DE102011010074A1

DE102011010074A1 - Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Sensors und zur Regelung einer Feuerungsanlage

Info

Publication number: DE102011010074A1
Application number: DE102011010074A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Weber Harald; Dr. Ing. Völker Marko; Dr. Ing. Hammer Frank; Dipl.-Phys. Albrecht Martin
Original assignee: Lamtec Mes und Regeltechnik fur Feuerungen & Co KG GmbH; Lamtec Mess- und Regeltechnik fur Feuerungen & Co KG GmbH
Current assignee: Lamtec Mes und Regeltechnik fur Feuerungen & Co KG GmbH; Lamtec Mess- und Regeltechnik fur Feuerungen & Co KG GmbH
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2031-02-02
Also published as: DE102011010074B4

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Sensors (2) zur Erfassung einer Gaskonzentration, mit zwei an einer ionenleitenden Keramik, die mit einer Heizvorrichtung beheizbar ist, angeordneten Sensorelektroden, deren Sensorspannung in einer den Sensorelektroden nachgeschalteten Auswerteschaltung ausgewertet wird. Die Funktionstüchtigkeit des Sensors wird aus dem Auftreten einer durch Änderung der Sensorheizleistung erzwungenen Reaktion der Sensorspannung ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Sensors zur Erfassung einer Gaskonzentration, wobei der Sensor mindestens zwei an einer ionenleitenden Keramik, die mit einer Heizvorrichtung beheizbar ist, angeordnete Sensorelektroden umfasst, deren Sensorspannung in einer den Sensorelektroden nachgeschalteten Auswerteschaltung ausgewertet wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Regelung einer Feuerungsanlage, wobei die Feuerungsanlage einen mit festem, flüssigen oder gasförmigem Brennstoff befeuerten Brenner, ein Luft- und/oder Abgasgebläse, eine Regeleinrichtung und wenigstens einen mit einer Heizvorrichtung beheizten Sensor zur Erfassung einer Gaskonzentration umfasst, wobei der Sensor mindestens zwei an einer ionenleitenden Keramik, die mit einer Heizvorrichtung beheizbar ist, angeordnete Sensorelektroden umfasst, deren Sensorspannung in einer den Sensorelektroden nachgeschalteten Auswerteschaltung ausgewertet wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Ein mit einer Heizvorrichtung beheizter Sensor zur Erfassung einer Gaskonzentration, wobei der Sensor mindestens zwei an einer ionenleitenden Keramik, die mit einer Heizvorrichtung beheizbar ist, angeordnete Sensorelektroden umfasst, deren Sensorspannung in einer den Sensorelektroden nachgeschalteten Auswerteschaltung ausgewertet wird, und eine Feuerungsanlage, die einen mit festem, flüssigen oder gasförmigem Brennstoff befeuerten Brenner, ein Luft- und/oder Abgasgebläse, eine Regeleinrichtung und wenigstens einen mit einer Heizvorrichtung beheizten Sensors zur Erfassung einer Gaskonzentration umfasst, dessen Sensorspannung der Regeleinrichtung zur Verfügung gestellt wird, umfasst, sind beispielsweise in der DE 101 53 643 A1 gezeigt.
Bei dem Sensor handelt es sich um einen Festkörper-Elektrolyt-Sensor auf Basis von dotierter Zirkondioxid-Keramik, der als potentiometrischer Mischpotential-Sensor betrieben wird. Er hat mindestens zwei Mess-Elektroden, zwischen denen die Sensorspannung gemessen wird. Die Sensorspannung ist ein Maß für die Konzentration oxidierbarer, also unverbrannter, Gasbestandteile im Abgas einer Verbrennungsanlage.
Der Sensor kann weiter eine Heizvorrichtung in Form einer Heizwendel haben, die auf dem Keramikkörper aufgebracht ist, und mit deren Hilfe der Keramikkörper des Sensors auf die für den zuverlässigen Betrieb notwendige Arbeitstemperatur, hier im Bereich zwischen 400°C und 900°C, aufgeheizt wird. Die Heizvorrichtung könnte auch separat von dem Sensor ausgeführt sein, wobei ein effizienter Wärmeübertrag von der Heizvorrichtung auf den Sensor gewährleistet sein sollte. Bei Arbeitstemperatur kann im Festelektrolytkörper ein Ladungstransport durch Ionenleitung stattfinden, dazu muss eine gewisse Einsatztemperatur für das Einsetzen der Ionenleitung überschritten sein, beispielsweise 400°C.
Die Sensorspannung wird als Messwert einer Regeleinrichtung, wie sie beispielsweise in der EP 0 697 564 A1 offenbart ist, zugeführt. Die Regeleinrichtung regelt unter anderem die Menge an Brennstoff und Luft, die dem Brenner zugeführt werden, unter Verwendung des Sensorsignals beispielsweise derart, dass die Verbrennung mit einem möglichst geringen Luftüberschuss, aber dennoch vollständig, d. h., ohne dass in nennenswertem Maße unverbrannte Gasbestandteile im Abgas auftreten, erfolgt. Selbstverständlich muss eine Brennstoff-Luft-Regelung nicht auf das minimale Brennstoff-Luft-Verhältnis, auch Lambda-Zahl genannt, eingestellt sein, sondern es kann auch auf einen höheren Luftüberschuss, also ein höheres Lambda als das minimal mögliche Lambda, geregelt werden.
Bei Sensoren, insbesondere auch bei Festkörper-Elektrolyt-Sensoren, kann es im Laufe der Betriebszeit zu alterungsbedingten Veränderungen des Sensorverhaltens und auch zu Ausfällen kommen. In einem fehlerhaften Zustand würde ein Festkörper-Elektrolyt Sensor beispielsweise trotz vorhandenem unverbrannten Gasbestandteilen im Abgas eine nur geringe Sensorspannung abgeben, woraus die Brennerregelung dann den Schluss ziehen könnte, die Menge an zugeführter Verbrennungsluft noch weiter zu reduzieren, wodurch die Verbrennung schließlich immer weiter in den Bereich der Unvollständigkeit hineingefahren würde.
