DE19645555A1 - Flammenfühler eines sich selbstüberwachenden Flammenwächters - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flammenfühler eines sich selbstüberwachenden Flammenwächters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Überwachung von Brennern in Heizungsanlagen werden Flammenwächter verwendet, die mittels ihres Flammenfühlers das Vorhandensein einer Brennerflamme überwachen. Als Flammenfühler werden vorzugsweise Ionisationselektroden oder Ultraviolett-Photozellen, kurz UV-Photozellen genannt, verwendet. Die letzteren haben den Vorteil, daß sie für Überwachung von Öl- und Gasflammen gleichwertig eingesetzt werden können und im Gegensatz zu anderen Photodetektoren nicht für Strahlungen des sichtbaren Bereichs oder des Infrarotbereichs empfindlich sind. Der Flammenfühler und ein Flammensignalverstärker (FSV), der ein Flammenrelais enthält, bilden zusammen den Flammenwächter. Der FSV verarbeitet ein Ausgangssignal des Flammenfühlers so, daß bei einem ausbleibenden Flammensignal während des Brennerbetriebs, also z. B. bei einem Erlöschen der Brennerflamme, das Flammenrelais abfällt, welches dann vorgeschriebene Sicherheitsmaßnahmen auslöst, d. h. in erster Linie eine Unterbrechung der Brennstoffzufuhr veranlaßt.

Zur Überwachung der Brenner im Dauerbetrieb allgemein sowie von Brennern an Dampfkesseln, die auch im intermittierenden Betrieb über längere Zeit ohne Beaufsichtigung laufen müssen, werden Flammenwächter benötigt, die in bestimmten Abständen sich selbst auf ihre Funktionsfähigkeit überprüfen. Sich selbstüberwachende Flammenwächter lösen nicht nur bei einem ausbleibenden Flammensignal, sondern auch bei allen Defekten am Flammenfühler, an den Fühlerleitungen und am Flammensignalverstärker, die während des Brennerbetriebs ein Flammensignal vortäuschen können, die vorgeschriebenen Sicherheitsmaßnahmen aus, wobei grundsätzlich die Brennstoffzufuhr unterbrochen wird. Das Ausgangssignal des Flammenfühlers wird zum Zweck der Selbstüberwachung des Flammenwächters nicht statisch, sondern dynamisch verarbeitet. Hierzu wird es in eine Folge von Steuerimpulsen definierter Impulsdauer mit einer Folgefrequenz von z. B. 2 Hz umgewandelt und in dieser Form dem FSV und damit einem dort vorhandenen Flammenrelaiskreis zugeführt. Bewirken Bauteilfehler, Fehler im Flammenfühler oder in den Fühlerleitungen eine Veränderung der Impulsdauer und/oder der Impulsfolge, dann fällt das Flammenrelais ab und der Flammenwächter löst die vorgeschriebenen Sicherheitsmaßnahmen aus. Tritt somit in einer sich selbstüberwachenden Flammenwächterschaltung ein Bauteildefekt auf, der die Erkennung eines Flammenausfalls verhindern würde, so stellt der Flammenwächter sicher, daß dieser Defekt während eines zyklischen Selbsttests erkannt und die Brennstoffzufuhr trotz ordnungsgemäß brennender Flamme unterbrochen wird.

Der Selbsttest ist bei solchen Flammenwächtern besonders wichtig, deren Flammenfühler mit gasgefüllten UV-Photozellen ausgerüstet sind, da die letzteren im Verlauf ihrer Lebensdauer durch Alterung zu Selbstzündungen neigen. Hier muß die Funktionsfähigkeit des Flammenfühlers, d. h. die Löschfähigkeit der UV-Photozelle, fortlaufend überwacht werden, z. B. durch eine periodische Abdunklung mittels einer Blende. Zu diesem Zweck wird der Strahlungseinfall auf die UV-Photozelle mittels der Blende periodisch relativ oft, z. B. ein- bis zweimal pro Sekunde, vorzugsweise während einer konstanten Dauer unterbrochen. Die Dauer der Hellphase hängt von der Intensität der UV-Strahlung ab: Bei einer geringen Intensität wird die Blende länger offen gehalten, damit der Flammensignalverstärker genügend Energie von der UV-Photozelle erhalten kann. Überschreitet diese Zeit jedoch eine gewisse Grenze, dann wird die Impulsfolge gestört und das Flammenrelais fällt zwecks Auslösung der Sicherheitsmaßnahmen ab.

