰的辐射，对寄生影响不敏感。寄生影响的一个来源是在点火时出现的火花。
已知的用于避免对点火火花的不必要探测的解决方法，一方面有防止点火火花的辐射到达火焰探测器的光学屏蔽方法，另一方面有因点火火花辐射部分在红外线范围电磁频谱中不明显而使用对该范围频谱敏感的火焰探测器的方法。后者的这些火焰探测器的缺点是，它们的信号高度依赖炉子的操作条件。
本发明的一个目的是提供一种火焰探测器，它具有对紫外线和/或可见范围电磁频谱敏感的辐射传感器，并且它的输出信号对点火火花极不敏感。
按照本发明，提供了一种火焰探测器，包括：
对紫外线和/或可见范围电磁频谱敏感的辐射传感器，它产生代表火焰辐射的信号U1；
第一电路，它根据信号U1导出正比于信号U1的直流电压部分的第一信号U2；
第二电路，它根据信号U1导出正比于信号U1的交变电压部分的第二信号U3；以及
减法器，它形成火焰探测器的输出信号UA，使UA=U2-U3。
点火火花会引发辐射传感器产生叠加在火焰的直流信号上的交变信号。此交变信号的随时间的变化相对恒定而且长期稳定。本发明利用了该交变信号确定辐射传感器信号的交变电压部分的这一特点，并且从中导出数值与点火火花在辐射传感器信号中产生的直流电压部分相同的直流信号。通过从辐射传感器信号的整个直流电压部分中减去由此交变电压部分导出的该直流信号，就得到只代表出自火焰的部分的信号。
因为点火火花产生器在电源电压下工作，点火火花在火焰探测器中产生的信号具有最大值在电源频率处以及此电源频率倍数处的频谱。有这样两种类型的点火火花产生器，第一种类型的点火火花产生器在火焰探测器中产生特征最大值在电源频率处的信号，第二种类型的点火火花产生器在火焰探测器中产生特征最大值在两倍电源频率处的信号。因此，按照本发明的另一方面，通过一种滤波器来导出辐射传感器信号的交变电压部分，该滤波器具有对两倍电源频率比对电源频率高预定倍数的传递性(transparency)。然后，滤波器输出端处的信号就对应于由第一种类型的点火火花产生器和第二种类型的点火火花产生器两者产生的直流电压。
通过参照附图来阅读下面的本发明的示范性实施例的详细说明，会清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点。附图中：
图1示出辐射传感器信号的经时变化的波形图及其分解后的不同部分；
图2是本发明的一个实施例的火焰探测器的方框图；
图3是本发明的另一个实施例的火焰探测器的电路图；以及
图4是图3的探测器的滤波器特性曲线图。
图1示出了在炉子内设置的辐射传感器1(图2)的信号U1的经时变化的曲线a，此时(第一类型的)点火火花产生器处于工作中并产生点火火花，而且火焰已经点燃。整个信号的直流电压部分如曲线b所示，它包含来自火焰的部分c和来自点火火花的部分d。最后，来自点火火花的交变频率部分如曲线e所示，其频率与电源频率一致。对于不同类型的点火火花产生器来说，交变电压部分的幅值(曲线e)与直流电压部分的幅值(部分d)之比是有差异的。如下所述，在交变电压部分的特征频率也不同的情况下，这种差异可以通过适当的滤波器来补偿。这就有可能对不同的点火火花产生器采用相同的火焰探测器。
图2示出了一例火焰探测器，它设有对紫外线和/或可见范围电磁频谱敏感的辐射传感器1，该传感器用于探测炉子火焰发出的辐射。一方面，辐射传感器1输出的信号U1通常被低通滤波器2滤波，再被后面的放大器3放大后，形成信号U2。另一方面，信号U1被高通滤波器4滤波，被第二放大器5放大，再被整流器6整流，以及通过第二低通滤波器7被平滑。结果是，信号U2与辐射传感器1输出的信号U1的直流电压部分成正比，而低通滤波器7输出的信号U3与信号U1的交变电压部分成正比。减法装置8根据信号U2和U3形成火焰探测器的输出信号UA
UA=U2-U3。根据由点火火花引发信号的交变电压部分(图1，曲线e)与直流电压部分(图1，幅值d)之比，并且计及滤波器2、4和7的特性，对照第一放大器3的放大系数，来调节第二放大器5的放大系数，使得直流输出信号UA的值与点火火花对信号U1有无贡献无关。
图3示出另一例火焰探测器的电路图，其中，用于电阻、电容、二极管、运算放大器和晶体管的符号与通常在电子技术领域中所采用的符号一致。在该例子中，火焰探测器的输出信号不是电压UA，而是电压UA所对应的电流IA。辐射传感器1具有在紫外线范围内敏感的UV二极管9、直接放大UV二极管9的极弱信号的放大器10。基准电压用m标出。为了清楚起见，没有示出所设置的有源元件。
在欧洲，电源频率的标定值为50Hz，在美国为60Hz。在本例中给出的数据适用于欧洲的情况。为了获得交变电压部分U3，将辐射传感器1输出的信号U1提供给由一电容和一电阻组成的高通滤波器4，然后，经第二放大器5放大，通过第二高通滤波器4a例如第二阶切比雪夫滤波器(Chebyshev filter)的滤波，因此，信号U1的100Hz分量(两倍电源频率)比信号U1的50Hz分量(电源频率)多放大了预定倍数，之后被同时作为峰值检测器的电压/电流转换器11转换成电流I3。
为了获得信号U1的直流电压部分U2，在由作为阻抗转换器来切换的运算放大器12、RC单元13和电压/电流转换器14组成的电路模块中，对信号U1进行滤波和放大。电压/电流转换器14的晶体管15受运算放大器12的控制，使得在两个电阻17、18之间的节点16上的电压等于电压U1的直流电压部分U2，电压U1由辐射传感器1传送到运算放大器12的正向输入端。还向节点16提供了电流I3，使得流经晶体管15的电流IA减去电流I3。结果是，电压/电流转换器14同时起到了减法单元8(图2)的作用。火焰探测器的输出就变成了电流IA-I2-I3，其中电流I2是与电压U2成正比的电流。于是，流经晶体管15的电流IA与火焰发出的辐射成正比，并由UV二极管9来测量。
图4示出了图3所示电路设计的高通滤波器4、放大器5和第二高通滤波器4a一起产生的滤波器特性。最好所设计的高通滤波器4a为第二阶切比雪夫滤波器，它使100Hz频率(两倍电源频率)分量的幅值大约为50Hz频率(电源频率)分量的幅值的5倍。这就有可能对于第一和第二类型的点火火花产生器使用相同的火焰探测器。
火焰探测器还抑制了来自其它光源如氖管等的信号，它在辐射传感器1(图2)的信号中产生电源频率或其谐波的交变电压部分。按照该交变电压部分的幅值，从信号U3中减去不同大小的部分。已经示出，该部分足以整个补偿由氖管引发的直流电压部分。