Ein fehlerhafter Zustand des Sensors kann unterschiedliche Ursachen haben. Beispielsweise könnten die Mess-Elektroden altern oder sich ablösen, oder die Heizwendel könnte altern, wodurch der Sensor trotz korrekt anliegender Heizleistung nicht seine erforderliche Betriebstemperatur erreicht, oder es könnte ein Kabelbruch vorliegen, oder es könnten sich Veränderungen in den Signalleitungen oder den Schweiß- und Lötstellen eingestellt haben. Eine weitere Quelle möglicher Sensorbeeinträchtigungen sind Ablagerungen, etwa aus dem Abgas des Brenners oder durch abgedampftes Isolationsmaterial aus dem Bereich der Sensorbefestigung. Solche Ablagerungen stören die Wechselwirkungen der Gasmoleküle mit den Elektroden und dem Festkörperelektrolyten an der Dreiphasengrenze, so dass ein fehlerhaftes Sensorsignal erzeugt wird, auch wenn ansonsten die Elektroden und die Heizung in Ordnung sind und keine weiteren Alterungseffekte zeigen.
Im Interesse einer störungsfreien und fehlersicheren Brennerregelung ist es wünschenswert, ein fehlerhaftes Verhalten des Sensors frühzeitig zu erkennen. Insbesondere nach einem längeren Brennerstillstand, beispielsweise während der Sommermonate, ist es wichtig, dass bei Wiederinbetriebnahme der Feuerungsanlage der Sensor zuverlässig funktioniert. Die Sensorfunktion ist im Zusammenspiel mit der Brennerregelung eine sicherheitsrelevante Funktion des Systems Feuerungsanlage. Wenn der Sensor fehlerhafte Informationen liefert, kann die Brennersteuerung die Feuerungsanlage in einen fehlerhaften und möglicherweise sogar gefährlichen Betriebszustand fahren.
Regelmäßige Sensorüberprüfungen von außen sind allerdings aufwändig, da der Sensor hierzu ausgebaut und untersucht sowie gegebenenfalls in einer Prüfanlage mit Prüfgas hinsichtlich seines Messverhaltens überprüft werden müsste. Dadurch wird nicht nur der Brennerbetrieb beeinträchtigt. Dies bedeutet auch einen hohen Aufwand an Arbeitszeit und Materialkosten.
Bei einem bekannten Verfahren zur Ermittlung eines Störzustandes bei einem Gassensor, wie in der DE 103 39 684 A1 gezeigt, führt ein Mikrocomputer zeitweilig ein eine Wechselstromkomponente enthaltendes Testsignal einer mit der Elektrode verbundenen Signalleitung zu und wertet das in Abhängigkeit von diesem Testsignal auftretende Ansprechsignal aus. Dies ist allerdings apparativ und schaltungstechnisch aufwändig. Außerdem ist dieses Verfahren nicht geeignet, fehlerhaftes Sensorverhalten aufgrund von äußeren Ablagerungen auf dem Sensor zu erkennen.
Es ist auch bekannt geworden, dass die Dynamik des Sensorsignals bei Brennerzündung, wenn während einer kurzen Zeit eine erhöhte Konzentration an unverbrannten Gasbestandteilen auftritt, oder in bestimmten Testzuständen der Verbrennung, wenn die Feuerungsanlage kurzzeitig gezielt in den Bereich der unterstöchiometrischen Verbrennung gefahren und dadurch ein erhöhter Ausstoß an unverbrannten Gasbestandteilen im Abgas provoziert wird, zur Verifizierung der Funktionstüchtigkeit des Sensors herangezogen werden kann. Da diese Methode darauf beruht, dass die Wechselwirkung zwischen Gas, Keramik und Elektrode an der Dreiphasengrenze ungestört abläuft, ist sie nicht geeignet, einen z. B. durch Ablagerungen hervorgerufenen Sensordefekt zuverlässig zu erkennen. Außerdem ist ein solcher Plausibilitätscheck immer durch eine Anregung durch den Brenner selbst hervorgerufen und kann nicht allein vom Sensor durchgeführt werden. Man bezeichnet das bei diesem Plausibilitätscheck angewendete Verfahren auch als Anfahren der Emissionskante.
Im Lichte des vorbekannten Standes der Technik ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines mit einer Heizvorrichtung versehenen Sensors zur Erfassung einer Gaskonzentration anzugeben, das sich auf einfache Weise und regelmäßig durchführen lässt, ohne dass der reguläre Brennerbetrieb dadurch beeinträchtigt wird, und bei dessen Anwendung die fehlersichere Funktion des Sensors auch nach längeren Brennerstillstandszeiten sich einfach ermitteln lässt.
Weiter ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Regelung einer Feuerungsanlage anzugeben, wobei die Feuerungsanlage einen mit festem, flüssigen oder gasförmigem Brennstoff befeuerten Brenner, ein Luft- und/oder Abgasgebläse, eine Regeleinrichtung und wenigstens einen mit einer Heizvorrichtung beheizten Sensor zur Erfassung einer Gaskonzentration umfasst, wobei der Sensor mindestens zwei an einer ionenleitenden Keramik, die mit einer Heizvorrichtung beheizbar ist, angeordnete Sensorelektroden umfasst, deren Sensorspannung in einer den Sensorelektroden nachgeschalteten Auswerteschaltung ausgewertet wird, bei dessen Anwendung die Fehlersicherheit auch nach längerem Brennerstillstand gegeben ist.
Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Sensors erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.