Aus der DE 30 26 787 A1 ist ein sich selbstüberwachender Flammenwächter bekannt, bei dem durch eine periodische Abdunklung der Photozelle mittels einer Blende ein dynamisches Wechselsignal gewonnen wird, welches einen nur auf dieses Wechselsignal ansprechenden Flammenrelaiskreis in Betrieb halten kann. Die Periodendauer des Signals ist auf die zulässige Relaisabschaltzeit von maximal 1 Sekunde angepaßt, so daß auch die UV-Photozelle mindestens einmal pro Sekunde mittels der Blende abgedunkelt und getestet wird. Um eine möglichst hohe Empfindlichkeit des Systems zu erreichen, dürfen kurzzeitige Zündaussetzer der UV-Photozelle nicht bereits als Flammenausfall interpretiert werden, so daß für den Test der UV-Photozelle auch eine entsprechend lange Abdunklungsdauer herrschen muß. Längere Abdunklungen bei gleichbleibender Hell/Dunkel-Periodendauer führen aber dazu, daß ein der UV-Photozelle zur Verfügung stehender Anteil der Flammenstrahlungsenergie geringer ist.

Um auch andere Vorteile des bekannten Flammenwächters - insbesondere auch dessen Möglichkeit gleichzeitig zusammen mit einer Ionisations-Flammenüberwachung einsetzbar zu sein - weiterhin nutzen zu können, wird zur Erhöhung der Strahlungsempfindlichkeit der UV-Photozelle vorzugsweise eine in der DE 37 23 278 A1 beschriebene Flammenfühlerschaltung verwendet, bei der ein Kondensator parallel zu einer Reihenschaltung eines Widerstandes und der UV-Photozelle geschaltet ist. In verschiedenen Fällen, beispielsweise in Anlagen mit gesondert überwachter Pilotbrennerflamme, ist es nämlich erforderlich, eine UV-Photozelle und eine Ionisationselektrode gleichzeitig einzusetzen. Da letztere mit Wechselspannung betrieben werden muß, ist es vorteilhaft, die erstere ebenfalls mit Wechselspannung zu betreiben, um für den Flammenwächter nur eine Art von Versorgungsspannung bereitstellen zu müssen. Daher wird der Kondensator und die parallelgeschaltete Reihenschaltung über eine Diode von der Wechselspannung gespeist, was zur Folge hat, daß der Kondensator auf den Scheitelwert der Wechselspannung geladen wird, so lange die UV-Photozelle nicht zündet. Dies führt zu einer permanenten Zündbereitschaft der UV-Photozelle, im Gegensatz zur ursprünglichen Schaltung ohne Kondensator, bei der die UV- Photozelle immer nur so lange zündbereit ist, wie die Halbwellenspannung größer ist als die UV-Zündspannung. Die fortschreitende Optimierung der Brenner im Hinblick auf eine bessere Energieausnutzung und einen geringeren Schadstoffausstoß hat jedoch inzwischen dazu geführt, daß die im bekannten Flammenfühler erzielte Empfindlichkeitserhöhung der UV-Photozelle verschiedentlich nicht mehr ausreicht für einen störungsfreien Brennerbetrieb.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die UV-Empfindlichkeit des bekannten UV-Flammenfühlers des sich selbstüberwachenden Flammenwächters weiter zu verbessern, so daß, unter Beibehaltung von dessen Vorteilen und ohne Veränderung eines für den Betrieb des Flammenwächters notwendigen Signaltaktes, die UV-Empfindlichkeit des Flammenfühlers auch für einen solchen störungsfreien Brennerbetrieb ausreicht, wie er durch die fortschreitende Optimierung der Brenner im Hinblick auf eine bessere Energieausnutzung und einen geringeren Schadstoffausstoß benötigt wird.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen: Fig. 1a ein Blockschaltbild eines sich selbstüberwachenden Flammenwächters,