Claims (5)

1．一种火焰探测器，包括：
对紫外线和/或可见范围电磁频谱敏感的辐射传感器，它产生代表火焰辐射的信号U1；
第一电路，它根据信号U1导出正比于信号U1的直流电压部分的第一信号U2；
第二电路，它根据信号U1导出正比于信号U1的交变电压部分的第二信号U3；以及
减法器，它形成火焰探测器的输出信号UA，使UA=U2-U3。
2．如权利要求1所述的火焰探测器，其中，根据信号U1的交变电压部分导出的信号U3的大小大约与在信号U1中由点火火花产生的直流电压信号部分的大小相同。
3．如权利要求1所述的火焰探测器，其中，第二电路包括一滤波器，该滤波器具有对两倍电源频率比对电源频率高预定倍数的传递系数(transmittance)。
4．如权利要求1所述的火焰探测器，其中，信号UA、U2和U3是电压。
5．如权利要求1所述的火焰探测器，其中，信号UA、U2和U3是电流。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102254399A (zh) * 2011-07-05 2011-11-23 吴江多艺纺织有限公司 一种纺织车间用火灾报警系统

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6947802B2 (en) * 2000-04-10 2005-09-20 Hypertherm, Inc. Centralized control architecture for a laser materials processing system
DE10123214A1 (de) * 2001-05-12 2002-11-28 Dungs Karl Gmbh & Co Langzeitsicheres Flammenüberwachungsverfahren und Überwachungsvorrichtung
US6404342B1 (en) * 2001-09-14 2002-06-11 Honeywell International Inc. Flame detector using filtering of ultraviolet radiation flicker
US7186947B2 (en) * 2003-03-31 2007-03-06 Hypertherm, Inc. Process monitor for laser and plasma materials processing of materials
US7244946B2 (en) * 2004-05-07 2007-07-17 Walter Kidde Portable Equipment, Inc. Flame detector with UV sensor
US20060163220A1 (en) * 2005-01-27 2006-07-27 Brandt Aaron D Automatic gas control for a plasma arc torch
DE502005009411D1 (de) 2005-05-06 2010-05-27 Siemens Building Tech Ag Verfahren und Vorrichtung zur Flammenüberwachung
US8066508B2 (en) 2005-05-12 2011-11-29 Honeywell International Inc. Adaptive spark ignition and flame sensing signal generation system
US8300381B2 (en) * 2007-07-03 2012-10-30 Honeywell International Inc. Low cost high speed spark voltage and flame drive signal generator
US7764182B2 (en) * 2005-05-12 2010-07-27 Honeywell International Inc. Flame sensing system
US8085521B2 (en) * 2007-07-03 2011-12-27 Honeywell International Inc. Flame rod drive signal generator and system
US7768410B2 (en) * 2005-05-12 2010-08-03 Honeywell International Inc. Leakage detection and compensation system
US8310801B2 (en) * 2005-05-12 2012-11-13 Honeywell International, Inc. Flame sensing voltage dependent on application
US8875557B2 (en) 2006-02-15 2014-11-04 Honeywell International Inc. Circuit diagnostics from flame sensing AC component
JP5042637B2 (ja) * 2007-01-12 2012-10-03 アズビル株式会社 火炎検出装置
JP4998989B2 (ja) * 2007-01-12 2012-08-15 アズビル株式会社 火炎検出装置
US9494320B2 (en) 2013-01-11 2016-11-15 Honeywell International Inc. Method and system for starting an intermittent flame-powered pilot combustion system
US10208954B2 (en) 2013-01-11 2019-02-19 Ademco Inc. Method and system for controlling an ignition sequence for an intermittent flame-powered pilot combustion system
JP6036650B2 (ja) * 2013-11-06 2016-11-30 Ｊｆｅスチール株式会社 火炎監視装置
US10042375B2 (en) 2014-09-30 2018-08-07 Honeywell International Inc. Universal opto-coupled voltage system
US10402358B2 (en) 2014-09-30 2019-09-03 Honeywell International Inc. Module auto addressing in platform bus