Erfindungsgemäß wird die Funktionstüchtigkeit des Sensors aus dem Auftreten einer durch Änderung der Sensortemperatur erzwungenen Reaktion der Sensorspannung ermittelt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr einfach und ohne zusätzlichen apparativen Aufwand durchführbar. Die Regelung der Sensorheizleistung ist als Teilfunktion der Sensorregelung ohnehin vorgesehen. Eine Änderung der Sensorheizleistung lässt sich somit einfach herbeiführen. Einer auf bestimmte Weise durchgeführten Änderung der Sensorheizleistung und damit der Sensortemperatur kann eine charakteristische transiente Änderung der Sensorspannung zugeordnet werden. Da die Sensorspannung regelmäßig erfasst wird, ist es sehr einfach, die mit der auf bestimmte Weise durchgeführten Sensortemperaturänderung verbundene Änderung der Sensorspannung zu erkennen. Tritt sie auf, so ist der Sensor in Ordnung, tritt sie nicht in der bekannten charakteristischen Art und Weise auf, so liegt ein Sensordefekt vor. Zur Durchführung des Verfahrens ist kein Sensorausbau erforderlich, es müssen keine speziellen Testgase verwendet werden, und es nicht erforderlich, gezielt die Verbrennung zu verstimmen. Der Test ist unabhängig von der Brenneranlage bzw. vom Betriebszustand der Brenneranlage durchführbar.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Sensor während eines definierbaren Zeitraumes von einem ersten Zustand, in dem die Sensortemperatur geringer als die Nenntemperatur des Sensors ist, in einen Betriebszustand, in dem die Temperatur des Sensors den Nennwert hat, geschaltet, und die Funktionstüchtigkeit des Sensors wird aus dem Auftreten eines kurzzeitigen Ausschlags der Sensorspannung während des Aufheizzeitraumes ermittelt. Gemäß einer weiteren denkbaren Ausführungsform wird der Sensor während eines definierbaren Zeitraumes von einem Betriebszustand, in dem die Sensortemperatur die Nenntemperatur des Sensors ist, in einen weiteren Zustand, in dem die Temperatur des Sensors niedriger als die Nenntemperatur ist, geschaltet, und die Funktionstüchtigkeit des Sensors wird aus dem Auftreten eines kurzzeitigen Ausschlags der Sensorspannung während des Abkühlzeitraumes ermittelt.
Die Sensorspannung eines potentiometrisch betriebenen Gassensors ist bekanntermaßen temperaturabhängig. Bei ansonsten unveränderter Gaskonzentration ist sie bei einer niedrigeren Sensortemperatur niedriger als bei einer höheren Sensortemperatur. In einem Zustand mit geringerer Heizleistung als die Nennleistung hat der Sensor eine niedrigere Temperatur als in einem Zustand mit höherer Heizleistung. Wenn nun die Temperatur des Sensors kontinuierlich von einem niedrigeren auf einen höheren Wert hin verändert wird, so erwartet man, dass auch die Sensorspannung diesem Verlauf kontinuierlich folgt und sich von einem niedrigeren zu einem höheren Wert hin verändert.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei ansonsten unveränderter Gaskonzentration die Sensorspannung, nachdem die Einsatztemperatur für das Einsetzen der Ionenleitung überschritten wurde, bei weiterer Temperaturerhöhung zunächst ansteigt, bis ein Maximum der Sensorspannung bei einer Maximums-Temperatur erreicht ist, die oberhalb der Einsatztemperatur, aber noch unterhalb der Nenntemperatur des Sensors liegt. Bei weiterer Temperaturerhöhung sinkt die Sensorspannung wieder ab, bis sie bei Nenntemperatur ihren nominellen Offset-Wert, beispielsweise nahezu Null mV, erreicht. Als Nenntemperatur wird im Betriebszustand des Sensors hier eine Temperatur oberhalb der Maximums-Temperatur gewählt. Eine Temperatur, die niedriger ist als die zum Einsetzen der Ionenleitung erforderliche Grenztemperatur, wird als Stand-By-Temperatur bezeichnet.
Es hat sich also gezeigt, dass bei einer kontinuierlichen Sensortemperaturerhöhung von der Einsatztemperatur über die Maximums-Temperatur hinweg bis zur Nenntemperatur das Sensorsignal zunächst ansteigt bis zu einer Spannungsspitze bei der Maximums-Temperatur und danach wieder zurückgeht. Jeder funktionstüchtige Sensor zeigt dabei die beschriebene charakteristische Sensorsignalspannungsspitze. Ein defekter Sensor zeigt diese Spannungsspitze nicht oder in einer sehr abgeschwächten Form. Dieses typische transiente Verhalten kann z. B. als einfacher Funktionscheck für den Sensor herangezogen werden.
Dies funktioniert sowohl während des nominellen Brennerbetriebs, d. h. bei einer Grundbelastung mit unverbrannten Gasen aber auch bei ausgeschalteter Anlage, bzw. in normaler Atmosphäre. Die Aufheizroutine kann von jeder beliebigen Sensortemperatur unterhalb der Maximumstemperatur aus gestartet werden. Insbesondere werden die bei der Aufheizroutine beschriebenen Temperaturbereiche automatisch bei jedem nominellen Sensoraufheizvorgang bis zur Nenntemperatur also automatisch nach jedem Einschalten des Sensors durchfahren.
Wie bereits im vorherigen Abschnitte erwähnt tritt die Spannungsspitze immer auf, auch wenn keine brennbaren Gase in der Messumgebung vorhanden sind, beispielsweise bei ausgeschaltetem Brenner. Dann geht das Sensorsignal nach der Spannungsspitze auf seinen nominellen Offsetwert zurück, beispielsweise ca. 0 mV. Grund für das Auftreten der Spannungsspitze in diesem Fall könnten beispielsweise an der Sensoroberfläche adsorbierte brennbare Bestandteile sein. Aber auch in der normalen Atmosphärenluft befinden sich immer noch in sehr geringer Konzentration brennbare Gasbestandteile, beispielsweise etwa 0,5–1 ppm Wasserstoff, die an der Dreiphasengrenze des Sensors zum Auftreten der beobachteten Spannungsspitze führen.