Fig. 1b verschiedene Signal-Zeitabläufe,

Fig. 2 ein Detailschaltbild eines Teils eines UV-Flammenfühlers des sich selbstüberwachenden Flammenwächters,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Steuerelektronik,

Fig. 4 ein Detailschaltbild einer Anordnung eines Zeitgliedes, eines Umschalters und einer Beschaltung eines Blendenantriebs,

Fig. 5 Impulsdiagramme von Eingangs- und Ausgangs-Signalen vierer RS-Flip Flops,

Fig. 6 Impulsdiagramme von Eingangs- und Ausgangssignalen eines 12 Bit-Binäzzählers,

Fig. 7 Impulsdiagramme von Eingangs- und Ausgangssignalen zweier Binärzähler und

Fig. 8 Impulsdiagramme von Eingangs- und Ausgangssignalen vierer Und-Gatter.

Der in der Fig. 1a dargestellte sich selbstüberwachende Flammenwächter enthält einen Flammensignalverstärker (FSV) 1 und einen Flammenfühler 2. Der letztere besitzt einen ersten Anschluß 3, einen Eingang 4 sowie einen zweiten Anschluß 5 und enthält eine Ultraviolett- Photoze1le 6, eine Blende 7, eine Steuerschaltung 8, eine Überbrückungsschaltung 9, eine Kompensationsschaltung 10, eine Steuerelektronik 11 zur Steuerung eines Blendenantriebs M, eine Beschaltung 12 des Blendenantriebs M, einen Umschalter 13 und ein Zeitglied 14. Der Blendenantrieb M ist z. B. ein Schrittmotor, was nachfolgend angenommen wird. Der Umschalter 13 enthält einen einpoligen Umschalter T1. Ein Impulsausgang 15 des FSV 1 ist über den Eingang 4 des Flammenfühlers 2 mit einem Eingang der Steuerelektronik 11 verbunden, deren erster Ausgang 11a mittels des Umschalters 13 während der Dunkelphasen jeweils entweder über einen Ausgang 13a des Umschalters 13 mit einem ersten Eingang 12a der Beschaltung 12 oder über einen Ausgang 13b des Umschalters 13 mit einem Steuereingang 10a der Kompensationsschaltung 10 verbunden ist. Der erste Ausgang 11a der Steuerelektronik 11 ist außerdem auf einen Steuereingang 8a der Steuerschaltung 8 und auf einen ersten Eingang 14a des Zeitgliedes 14 geführt, dessen Ausgang mit einem Steuereingang 13c des Umschalters 13 verbunden ist. Der vom Zeitglied 14 gesteuerte Umschalter 13 ist vorhanden zur Ansteuerung während vorgetäuschter Abdunklungen der Kompensationsschaltung 10 anstelle des die Blende 7 schließenden Blendenantriebs M. Zusätzlich ist ein zweiter und dritter Ausgang 11b bzw. 11c der Steuerelektronik 11 auf einen zweiten bzw. dritten Eingang 14b bzw. 14c des Zeitgliedes 14 geführt sowie ein vierter und fünfter Ausgang 11d bzw. 11e der Steuerelektronik 11 mit einem zweiten bzw. dritten Eingang 12d bzw. 12e der Beschaltung 12 verbunden. Der Blendenantrieb M betätigt die Blende 7 zur Abdunklung der UV-Photozelle 6 gegen das Licht einer Brennerflamme 16. Die Blende 7 ist in der Fig. 1a in zwei ihrer Positionen dargestellt. In einer ersten, nicht gestrichelt dargestellten Hell-Position gestattet sie, daß das Licht der Brennerflamme 16 voll auf die UV-Photozelle 6 fällt, während sie in ihrer zweiten, gestrichelt dargestellten Dunkel-Position verhindert, daß das Licht der Brennerflamme 16 auf die Ultraviolett-Photozelle 6 fällt. Am Impulsausgang 15 des FSV 1 erscheinen zum Dunkel-Steuern der Blende 7 periodisch kurze rechteckförmige Impulse, die in der Steuerelektronik 11 invertiert und deren Impulslängen dort verlängert werden, so daß am ersten Ausgang 11a der letzteren periodisch rechteckförmige "0"-Impulse der Dauer t_D (D = Dunkel) erzeugt werden.

