DE1601322A1 - Schaltungsanordnung zum UEberwachen von Flammen nach dem Ionisationsprinzip - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zum Überwachen von Flammen nach dem Ionisationsprinzip Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Steuern einer Thyristors mit dem in Impulse umgewandelten Sondenstrom einer Ionisationssonde zu einem Flammenwächter. Die Folgefrequenz der Impulse kann _ asynchron oder synchron mit der Netzfrequenz verlaufen Ein Flammenwächter hat die Aufgabe, dar Vorhandensein einer Flamme bzw. einer Gasflamme zu erkennen und Weiterzumelden. Es können hierzu verschiedene physikalische Eigenschaften von Flammen ausgenützt werden. Die erfindungsgemäße Schaltung baut auf dem Ionisationaprinzip auf. Es: ist bekannt, daß eine Flamme dann als Gleichrichter wirkt, wenn der eine Pol einer Wechselspannu.ng an dem Brennermund (Brennergehäuse) angeschlossen wird und der andere Pol, an einer Sonde liegt, die-in die aus dem Brennermund tretende Flamme eintaucht. Die Stromrichtung verläuft von der Sonde zum Brennermund, wenn man die konvexetionelle Stromrichtung angibt. Der-Ionisationsatrom ist sehr schwach und beträgt im allgemeinen nur einige )m7 eine Stromstärke, die nicht ausreicht, um ein elektromagnetisches Relais zu betätigen. Es ist also ein Verstärker nötig entsprechend Bild 1. Die vorliegende Schaltungsanordnung verwendet einen gesteuerten Gleichrichter ('1), also ein Thgristor, der als Leistungsschalter z.B. ein Relais (2) betätigt. Über den eingezeichneten Arbeitskontakt kann ein Magnetventil oder ein anderer Verbraucher gesteuert werden. Die Schaltung wird mit 22a V 50 Hz (2o) gespeist, wobei der Null - Leiter mit dem Brennermund (3) verbunden ist und die Phase über den Arbeitswideretand (4), den Kippkondensator (5),. den Vorwiderstand (f) zur Sonde (?) geführt ist. Der fadekondensator (8) im Parallelpfad lädt sich durch die Qleichrichterwirkung der Flamme in ein negatives Potential aut. Sobald die Spannung der Kondensatoren (5 und 8) die , Zündspannung eines Durchbruchelementes , z.8. einer Glimmlampe (9), überschreitet, zündet diese in einer bekannten, selbstlöschenden Kippschaltung.
• Der Kippkondensator (5) wird dabei über (9), die erfindungsgemäße Vorspannung (1o) (an dieser Stelle der Einfachheithalber kurzgeschlossen), und den Arbeitswiderstand (4) entladen. In der Folge wird bei Vorhandensein der Flamme Kondensator (5) erneut über (6) aufgeladen und es entsteht ein weiterer Steuerimpuls.- über den Widerstand (4). Dieser Steuerimpuls wird der Basis des Transistors (11) zugeführt. Die Speisegleichspannung für den Transistor (11) wird der Spannungsquelle (12) entnommen und über den Arbeitswiderstand (13) dem Collektor zugeordnet. Dadurch ist die Steuerung des Thyristors in bekannter Weise gewährleistet. Wie eingangs angegeben, liefert die Sonde nur einen Strom von wenigen );A. Da der innere Widerstand der Sonde sehr groß ist, bricht die Spannung über (8) schon bei geringster Lefstüngsentnahme auf wenige 1o Volt zusammen. Dm den Thyrietor (1) in einer leistungsgünstigen Impulssteuerung Zu betreiben, ist also ein Durchbruchselement (9) notwendig, das eine tiefe Durchbruchsspannung und gleichzeitig einen niedrigen Lackstrom hat. Zur Zeit findet man keine solche Kombination auf dem Markt. Entweder es gibt Durchbruchdioden (Switching - Dioden) mit einer Zündspannung von ca. 2o Volt und einem unbrauchbar hohen Durchbruchstrom von ca. 2oo pA oder Glimmlampen mit einem sehr guten Durchbruchstrost von einigen Zoo A, dafür aber mit einer zu hohen Zündspannung von etwa 6o Volt und mehr. Die erfindungsgemäße Schaltung verwendet als DurchbrucheieMent eise Glimmlampe (9). Der Nachteil der hohen ZündaPa=ung Wird dadurch ausgeglichen, daß eine Vorspgnnung (10) in Reihe mit der Glimmlampe (g) geschaltet ist, deren Polarität entgegengesetzt der Sonderspannung verläuft. Dadurch wird erreicht, daß die Spannung über dem Kippkoncdensator (5) kleiner sein kann, als die Zündspannung der Glimmlampe (9). Die minimale Spannung am Kippkondensator (5) beträgt: Zündspannung minus Vorspannung.