Daher lässt sich aus dem Auftreten dieser Spannungsspitze während des Aufheizens des Sensors eine Aussage über die Funktionstüchtigkeit des Sensors machen und ein die Funktionstüchtigkeit des Sensors indizierendes Signal ableiten. Das Auftreten der Spannungsspitze zusammen mit der Steuerung des Aufheizvorgangs des Sensors lässt sich über die Brennerregelung steuern und erfassen. Auch das die Funktionstüchtigkeit des Sensors indizierende Signal kann in der Brennerregelung erzeugt und weiterverarbeitet werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Sensor während eines Abkühlzeitraumes aus dem Betriebszustand, in dem die Temperatur des Sensors z. B. die Nenntemperatur hat, in den ersten Zustand, in dem die Sensortemperatur geringer als die Maximums-Temperatur des Sensors ist, geschaltet, und danach während des Aufheizzeitraumes wieder in den Betriebszustand z. B. bei Nenntemperatur geschaltet. Dabei wird die Funktionstüchtigkeit des Sensors aus dem Auftreten eines kurzzeitigen Anstiegs der Sensorspannung zusätzlich bereits während des Abkühlzeitraumes und dann nochmals wie oben beschrieben aus dem Auftreten eines kurzzeitigen Anstiegs der Sensorspannung während des Aufheizzeitraumes ermittelt. Dabei können sowohl die Absolutwerte der Sensorspannungssignale selbst sowie die durch die Steilheit der Abkühl- und Aufheizrampe resultierenden Sensorsignalspannungsänderungen (Gradienten) sowie weitere vom Sensorsignal abgeleitete Werte vorteilhaft herangezogen werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Sensor nach dem Abkühlzeitraum für eine vorgebbare Zeitdauer in dem ersten Zustand gehalten.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Regelung einer Feuerungsanlage, wobei die Feuerungsanlage einen mit festem, flüssigen oder gasförmigem Brennstoff befeuerten Brenner, ein Luft- und/oder Abgasgebläse, eine Regeleinrichtung und wenigstens einen mit einer Heizvorrichtung beheizten Sensor zur Erfassung einer Gaskonzentration umfasst, wobei der Sensor mindestens zwei an einer ionenleitenden Keramik, die mit einer Heizvorrichtung beheizbar ist, angeordnete Sensorelektroden umfasst, deren Sensorspannung in einer den Sensorelektroden nachgeschalteten Auswerteschaltung ausgewertet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Periode des Brennerstillstandes das Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors wie oben beschrieben durchgeführt wird. Dabei kann in einer längeren Phase des Brennerstillstandes, beispielsweise in der sommerlichen Heizpause, die Sensortemperatur auf eine Stand-By-Temperatur die unterhalb der Einsatztemperatur, jedoch um Kondensation zu vermeiden z. B. oberhalb der Taupunktstemperatur des Gases, abgesenkt werden, bei der keine Ionenleitung in der Sensorkeramik stattfindet. Die Heizleistung ist dann entsprechend gering, was auch der Energieersparnis dient. Die Temperaturrampe zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors kann dann vor dem ersten Brennerstart noch bei Brennerstillstand aus der Stand-By-Temperatur heraus gestartet werden. Der Sensor könnte vor dem Start des Funktionstests auch zunächst auf eine Temperatur oberhalb der Stand-By-Temperatur, aber unterhalb der Maximums-Temperatur erhöht werden.
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während des Vorlüftens vor der Zündung des Brenners das Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors wie oben beschrieben durchgeführt. Während dieser Phase befinden sich keine unverbrannten Gasbestandteile im Brennerabgas, sondern im wesentlichen nur Luft. Die Funktionstüchtigkeit des Sensors wird aus dem Auftreten eines kurzzeitigen Peaks der Sensorspannung an Luft während des Durchfahrens der Temperaturrampe am Sensor erkannt. Das Sensorsignal startet dabei bei dem nominellen Offsetwert von ca. 0 mV, und nach Durchlaufen des Peaks geht es wieder auf den Offsetwert zurück.
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem Zeitraum kurz nach dem Zünden des Brenners das Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors wie oben beschrieben durchgeführt. In dieser Phase befinden sich unverbrannte Gasbestandteile im Abgas, die vom Zünden des Brenners herrühren. Diese erzeugen bei einem funktionstüchtigen Sensor eine zusätzliche Sensorspannung, die sich der Spannungsspitze der Sensorspannung, die durch das Durchfahren der Temperaturrampe erzeugt wurde, überlagert und diese somit verstärkt. Das Endsignal nach Abklingen der Spannungsspitze geht dabei nicht mehr ganz auf den Offset-Wert zurück, wenn noch unverbrannte Bestandteile im Abgas der Verbrennung vorhanden sind.
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei im stationären Betrieb laufendem Brenner das Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors wie oben beschrieben durchgeführt. Hierbei befindet sich der Sensor zunächst auf Nenntemperatur. Zum Zwecke der Funktionsprüfung des Sensors wird dessen Temperatur in dieser Phase zunächst auf einen Wert unterhalb der Maximums-Temperatur, aber noch über der Stand-By-Temperatur, abgesenkt und anschließend wieder auf die Nenntemperatur erhöht, und die Funktionstüchtigkeit des Sensors wird aus dem Auftreten der kurzzeitigen Peaks der Sensorspannung, wie oben beschrieben, erkannt. Hier startet das Sensorsignal üblicherweise mit einem dem Verbrennungszustand typischerweise entsprechenden Signal, beispielsweise in der Größenordnung von einigen mV, der über dem Offsetwert liegen kann und geht nach Durchlaufen der Temperaturkurve wieder auf das Ausgangsniveau, nicht aber auf den Offsetwert, zurück.