Der FSV 1 enthält eine Wechselspannungsquelle 17, einen Kondensator 18, ein Flammenrelais 19, welches z. B. eine erste und eine zweite Spule 19a bzw. 19b aufweist, einen Impulsformer 20 und eine Kondensator-Lade- und Entladeschaltung 21, die verschiedene Kondensatoren, unter anderem den Kondensator 18, in Abhängigkeit des Photozellen-Stroms der UV-Photozelle 6 periodisch umlädt. Zu diesem Zweck ist ein Ausgang 21a der Kondensator-Lade- und Entladeschaltung 21 mit einem Steuereingang 20a des Impulsformers 20 verbunden, von dem ein erster Ausgang 20b auf den Impulsausgang 15 des FSV 1 wirksam ist, während ein zweiter Ausgang 20c auf mindestens eine bei beiden Spulen 19a und/oder 19b des Flammenrelais 19 wirksam ist. Die Relaiskontakte des letzteren sind in der Zeichnung nicht dargestellt und steuern unter anderem die Brennstoffzufuhr des Brenners. Ein erster Anschluß der Wechselspannungsquelle 17 ist über einen Anschluß 22 des FSV 1 und den Anschluß 5 des Flammenfühlers 2 mit einem ersten Anschluß der UV-Photozelle 6, der Überbrückungsschaltung 9, der Kompensationsschaltung 10 und eines im Flammenfühler 2 enthaltenen Kondensators C1 verbunden. Ein Anschluß 21b der Kondensator-Lade- und Entladeschaltung 21 ist über einen Anschluß 23 des FSV 1 mit dem Anschluß 3 des Flammenfühlers 2 verbunden. Ein gemeinsamer Anschluß der beiden Spulen 19a und 19b des Flammenrelais 19 ist auf einen ersten Anschluß des Kondensators 18 geführt, dessen zweiter Anschluß mit einem Leiter 24 verbunden ist, an dem auch ein Anschluß 21c der Kondensator- Lade- und Entladeschaltung 21 und ein zweiter Anschluß der Wechselspannungsquelle 17 angeschlossen ist. Die Arbeitsweise des FSV 1 ist gleich oder ähnlich wie diejenige, die in der DE 30 26 787 A1 beschrieben ist und wird daher nachfolgend nicht näher erläutert. Die Selbstüberwachung des Flammenwächters erfolgt dadurch, daß bei vorhandenem Flammensignal im FSV 1 drei Kondensatoren, darunter der Kondensator 18, periodisch geladen und entladen werden, wodurch ein magnetischer Fluß im Flammenrelais zustande kommt, der dieses zum Anzug bringt und in diesem Zustand hält. Werden die Kondensatoren-Lade- und Entladevorgänge, z. B. durch einen Bauelementedefekt, gestört, so kommt das Flammenrelais 19 zum Abfall und löst den Alarm und die Sperrung der Brennstoffzufuhr aus. An den Anschlüssen 22 und 23 des FSV 1 steht eine Speisespannung für den Flammenfühler 2 an. Es ist eine Wechselspannung, so daß je nach Aktivierung von im Flammenwächter 2 enthaltenen Ventilen 6 mit D1 und D5 sowie D4 ein Wechselstrom oder ein pulsierender Gleichstrom fließen kann bzw., bei vorhandenen Leitungskapazitäten zwischen den Anschlüssen 22 und 23, eine Überlagerung aus beiden erfolgen kann. Der FSV 1 benötigt für seinen Betrieb einen vom Anschluß 23 zum Anschluß 22 fließenden Gleichstrom bzw. Gleichstromanteil.