US10678204B2 (en) 2014-09-30 2020-06-09 Honeywell International Inc. Universal analog cell for connecting the inputs and outputs of devices
US10288286B2 (en) 2014-09-30 2019-05-14 Honeywell International Inc. Modular flame amplifier system with remote sensing
JP6508772B2 (ja) * 2015-05-26 2019-05-08 アズビル株式会社 火炎検出システム
KR200486223Y1 (ko) * 2017-08-28 2018-04-18 한국발전기술주식회사 광원을 갖는 모바일 장치 및 이를 이용한 점화원 시뮬레이션 장치
US10473329B2 (en) 2017-12-22 2019-11-12 Honeywell International Inc. Flame sense circuit with variable bias
US11236930B2 (en) 2018-05-01 2022-02-01 Ademco Inc. Method and system for controlling an intermittent pilot water heater system
US10935237B2 (en) 2018-12-28 2021-03-02 Honeywell International Inc. Leakage detection in a flame sense circuit
US11656000B2 (en) 2019-08-14 2023-05-23 Ademco Inc. Burner control system
US11739982B2 (en) 2019-08-14 2023-08-29 Ademco Inc. Control system for an intermittent pilot water heater
CN112820064A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 济南力和必拓机械有限公司 一种基于物联网的烟雾报警器用自动报警的智能化装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1248214B (de) * 1963-10-21 1967-08-24 Intron Leipzig Veb Anordnung zur Flammenueberwachung
DE2344934A1 (de) * 1973-09-06 1975-03-20 Kromschroeder Ag G Flammenwaechter mit einem auf strahlen ansprechenden detektor
CH558577A (de) * 1973-09-25 1975-01-31 Cerberus Ag Verfahren zur flammen-detektion und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens.
US4157506A (en) * 1977-12-01 1979-06-05 Combustion Engineering, Inc. Flame detector
US4206454A (en) * 1978-05-08 1980-06-03 Chloride Incorporated Two channel optical flame detector
DE3142987C2 (de) * 1981-09-30 1984-08-02 LGZ Landis & Gyr Zug AG, Zug Vorrichtung zur Überwachung von Öl- und Gasflammen bei wahlweiser Verfeuerung von Öl oder von gasförmigen Brennstoffen
JPS61160577A (ja) * 1985-01-07 1986-07-21 Hitachi Ltd 燃焼火炎検出装置
JPS61280313A (ja) * 1985-05-07 1986-12-10 Sanyo Electric Co Ltd 火花および炎検出器
US4878831A (en) * 1988-10-24 1989-11-07 Forney International, Inc. Infrared flame detector adaptable for different fuels
DE3930610A1 (de) * 1989-09-13 1991-03-21 Esab Hancock Gmbh Einrichtung zur optisch-elektronischen steuerung einer brennschneidmaschine
JPH0444197A (ja) * 1990-06-11 1992-02-13 Tokyo Parts Ind Co Ltd 火炎検出報知器
US5339070A (en) * 1992-07-21 1994-08-16 Srs Technologies Combined UV/IR flame detection system
US5434560A (en) * 1993-05-11 1995-07-18 Detector Electronics Corporation System for detecting random events

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102254399A (zh) * 2011-07-05 2011-11-23 吴江多艺纺织有限公司 一种纺织车间用火灾报警系统

Also Published As

Publication number Publication date
DK0953805T3 (da) 2003-03-10
DE59806269D1 (de) 2002-12-19
JP2000055358A (ja) 2000-02-22
EP0953805B1 (de) 2002-11-13
KR100548158B1 (ko) 2006-01-31
CN1133967C (zh) 2004-01-07
KR19990083346A (ko) 1999-11-25
US6346712B1 (en) 2002-02-12
EP0953805A1 (de) 1999-11-03

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