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in vorgebbaren Zeitintervallen das Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors wie oben beschrieben durchgeführt. So könnte beispielsweise bei kontinuierlichem Brennerbetrieb einmal alle 24 h das erfindungsgemäße Verfahren zum Sensorfunktionstest durchgeführt werden. Ein solches Intervall ist hinreichend, um langsame Degradationserscheinungen am Sensor festzustellen. Es kann auf diese Weise allerdings auch ein spontaner Ausfall des Sensors sofort erkannt werden.
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Sensorsignale des Sensors zur Regelung der Feuerungsanlage herangezogen, wenn nach Durchführung des Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors der Sensor als funktionstüchtig befunden wurde, und die Regelung der Feuerungsanlage wird in einen sicheren Betriebszustand gefahren, wenn nach Durchführung des Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors der Sensor als nicht funktionstüchtig befunden wurde.
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in den Zwischenzeiten zwischen einzelnen Durchführungen des Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors die Funktionstüchtigkeit auf eine weitere Art regelmäßig überprüft.
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwertet die weitere Art der Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors typische Signalmuster des Sensors, die entstehen, wenn die Feuerungsanlage durch die Brennerregelung z. B. an die Emissionskante gefahren wird.
Eine beispielhafte Reihenfolge bei einem Brennerstart nach langer Stillstandszeit könnte also folgendermaßen aussehen. Während der Stilltandszeit befindet sich der Sensor auf Stand-By-Temperatur. Es folgt die Vorlüftung des Brenners, dann die Zündung, und nun erst startet die Temperaturrampe am Sensor zur Durchführung des Sensorfunktionstests, aus der Stand-By-Temperatur heraus auf die Nenntemperatur.
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei Brennerstillstand die Heizvorrichtung des Sensors in einen Stand-By-Zustand geschaltet, in dem die Temperatur des Sensors so weit unterhalb der Nenntemperatur des Sensors liegt, dass keine merkliche Ionenleitung durch die ionenleitfähige Keramik erfolgen kann. Diese Stand-By-Temperatur liegt jedoch vorteilhafterweise oberhalb des Taupunktes, so dass sich kein Kondensat auf dem Sensor bilden kann und eine Schädigung des Sensors durch im Kondensat gelöste Salze weitgehend vermieden ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
1 eine Feuerungsanlage mit einem Brenner und einem Sensor zur Erfassung einer Gaskonzentration im Abgas,
2 den zeitlichen Verlauf von Heizleistung bzw. Sensortemperatur und Sensorspannung bei einer ersten Ausführungsform des Verfahrens,
3 den zeitlichen Verlauf von Heizleistung bzw. Sensortemperatur und Sensorspannung bei einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens
4 ein Beispiel für die Definition der Sensortemperaturen und Sensorspannungen in verschiedenen Temperaturbereichen eines Sensors zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die in 1 dargestellte Verbrennungsanlage 1 umfasst einen Sensor 2, eine Sensorelektronik bzw. Brennerelektronik 3, einen Brenner 4 mit jeweils einer Zuleitung 5A für Luft und 5B für Brennstoff, einen Feuerraum bzw. Kessel 6 sowie einen Abgaskanal 7. Dem Brenner 4 kann über die Zuleitung 5A ein Brennstoff 4B beispielsweise in Form von Öl, Gas und/oder Wasserstoff oder Biomasse zugeführt werden. Die Wahl des Brennstoffs 4 ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die erforderliche Menge an Brennstoff 4B lässt sich beispielsweise mit Hilfe eines Ventils 5F steuern, das in die Zuleitung 5A eingebaut ist. Über die Zuleitung 5B wird dem Brenner 4 die notwendige Menge an Luft 4L zugeführt. Der Brenner 4 ragt mit seinem die Flamme 8 tragenden Abschnitt in den Feuerraum 6 hinein, der mit dem Abgaskanal 7 direkt in Verbindung steht. Das Abgas 10, welches beim Betrieb des Brenners 4 entsteht, wird zuerst z. B. durch Wendekammern 6K innerhalb des Feuerraums 6 geleitet. Von dort aus wird es in den Abgaskanal 7 eingeleitet.