Die UV-Photozelle 6 ist beschaltet wie in der Fig. 2 der DE 37 23 278 A1 angegeben und arbeitet wie dort beschrieben. Ein zweiter Anschluß der UV-Photozelle 6 ist im Flammenfühler 2 mit einem ersten Anschluß einer Reihenschaltung R1; R2; D1; D2 verbunden, deren zweiter Anschluß am Anschluß 3 des Flammenfühlers 2 angeschlossen ist. Die Reihenschaltung besteht aus einem ersten Widerstand R1, einem zweiten Widerstand R2, einer Diode D1 und einer Zenerdiode D2, wobei die Anoden der beiden Dioden D1 und D2 miteinander und mit einem Eingang der Steuerschaltung 8 verbunden sind. Ein Ausgang der letzteren ist auf einen Steuereingang 9a der Überbrückungsschaltung 9 geführt. Ein zweiter Anschluß des Kondensators C1 ist an dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände R1 und R2 angeschlossen. Die Diode D1 arbeitet als Einweggleichrichter, so daß die UV-Photozelle 6 mit ihrer Reihenschaltung R1; R2; D1; D2 z. B. nur von positiven Halbwellen der von der Wechselspannungsquelle 17 gelieferten Wechselspannung gespeist ist, was einem Pulsbetrieb der UV-Photozelle 6 mittels dieser Halbwellen entspricht. Der Flammenfühler 2 des sich selbstüberwachenden Flammenwächters liefert im Betrieb dem FSV 1 einen vom Anschluß 23 zum Anschluß 22 fließenden, durch die Brennerflamme 16 in der UV-Photozelle 6 erzeugten Strom.

Mit jedem Schließ-Befehlsimpuls am Impulsausgang 15 des FSV 1 wird die Steuerelektronik 11 aktiviert und führt im bekannten Flammenwächter dazu, daß die Blende 7 jeweils während der Dauer t_D z. B. für zirka 300 ms geschlossen wird. Auch der erfindungsgemäße Flammenfühler 2 des sich selbstüberwachenden Flammenwächters veranlaßt mittels der Blende 7 zeitweise Abdunklungen zu Testzwecken der UV-Photozelle 6. Diese muß dann verlöschen, d. h. der Photozellen-Strom gegen Null gehen, damit das Flammenrelais 19 im FSV 1 angezogen bleibt. Um letzteres zu erfüllen, ohne die UV-Photozelle 6 mit jedem Schließ-Befehlsimpuls abdunkeln zu müssen, sind im erfindungsgemäßen Flammenwächter die Baugruppen 10, 13 und 14 vorhanden. Mittels der Kompensationsschaltung 10 wird ein großer Teil der Abdunklungen jeweils durch einen Kompensationsstrom ersetzt, der entgegen der Richtung des normalen durch die Brennerflamme 16 erzeugten Signalstroms zum FSV 1 fließt, so daß der resultierende Totalstrom Null oder negativ wird, was für den FSV 1 ein Verlöschen der UV-Photozelle 6 simuliert. Die Kompensationsschaltung 10 weist die Reihenschaltung einer Diode D4, eines Widerstandes R4 und eines Schalters T4 auf, die parallel zu dem Strompfad 6; R1; C1; R2; D1; D2 zwischen den beiden Anschlüssen 5 und 3 des Flammenfühlers 2 angeordnet und angeschlossen ist. Dabei befindet sich die Anode der Diode D4 auf Seite des Anschlußes 5, während die Anode der Diode D1 sich auf Seite des Anschlußes 3 befindet. Die beiden Dioden D1 und D4 sind somit so gepolt, daß der Strom der UV-Photozelle 6 und der im Strompfad D4; R4; T4 fließende Kompensationsstrom dem FSV 1 in entgegengesetzter Richtung zugeführt werden. Der Steuereingang 10a der Kompensationsschaltung 10 ist mit dem Steuereingang des Schalters T4 verbunden, so daß der letztere während der Dunkelphasen immer dann eingeschaltet wird, wenn der Umschalter 13 den Ausgang 11a der Steuerelektronik 11 mit dem Steuereingang 10a der Kompensationsschaltung 10 verbindet. Dabei bildet das Zeitglied 14 die Zeit, während der die Kompensationsschaltung 10 anstelle des Blendenantriebs M angesteuert wird beim Erscheinen der Schließ-Befehlsimpulse am Impulsausgang 15 des FSV 1. Die Kompensationsschaltung 10 ersetzt also während dieser Zeit die nicht erfolgenden Abdunklungen durch den periodisch eingeschalteten Kompensationsstrom, der dem FSV 1 in Gegenrichtung zum Photozellenstrom zugeführt wird. Die zugehörigen Signalabläufe sind vereinfacht in der Fig. 1b dargestellt. Dort sind unter anderem folgende Signalabläufe in Funktion der Zeit t dargestellt:
Zeile I : Erscheinen der Flamme (Sprungfunktion),
Zeile II, oberhalb Null-Linien : Flammenstrom in der UV-Photozelle 6, vom Anschluß 23 zum Anschluß 22 fließend (positiv),
Zeile II, unterhalb Null-Linie : Kompensationsstrom der Kompensationsschaltung 10, in umgekehrter Richtung, d. h. vom Anschluß 22 zum Anschluß 23 fließend (daher negativ),
Zeile III : Am Ausgang 15 des FSV 1 und damit am Eingang 4 des Flammenfühlers 2 anstehende periodische Sehließbefehlsimpulse,
Zeile VIII : Laden- und Entladen eines im Zeitglied 14 enthaltenen Kondensators C27 (siehe Fig. 1a und Fig. 4) und
Zeile IX : Abdunklung der UV-Photzelle 6 mittels der Blende 7, d. h. Signal an der Kathode einer im Umschalter 13 enthaltenen Diode D37 (siehe Fig. 4).