• Die Zündfrequenz der Glimmlampe (9)\ist vor allem abhängig von der Spannung des Kondensators (8), von der Größe der Bauelemente 4, 5 und 6, sowie von der Höhe der Zünd-und Brennspannung der Glimmlampe (9) und der Vorspannung (1o). Insbesondere nimmt die Zündfolge zu, wenn die Vorspannurig (1o) größer wird.. Der obere Wert ist dann erreicht, wenn die Vorspannufg ('I ß) nur noch unwesentlich kleiner ist, als die Zündspannung der Glimmlampe, (ca. 60 Volt). Eine noch höhere Vorspannung ist nicht zulässig, da diese ebenfalls Zündimpulse liefern könnte, wodurch die Überwachung der Flamme nicht mehr gewährleistet wäre. Es ist leicht einzusehen, daß man für die minimale Leistungsentnahme aus dem Sondenkreis Zündimpulse nur dann erwünscht, wenn diese den Thyristor auch wirklich durchsteuern können.Ein Durchzünden des Thyristors ist nur während der positiven Halbwelle der lietzapannung möglich. (Bezugspunkt: Leitung R). Diese Synchronisierung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man die Vorspannung einem Spannungsteiler entnimmt, der aus den beiden Widerständen (2'1 und 22) Bild 2 besteht. Er ist parallel zur Netzspannung (2o) geschaltet. Erfindungsgemäß kann. man diese Synchronisationsspannung mit der Speisespannung-(12) für Transistor (11) kombinieren. In Bild 3 sind 3 mögliche Varianten in derselben Figur dargestellt. Je nach Höhe der-Vorspannung in Bezug auf die Speisespannung für den Transistor unterscheidet man zwischen a) Vorspannung = Speisespannung -Widerstände (14 und 15), ebenso Widerstände (1S und 1?) können durch je 1 Widerstand ersetzt werden. b) Varspannung < Speisespannung: Widerstände (14 und 'l5) können zu einem Widerstand vereinigt werden. ` c) Vorspanaung > Speisespannung: Widerstände (16 und 17) können zu einem Widerstand vereinigt werden. Um den Transistor in dieser Anordnung vor negativer Spannung zu schützen, ist die Diode (18) vorgesehen.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Schaltanordnung zum Steuern eines Thyristors mittels dem in Impulse umgewandelten und verstärkten Ionisationsstrom einer Ionisationssonde in einem Flammenwächter, , wobei zur Erzeugung der Impulse eine Glimmlampe in einer selbstlöschenden Kippschaltung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Glimmlampe eine Vorspannung in Reihe geschaltet wird, deren Amplitude entgegengesetzt zur Signalspannung verläuft.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch '!, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung einem Spannungsteiler entnommen wird, der parallel zur Speisewechselspanniin.g geschaltet ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung auch als Speisespannung für einen einstufigen Transistorverstärker verwendet-wird.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß'die Speisespannung einem erweiterten Spannungsteiler entnommen wird und größer ist als die Vorspannung.
5. 5, Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB die Speisespannung einem erweiterten Spannungsteiler entnommen wird und-kleiner ist als die Vorspannung.