Der Aufbau und die Funktionsweise des Sensors 2, der für die Messungen verwendet wird, ist im Prinzip bekannt. Er besteht im wesentlichen aus einem flächigen Bauelement 2F. Dieses ist aus einer Keramik gefertigt, vorzugsweise aus mit Yttrium stabilisiertem Zirkoniumdioxid. Auf exponierten Flächen des Bauelements 2F sind mindestens zwei Elektroden 2A und 2B angeordnet. Durch eine geeignete Kombination der Werkstoffe, aus denen die Elektroden 2A und 2B gefertigt werden, lässt sich deren katalytische Aktivität beeinflussen. Die Materialen für die Fertigung der Elektroden 2A und 2B werden so gewählt, dass wenigstens eine der beiden Elektroden 2A elektrokatalytisch aktiv ist, und somit die Reaktion von brennbaren bzw. oxidierbaren Bestandteilen des Abgases 10 mit Luftsauerstoff und/oder mit Sauerstoffionen aus dem Festelektrolyten 2F begünstigt. Die zweite Elektrode 2B wird vorzugsweise aus einem solchen Werkstoff gefertigt, der elektrokatalytisch nicht aktiv ist und diese Reaktionen möglichst verhindert. Um eine ausreichende Leitfähigkeit für Sauerstoffionen innerhalb des Festelektrolyten 2F zu erhalten, ist der Sensor 2 zusätzlich mit einer Heizung in Form einer Heizwendel 2H versehen. Diese ist so ausgelegt, dass der Sensor 2 auf einer Temperatur typischerweise zwischen 400°C und 900°C gehalten werden kann. Die Potentialdifferenz, welche sich zwischen den Elektroden 2A und 2B ausbildet, wird als Sensorspannung U_S abgegriffen. Die Größe der Sensorspannung U_S ist ein Maß für die Konzentration der oxidierbaren Gaskomponenten im Abgas 10. Der Sensor 2 wird innerhalb des Abgases 10 so angeordnet, dass beide Elektroden 2A und 2B sich im Abgas befinden. Die Signalein- und Signalausgänge des Sensors 2 sind über Signalleitungen 2S mit den Signalein- und Signalausgängen der Sensorelektronik bzw. Brennerelektronik 3 elektrisch leitend verbunden. Der Sensor 2 ist ferner über eine Leitung 2L mit einer elektrischen Spannungsquelle (hier nicht dargestellt) verbunden, welche in die Sensorelektronik bzw. Brennerelektronik 3 integriert ist. Von dort aus kann der Heizung 2H des Sensors 2 die erforderliche elektrische Energie zugeführt werden. Die Sensorelektronik 3 erfasst, speichert und verarbeitet die zwischen den Elektroden 2A und 2B des Sensors 2 auftretenden Spannungssignale U_S, sowie die Temperatur des Sensors 2 und gegebenenfalls noch andere Werte. Dabei kann beispielsweise die Umgebungstemperatur aus der Heizleistungsaufnahme und aus dem Verhältnis des Heiß- zu dem Kaltwiderstand die Sensortemperatur abgeleitet werden. Die Heizleistungsaufnahme bzw. das Verhältnis des Heiß- zu dem Kaltwiderstand ist der direkt gemessene Wert, und der daraus geschätzte oder über Vergleichstabellen oder anderweitig ermittelte Temperaturwert ist das indirekt ermittelte oder errechnete Temperatursignal.
Es werde nun die 4 betrachtet. Diese zeigt den Zusammenhang zwischen der Sensortemperatur und der Sensorspannung bei einem hier verwendeten Sesnor schematisch. Im Bereich unterhalb der Einsatztemperatur der Ionenleitung, mit T_ein bezeichnet und bei etwa 400°C liegend, ist die Sensorspannung gering, etwa zwischen 0 mV und 10 mV. Als Standby-Temperatur T_Standby ist eine Temperatur von etwa 130°C bezeichnet, die oberhalb des Taupunktes liegt. Bei einer weiteren Temperaturerhöhung über die Einsatztemperatur hinaus steigt die Sensorspannung in Form eines Peaks zunächst auf eine Peakspannung U_P von ca. 300 mV an. Die zugehörige Temperatur, bei der die Peakspannung U_P erreicht wird, wird als Maximumtemperatur T_MAX bezeichnet und liegt bei etwa 600°C. Bei weiterer Temperaturerhöhung auf die Nenntemperatur T_Nenn von ca. 700°C fällt die Sensorspannung auf ihren Nennwert U_N. In dem Beispiel nach 4 liegt der Nennwert U_N bei ca. 250 mV, was auf das Vorhandensein von unverbrannten Gasbestandteilen hindeutet. In Abwesenheit unverbrannter Gasbestandteile würde die Nennspannung auf einen tieferen Wert sinken, etwa auf 45 mV.
Es werde nun die 2 betrachtet, Diese zeigt den zeitlichen Verlauf von Sensortemperatur T_S und Sensorspannung U_S des Sensors 2 bei einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors 2. Es ist der Verlauf der Sensortemperatur T_S und des Sensorsignals U_S über die Zeit t aufgetragen, die Abgaszusammensetzung sei in diesem Zeitraum nahezu konstant, entweder Luft während der Vorlüftphase, oder eine saubere stationäre Verbrennung mit wenig CO oder eine schlechte Verbrennung mit CO. Von links nach rechts gesehen, befindet sich der Sensor zur Zeit t₀ zunächst in einem Stand-by-Zustand mit der Stand-By-Temperatur T_Standby, beispielsweise bei einer Heizleistung von 1 W oder weniger, eine Temperatur unterhalb von 400°C, jedoch oberhalb des Taupunktes, der typischerweise bei ca. 130°C liegt. Es könnte aber auch eine Temperatur knapp über der Schwellentemperatur für den Einsatz der Ionenleitung (T_Ein), also etwa knapp oberhalb von 400°C, eingestellt sein. Im hier betrachteten Fall gilt nun: Der Brenner ist ausgeschaltet. Die Sensorspannung nimmt einen ersten Wert U₁ an, beispielsweise 3 mV oder 10 mV. Es beginnt nun die Vorlüftung des Brenners und die Zündung. Ab einem Zeitpunkt t₁ beginnt der Sensorfunktionstest, die Heizleistung wird erhöht, die Sensortemperatur steigt rampenartig auf ihren Nennwert T_Nenn an, den sie zum Zeitpunkt t₂ erreicht hat. Die Sensorspannung nimmt bei Nennleistung einen zweiten Wert U₂ von beispielsweise 45 mV ein. Während der Aufheizphase, zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂, durchläuft die Sensorspannung einen Peak, einen kurzzeitigen Ausschlag auf einen erhöhten Wert U_P mit anschließendem Abfall auf U₂. Dieser Peak U_P ist charakteristisch für einen funktionsfähigen Sensor und tritt während der Aufheizphase auf.