Die Bedeutung der Zeilen IV bis VII der Fig. 1b wird später an geeigneter Stelle erläutert. Die Zeit zwischen zwei Abdunklungen der UV-Photozelle 6 beträgt zirka 2 Minuten, so daß in den Zeilen VIII und II, unten, sämtliche dazwischen liegenden Phasen mit schrittweisen Entladungen des Kondensators C27 und immer gleichartig ablaufenden Kompensationsstrom-Abschnitten nicht dargestellt sind. In der zweiten Hälfte der Zeile VIII ist daher angenommen, daß vor Beginn einer zweiten Abdunklung der Kondensator C27 entladen ist und anschließend wieder aufgeladen wird. Ein Vergleich der Zeilen III, VIII und IX zeigt, daß nicht bei jedem Impuls der Zeile III eine Abdunklung der UV-Photozelle 6 mittels der Blende 7 erfolgt, sondern nur zu Beginn und nach dem Entladen des Kondensators C27. Bei den anderen Impulsen der Zeile III fließt somit der Kompensationsstrom (siehe Zeile II, unten) und es erfolgt keine Abdunklung (siehe Zeile IX). Bei einer Abdunklung darf dagegen kein Kompensationsstrom fließen (siehe Zeile II, unten), ansonsten eine selbstzündende UV-Photozelle 6 nicht erkannt werden könnte. Folglich ist in der Zeile II, unten, beim ersten und letzten dargestellten Impuls der Zeile III der Kompensationsstrom und, wegen der gleichzeitigen Abdunklung der UV-Photozelle 6, der Gesamtstrom zwischen den Anschlüssen 22 und 23 gleich Null. Die Abdunklungen erfolgen somit in größeren Zeitabständen, die Dunkeltestrate ist um zirka Faktor 200 verringert worden. Der Dunkeltest erfolgt nur noch zirka alle 2 Minuten, während sie in der bekannten Anordnung mit jedem Verstärkertakt, also 1 bis 2 mal pro Sekunde erfolgte. Die Blende 7 ist daher nun während 99,5% der Überwachungszeit offen, so daß der Ladungsspeicher C2 nicht nur während der Hellphasen, sondern auch während der vorgetäuschten Dunkelphasen nachgeladen werden kann. Im bekannten Flammenwächter gehen sämtliche Dunkelphasen für die Signalgewinnung verloren, da dort die Blende 7 jeweils geschlossen ist, so daß nur knapp 60% der Überwachungszeit genutzt werden können. Die dadurch für die UV-Photozelle 6 gewonnene Strahlungsenergie wird mittels eines als Zwischenspeicher arbeitenden und in der Steuerschaltung 8 enthaltenen Kondensators C2 für die Stromerzeugung in der Überbrückungsschaltung 9 nutzbar gemacht.

