CN202853748U - 火炬长明灯火焰离子检测电路 - Google Patents

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张杰东
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
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Abstract

本实用新型涉及一种火炬长明灯火焰离子检测电路，该检测电路包括一火焰检测单元，其对长明灯的火焰进行检测；一个电源供应单元，其为整个检测电路提供电力；一火焰信号处理单元，其对火焰检测单元检测得到的信号进行分析处理；一开关量信号输出单元，以及一4~20mA电流信号输出单元。本实用新型的火焰离子检测电路能够迅速检测到长明灯的燃烧状态，响应时间在5s内，输出信号稳定且可以远距离传输，可以针对于单只的长明灯火焰进行检测，大大的提高了火炬长明灯火焰检测的准确性，缩短了反应时间，提高了火炬系统的安全可靠性。

Description

火炬长明灯火焰离子检测电路
技术领域
本实用新型涉及一种火炬长明灯火焰离子检测电路，尤其是，涉及一种基于火焰离子电流具有单向导电性来设计的检测电路，利用该检测电路输出的开关量信号和4~20mA电流信号来判断长明灯火焰有无。 
背景技术
火炬系统是炼油企业重要的安全环保设施之一，对炼油企业安全生产至关重要。火炬系统的主要作用是在开停工以及事故状态下及时燃烧各装置排放的烃类火炬气及含有H2S的酸性气，防止引发安全事故和环保事故。火炬系统的安全运行，需要实现泄放安全、点火安全以及操作安全。对于点火安全，许多企业采取了长明灯长燃的方式。由于恶劣天气、燃料气不稳定等问题可能导致长明灯熄灭，因此需要及时检测到长明灯熄灭并能重新点燃长明灯，这就需要对长明灯的燃烧状态进行实时监控。 
火炬长明灯的安装位置较高，工作环境比较复杂、恶劣，因此检测火炬长明灯上火焰燃烧状态比较困难。目前，火炬长明灯火焰检测方法主要有热电偶检测和光检测技术，然而，热电偶检测反应时间较长，光学检测易受太阳光等因素干扰。因此，寻找合适的检测技术，使检测不会受到干扰的装置成为了研究的目标。 
发明内容
本实用新型的目的是提供一种反应时间较快、且不受外界光线影响的检测电路。 
为此，本实用新型提供了一种火焰离子检测电路，其将火焰信号转换为电信号，并将该电信号进行相关的除噪和放大，提取具有特征性的火焰离子检测信号，从而作为判断火焰燃烧状态的依据。 
本实用新型提供了一种火炬长明灯火焰离子检测电路，该检测电路包括一火焰检测单元，其对长明灯的火焰进行检测；一个电源供应单元，其为整个检测电路提供电力；一火焰信号处理单元，其对火焰检测单元检测得到的信号进行分析处理；一开关量信号输出单元，以及一4~20mA电流信号输出单元。 
其中，所述火焰检测单元装设在长明灯火焰附近，用来采集火焰离子电流信号。 
其中，所述电源供应单元设有一变压器，通过交直流转换电路，将交流电源转变为直流电源，为运算放大器和时基集成电路提供电压。 
其中，所述火焰信号处理单元包括2个以上的电阻，电容以及运算放大器。 
其中，所述开关量信号输出单元包含至少一个电阻，至少两个二极管、继电器开关以及时基集成电路。 
其中，所述4~20mA电流信号输出单元包含至少2个电阻，至少一个运算放大器以及一个三极管。 
具体而言，本实用新型提供了一种检测电路，利用火焰离子电流的单向导电性，当有火焰时，电路导通产生电流，将电信号除噪后按一定比例放大，而后对其进行偏置，最终转换为4~20mA的电流信号并输出。同时，利用相关模块处理放大后的电压信号，输出开关量信号，判断火焰信号的有无。 
本实用新型的火焰离子检测电路能够迅速检测到长明灯的燃烧状态，响 应时间在5s内，输出信号稳定且可以远距离传输，可以针对于单只的长明灯火焰进行检测，大大的提高了火炬长明灯火焰检测的准确性，缩短了反应时间，提高了火炬系统的安全可靠性。 
附图说明
图1本实用新型的火炬长明灯火焰离子检测电路的示意图。 
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的内容进行解释，其只是为了便于理解本实用新型，而不作为对实用新型保护范围的限定。 
如附图1所示，本实用新型的火炬长明灯的火焰离子检测电路。该检测电路包括一个火焰检测单元10，其对长明灯的火焰进行检测；一个电源供应单元20，其为整个检测电路提供电力；一火焰信号处理单元30，其对火焰检测单元10检测得到的信号进行分析处理；一开关量信号输出单元40，一4~20mA电流信号输出单元50。其中，火焰检测单元10装设在长明灯火焰附近，用来采集火焰离子电流信号。电源供应单元20设有一变压器，通过交直流转换电路，将交流电源转变为直流电源，供运算放大器和时基集成电路使用。火焰信号处理单元30包含电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电容C1，运算放大器1。开关量信号输出单元40包含电阻R5，电阻R6，二极管D1，二极管D2，二极管D3，继电器开关K1，以及时基集成电路。4~20mA电流信号输出单元50包含电阻R8，电阻R9，电阻R10，运算放大器2，运算放大器3，三极管Q1。 
当长明灯有火焰时，火焰检测单元10采集到火焰离子电流信号，电路导通，火焰信号处理单元10的R1和R3上有电流通过，R3输出2V的电压信号， 电容C1的作用主要是去噪、滤波。运算放大器1的作用是将R3输出的电压信号放大一倍，其输出段输出电压信号为4V，运算放大器2的作用是将4V的电压信号偏置，使其变为2V的电压信号。运算放大器3、三极管Q1和R13构成了电压转电流电路，其作用是将2V的电压信号转变为20mA的电流信号并输出。同时，运算放大器1输出的4V电压信号输入到时基集成电路模块中，模块输出电信号驱动继电器开关K1工作，指示灯亮，表明长明灯处于燃烧状态。 
当长明灯无火焰时，火焰检测单元10采集不到火焰离子电流信号时，电路关闭，R3上无电流通过，此时R3输出的电压值为0V，该0V信号通过运算放大器1后，该放大器输出端输出的信号仍为0V，运算放大器2的作用是将0V的电压信号偏置，使其变为0.4V的电压信号。运算放大器3、三极管Q1和R13构成了电压转电流电路，其作用是将0.4V的电压信号转变为4mA的电流信号并输出。同时，运算放大器1输出的0V电压信号输入到时基集成电路模块中，继电器开关K1停止工作，指示灯灭，表明长明灯处于熄灭状态。 
根据火焰检测单元对火焰离子电流信号的检测，利用火焰离子电流的单向导电性，当有火焰时，电路导通产生电流，将电信号除噪后按一定比例放大，而后对其进行偏置，最终转换为4~20mA的电流信号并输出。同时，利用相关模块处理放大后的电压信号，输出开关量信号，判断火焰信号的有无。 
本实用新型的火焰离子检测电路能够迅速检测到长明灯的燃烧状态，响应时间在5s内，输出信号稳定且可以远距离传输，可以针对于单只的长明灯火焰进行检测，大大的提高了火炬长明灯火焰检测的准确性，缩短了反应时间，提高了火炬系统的安全可靠性。 
由具体的实施例以及工作过程的描述，可以方便对本实用新型的检测电路进行理解和实施，但本领域技术人员应该理解，本说明书中列举的具体实施方案或实施例，只不过是为了理解本实用新型的技术内容，在不背离本实用新型的主旨和范围的情况下，本实用新型在形式上和细节上可以进行多种改变，本领域技术人员能够根据具体的提示要求，对上述实施例中的各部件进行合理的选择和组合，以及在一定程度上进行的细节和形式上的变化，其依然将落在本实用新型所要求保护和公开的范围之内。 