Ein zweiter denkbarer Fall: Der Brenner läuft bereits und befindet sich in einem Zustand sauberer Verbrennung mit wenig CO, erreicht durch Einstellung eines Lambda-Verhältnisses, bei dem bekanntermaßen die Verbrennung sauber ist, wobei der Luftüberschuss höher ist, als er bei der Emissionskante wäre. Die Sensorspannung nimmt dann einen ersten Wert U₁ an, der etwas höher als die Offset-Spannung im ersten betrachteten Fall oben liegen kann. Ab einem Zeitpunkt t₁ beginnt der Sensorfunktionstest, die Heizleistung wird erhöht, die Sensortemperatur steigt rampenartig auf ihren Nennwert T_Nenn an, den sie zum Zeitpunkt t₂ erreicht hat. Die Sensorspannung nimmt bei Nennleistung einen zweiten, noch höheren Wert U₂ ein. Während der Aufheizphase, zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂, durchläuft die Sensorspannung einen Peak, einen kurzzeitigen Ausschlag auf einen erhöhten Wert U_P mit anschließendem Abfall auf U₂. Dieser Peak U_P ist charakteristisch für einen funktionsfähigen Sensor und tritt während der Aufheizphase auf.
Es werde nun die 3 betrachtet. Diese zeigt den zeitlichen Verlauf von Sensortemperatur T_S und Sensorspannung U_S des Sensors 2 bei einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors 2. Bei dieser Ausführungsform ist die Abgaszusammensetzung in diesem Zeitraum nahezu konstant, etwa im stationären Brennerbetrieb bei einer vollständigen Verbrennung mit wenig CO. Bei dieser Variante befindet sich der Sensor zum Zeitpunkt t₀ im Nennzustand mit der Nenntemperatur T_nenn. Die Sensorspannung hat einen zweiten Wert U₂ von beispielsweise 60 mV. Zu einem Zeitpunkt t₁ beginnt der Übergang zu einer Temperatur unterhalb der Maximumstemperatur, durch Reduzierung der Heizleistung auf beispielsweise 1 W. Während dieser Abkühlphase tritt ein erster Peak mit einer ersten Peakspannung U_P1 auf, bis diese sich zum Zeitpunkt t₂ auf ihren der verringerten Temperatur entsprechenden Wert U₁ von hier beispielsweise ca. 20 mV eingestellt hat. Der Sensor wird eine gewisse Zeit lang in dem Zustand niedriger Temperatur gehalten. Zum Zeitpunkt t₃ beginnt wieder das Aufheizen auf die Nenntemperatur mit der Nenn-Heizleistung P_nenn von ca. 3 W, mit dem Auftreten des bereits im Zusammenhang mit der 2 beschriebenen zweiten Peak mit der zweiten Peakspannung U_P2. Bei dieser Verfahrensvariante kann man also redundant zwei Peaks zur Funktionsüberprüfung des Sensors auswerten – zum einen bei der Abkühlung, zum zweiten beim Aufheizen.
Es kann auch vorkommen, dass der erste Peak beim Abkühlen des Sensors in die negative Richtung verläuft. In der 3 ist das durch die Kurve U_S' mit dem negativen Peak UP' dargestellt. Es kommt im Zusammenhang mit der Erfindung daher auf eine Richtungsänderung der Sensorspannung bei dem Durchlaufen eines Peaks an, nicht so sehr, ob diese Richtungsänderung zunächst in positive oder zunächst in negative Richtung verläuft.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, um die Sensorfunktion generell zu überprüfen und auch, um langsame Driften zu erkennen. Dabei ist das Verfahren unabhängig vom Brenner und seiner Funktion und daher grundlegend und immer durchführbar.
Das Zusammenspiel mit einer sensorbasierten Brennerregelung kann so eingerichtet sein, das erst dann, wenn der Sensorfunktionscheck erfolgreich abgeschlossen ist, die sensorbasierte Brennerregelung aktiviert wird.
Eine sensorbasierte Brennerregelung ist allgemein eine Brennerregelung, die die Signale des Sensors verwendet, beispielsweise als Istwert einem Regelalgorithmus zuführt, der dann anhand festlegbarer Sollwerte eine Regelabweichung ermittelt und entsprechende Änderungen der Stellgrößen veranlasst. Damit die sensorbasierte Regelung nicht aufgrund fehlerhafter Sensorsignale in unsichere Betriebszustände regelt, ist es von Vorteil, wenn die Funktionstüchtigkeit des Sensors mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in regelmäßigen Abständen überprüft wird.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors ergibt, dass der Sensor nicht funktionstüchtig ist, so kann die Brennerregelung automatisch in einen sicheren Betriebszustand gefahren werden, so lange, bis der Sensor ausgetauscht wurde und/oder das Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors die Funktionstüchtigkeit des Sensors wieder feststellt. Ein sicherer Betriebszustand ist beispielsweise ein Zustand, bei dem der Luftüberschuss auf einen solchen Wert eingestellt wird, bei dem davon auszugehen ist, dass die Verbrennung immer vollständig abläuft, bei dem also nicht die Gefahr besteht, dass die Feuerungsanlage zu viel Schadstoff, beispielsweise CO oder H2, erzeugt. Dies wird üblicherweise ein Luftüberschuss sein, der deutlich höher ist als der optimale Luftüberschuss, der mit der sensorbasierten Regelung erzielt werden kann. Aus Sicherheitsgründen wird dies jedoch bis zum Ersatz des defekten Sensors hingenommen.
Eine Spielart einer sensorbasierten Brennerregelung ist als Emissionskantenregelung bekannt. Dabei wird der Lambda-Wert so lange reduziert, bis der Sensor den Beginn einer unvollständigen Verbrennung anzeigt, wonach der Lambda-Wert wieder in Richtung auf die Luftüberschussseite erhöht wird. Dieser Lambda-Wert wird bis zum nächsten Test der Emissionskante beibehalten. Die Brennerregelung fährt die Verbrennungsanlage somit immer knapp vor der sogenannten Emissionskante, also im Bereich des minimal möglichen Lambda, bei dem noch keine erhöhten Emissionen aufgrund unvollständiger Verbrennung auftreten.