Die Steuerschaltung 8 dient der Erzeugung eines Ansteuerungssignals für die Überbrückungsschaltung 9 aus den Stromimpulsen der UV-Photozelle 6, die die Zenerdiode D2 durchfließen. Die Überbrückungsschaltung 9 ist ein Hilfsstromkreis zur Überbrückung von Zündlücken der UV-Photozelle 6 und besteht im Prinzip aus der Reihenschaltung einer Diode D5, eines Widerstandes R5 und eines Schalters T5, die ebenfalls zwischen den Anschlüsse 5 und 3 des Flammenfühlers 2 angeschlossen ist. Dabei befindet sich die Kathode der Diode D5 auf Seite des Anschlußes 5. Der Steuereingang 9a der Überbrückungsschaltung 9 ist mit dem Steuereingang des Schalters T5 verbunden. Die Steuerschaltung 8 besteht im Prinzip aus einem T-Glied, dessen beide Längszweige je einen Widerstand R7 bzw. R8 aufweisen, während sein Querzweig den Kondensator C2 enthält, so daß der Schalter T5 eingeschaltet wird, sobald der Kondensatör C2 aus den Photozellen-Stromimpulsen genügend aufgeladen wurde.

Die Schalter T1, T4 und T5 sind in der Fig. 1 symbolisch als mechanische Schalter dargestellt. In der Praxis werden jedoch vorzugsweise Halbleiterschalter verwendet, z. B. Transistoren. Wegen eines hohen Wertes, z. B. 250 Volt, der von der Wechselspannungsquelle 17 erzeugten Wechselspannung werden in den beiden Schaltungen 9 und 10 vorzugsweise jeweils eine oder mehrere Zenerdioden in Reihe zur Diode D4 bzw. D5 geschaltet, um die Spannungsbelastung des Transistors T4 bzw. T5 zu mindern. Diese Zenerdioden sind in der Fig. 1a nicht dargestellt. Die Elektronik des Flammenfühlers 2 wird von zwei Gleichspannungen U_C4 und U_D3 gespeist. Die vorzugsweise aus einer Netzwechselspannung erzeugte und an einem Kondensator C4 anstehende Gleichspannung U_C4 wird über einen Widerstand R6 einer Zenerdiode D3 zugeführt zwecks Erzeugung der stabilen kleineren Gleichspannung U_D3.

In der Fig. 2 sind die drei Parallelpfade 9, 10 und 6; R1; R2, D1; D2, die im Flammenfühler 2 zwischen den Anschlüssen 5 und 3 angeschlossen sind, unter Verwendung von bipolaren Transistoren als Schalter noch einmal detailliert dargestellt. Der Schalter T4 und ein weiterer in der Steuerschaltung 8 vorhandener Schalter T6 sind z. B. NPN-Bipolartransistoren, während der Schalter T5 z. B. ein PNP-Bipolartransistor ist. Die in der Fig. 2 dargestellte Schaltung entspricht dem entsprechenden Teil der Fig. 1a mit folgendem Hauptunterschied: Die Anode der Diode D1 ist nicht unmittelbar mit der Anode der Zenerdiode D2 verbunden, sondern mittelbar über eine Diode D2a, die als Schutz der in Sperr-Richtung parallel liegenden Basis/Emitter-Strecke des Transistors T4 dient. Das Einschleifen dieser Basis/Emitter-Strecke zwischen die Dioden D1 und D2 hat funktionell keine Bedeutung, ist aber wichtig für die Erkennung von Bauteilfehlern. Der mit dem Ausgang 13b des Umschalters 13 verbundene Steuereingang 10a der Kompensationsschaltung 10 ist innerhalb der letzteren über einen Basiswiderstand R10 auf die Basis des Transistors T4 geführt. In der Steuerschaltung 8 ist der von den Widerständen R7 und R8 abgewandte Anschluß des Kondensators C2 über den Transistor T6 mit dem Anschluß 3 des Flammenfühlers 2 verbunden. Eine Diode D6 ist in Reihe zum Widerstand R7 geschaltet und zwar so, daß ihre Kathode sich auf der Seite der Zenerdiode D2 befindet. Eine Diode D7 ist in Sperr-Richtung parallel zur Basis- Emitter-Strecke des Transistors T6 angeordnet. Die Basis des letzteren ist über einen Basiswiderstand R11 auf einen Steuereingang 8a der Steuerschaltung 8 geführt, mit dessen Hilfe der Transistor T6 ein- und ausschaltbar ist. Der vom Kondensator C2 abgewandte Anschluß des Widerstandes R8 ist mit dem Steuereingang 9a der Überbrückungsschaltung 9 verbunden, der durch die Basis des Transistors T5 gebildet ist. Diese Basis ist über einen Basiswiderstand R12 und einen mit Y bezeichneten Anschluß mit der Anode einer Diode D22 verbunden (siehe Fig. 4), damit der Transistor T5 während einer Test-Abdunklungsphase sicher gesperrt ist, da nach einem Verlöschen der UV-Photozelle 6 die abklingenden Ladestromimpulse im Kondensator C1 in der Lage sein können, den Transistor T5 doch genügend lang anzusteuern, was eine durchzündende UV-Photozelle 6 vortäuschen und einen Abfall des Flammenrelais 19 verursachen würde. Der Basis/Emitter-Strecke des Transistors T5 ist zum Überspannungsschutz vorzugsweise eine Diode parallel geschaltet, was in der Fig. 2 jedoch nicht dargestellt ist.