Claims (6)

1.一种火炬长明灯火焰离子检测电路，其特征在于：该检测电路包括一火焰检测单元，其对长明灯的火焰进行检测；一个电源供应单元，其为整个检测电路提供电力；一火焰信号处理单元，其对火焰检测单元检测得到的信号进行分析处理；一开关量信号输出单元，以及一4~20mA电流信号输出单元。 
2.如权利要求1所述的火炬长明灯火焰离子检测电路，其特征在于：所述火焰检测单元装设在长明灯火焰附近，用来采集火焰离子电流信号。 
3.如权利要求1所述的火炬长明灯火焰离子检测电路，其特征在于：所述电源供应单元设有一变压器，通过交直流转换电路，将交流电源转变为直流电源，为运算放大器和时基集成电路提供电压。 
4.如权利要求1所述的火炬长明灯火焰离子检测电路，其特征在于：所述火焰信号处理单元包括2个以上的电阻，电容以及运算放大器。 
5.如权利要求1所述的火炬长明灯火焰离子检测电路，其特征在于：所述开关量信号输出单元包含至少一个电阻，至少两个二极管、继电器开关以及时基集成电路。 
6.如权利要求1所述的火炬长明灯火焰离子检测电路，其特征在于：所述4~20mA电流信号输出单元包含至少2个电阻，至少一个运算放大器以及一个三极管。 
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104406170A (zh) * 2014-11-04 2015-03-11 中国石油化工股份有限公司 地面火炬长明灯装置
CN105466557A (zh) * 2015-10-15 2016-04-06 国家电网公司 一种电厂燃气锅炉火焰检测装置
CN105842514A (zh) * 2015-12-14 2016-08-10 湖南理工学院 一种调压式智能火焰离子电流检测电路
CN109754567A (zh) * 2019-01-23 2019-05-14 福建师范大学 一种火焰探测器工作电路

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