Bei Einsetzen der unvollständigen Verbrennung zeigt das Sensorsignal ein typisches Signalmuster. So steigt der Signalwert stark an, mit einer hohen zeitlichen Änderungsrate. Außerdem kann sich die Signaldynamik stark ändern, das Signal schwankt stark. Diese typischen Signalmuster beim Anfahren der Emissionskante können ergänzend zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors herangezogen werden. Wie unten erläutert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorgebbaren zeitlichen Abständen durchgeführt werden, häufig oder seltener. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren nicht in kurz aufeinanderfolgenden Abständen durchgeführt wird, sondern in relativ großen zeitlichen Abständen, z. B. einmal am Tag, oder einmal in 24 h, so kann ein spontaner Sensorausfall nicht bzw. erst nach dem erneuten Durchführen des Verfahrens nach schlechtestenfalls 24 h bemerkt werden.
Um dies auszugleichen, kann bei aktivierter Emissionskantenregelung nach gelungenem Sensorfunktionscheck eine zusätzliche kontinuierliche Funktionsüberwachung dadurch realisiert sein, dass die beim Anfahren der Emissionskante entstehenden typischen Signalmuster registriert und mit in einer Historie hinterlegten Signalmuster daraufhin verglichen werden, ob sie, gegebenenfalls innerhalb erlaubter Toleranzgrenzen, übereinstimmen oder nicht. Weichen die Signalmuster des Sensorsignals beim Anfahren der Emissionskante von den hinterlegten Signalmustern stärker ab als erlaubt, so ist das ein Indiz darauf, dass der Sensor nicht mehr funktionstüchtig ist. Es wird dann auch in diesem Fall die Brennerregelung in einen sicheren Betriebszustand fahren. Auch ein spontaner Sensorausfall, z. B. durch Ablösung der Elektrode, ist bei jeder Emissionskantenfahrt, bzw. durch die nominelle Sensorsignalcharakteristik im Betrieb erkennbar.
Die vorliegende Erfindung umfasst selbstverständlich auch beliebige Kombinationen bevorzugter Ausführungsformen sowie einzelner Ausgestaltungsmerkmale oder Weiterbildungen, sofern diese sich nicht gegenseitig ausschließen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10153643 A1 [0003]
EP 0697564 A1 [0006]
DE 10339684 A1 [0011]

Claims

Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Sensors (2) zur Erfassung einer Gaskonzentration, wobei der Sensor (2) mindestens zwei an einer ionenleitenden Keramik, die mit einer Heizvorrichtung (2H) beheizbar ist, angeordneten Sensorelektroden (2A, 2B) umfasst, deren Sensorspannung in einer den Sensorelektroden (2A, 2B) nachgeschalteten Auswerteschaltung (3) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionstüchtigkeit des Sensors (2) aus dem Auftreten einer durch Änderung der Sensortemperatur erzwungenen Reaktion der Sensorspannung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) während eines Aufheizzeitraumes von einem ersten Zustand, in dem die Sensortemperatur geringer als die Maximums-Temperatur des Sensors ist, in einen Betriebszustand, in dem der Sensor (2) seine Nenntemperatur hat, geschaltet wird, und dass die Funktionstüchtigkeit des Sensors (2) aus dem Auftreten eines kurzzeitigen Ausschlags der Sensorspannung während des Aufheizzeitraumes ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) während eines Abkühlzeitraumes aus dem Betriebszustand, in dem die Temperatur des Sensors den Nennwert hat, in den ersten Zustand, in dem die Sensortemperatur geringer als die Maximums-Temperatur des Sensors ist, geschaltet wird, und danach während des Aufheizzeitraumes wieder in den Betriebszustand, und dass die Funktionstüchtigkeit des Sensors aus dem Auftreten eines kurzzeitigen Ausschlags der Sensorspannung während des Abkühlzeitraumes und aus dem Auftreten eines kurzzeitigen Ausschlags der Sensorspannung während des Aufheizzeitraumes ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) nach dem Abkühlzeitraum für eine vorgebbare Zeitdauer in dem ersten Zustand gehalten wird.
Verfahren zur Regelung einer Feuerungsanlage, wobei die Feuerungsanlage einen Brenner (4), ein Luft- und/oder Abgasgebläse, eine Auswerte- und Regeleinrichtung (3) und wenigstens einen mit einer Heizvorrichtung (2H) beheizten Sensor (2) zur Erfassung einer Gaskonzentration, wobei der Sensor (2) mindestens zwei an einer ionenleitenden Keramik, die mit der Heizvorrichtung (2H) beheizbar ist, angeordnete Sensorelektroden (2A, 2B) umfasst, deren Sensorspannung in einer den Sensorelektroden nachgeschalteten Auswerte- und Regelschaltung (3) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Periode des Brennerstillstandes das Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Vorlüftens vor der Zündung des Brenners (4) das Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zeitraum nach dem Zünden des Brenners (4) das Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei im stationären Betrieb laufendem Brenner (4) das Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in vorgebbaren Zeitintervallen das Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–8, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Brennerstart bzw. bei jedem Sensorstart das Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorsignale des Sensors zur Regelung der Feuerungsanlage herangezogen werden, wenn nach Durchführung des Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors der Sensor als funktionstüchtig befunden wurde, und dass die Regelung der Feuerungsanlage in einen sicheren Betriebszustand gefahren wird, wenn nach Durchführung des Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors der Sensor als nicht funktionstüchtig befunden wurde.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zwischenzeiten zwischen einzelnen Durchführungen des Verfahrens zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors die Funktionstüchtigkeit auf eine weitere Art regelmäßig überprüft wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Art der Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Sensors typische Signalmuster des Sensors verwertet, die entstehen, wenn die Feuerungsanlage durch die Brennerregelung an die Emissionskante gefahren wird.