Der Pfad D4; R4; T4; D2 bildet, parallel zum Fühlersignalkreis, einen abschaltbaren Stromkreis, jedoch nach außen hin mit entgegengesetzter Stromflußrichtung. Ist T4 leitend, so wird der Mittelwert des Stroms am Anschluß 23 des FSV 1 Null oder negativ, was einer nichtzündenden UV-Photozelle 6 entspricht. Aus dem Spannungsabfall an der Zenerdiode D2 wird der Kondensator C2 der Steuerschaltung 8 während der Zündimpulse der UV-Photozelle 6 über den Pfad D7, Basis/Kollektor-Strecke T6, R7 und D6 geladen. Gleichzeitig wird der Transistor T5 der Überbrückungsschaltung 9 über R8 angesteuert, so daß bei einem leitenden Transistor T5 über die Diode D5 und den Widerstand R5 ein weiterer Parallelpfad zum Zellenstromkreis gebildet wird, und zwar mit derselben Stromflußrichtung wie der UV-Photozellenstrom. Bei einem Ausbleiben der Zündimpulse der UV-Photozelle 6 wird noch für eine bestimmte Zeit ein Fühlerstromsignal an den FSV 1 geliefert. Die Dauer dieser fühlereigenen Abmeldezeit wird von der Zeitkonstante R8. C2 bestimmt. Der Transistor T6 trennt den Entladepfad des Kondensators C2 während der Dunkelphasen auf, so daß der Kondensator C2 seine Ladung bis Ende dieser Phase behält. Darüber hinaus wird durch den Transistor T6 die eventuelle Ansteuerung des Transistors T5 aus dem Kondensator C2 bei sporadisch auftretenden Einzelzündimpulsen während der Test- Abdunklungsphasen vermieden. Der Einsatz des als Ladungsspeicher dienenden und mittels des Transistors T6 in Entladestromrichtung abschaltbaren Kondensators C2 zusammen mit dem als Verstärker dienenden Transistor T5 hat folgende Vorteile:

• a) In den Dunkelphasen mit Kompensationsstrom, d. h. also bei offener Blende 7, wird der Kondensator C2 nachgeladen ohne entladen zu werden, so daß mit Beginn der jeweils darauffolgenden Hellphase ein Fühlersignalstrom durch den Transistor T5 bereits erzeugt wird, ohne daß die UV-Photozelle 6 sofort wieder zünden muß. Somit wird die Strahlungsenergie in den Dunkelphasen ohne Testabdunklung zumindest zu einem bedeutenden Teil für die jeweils nachfolgende Hellphase nutzbar gemacht.
• b) In den Dunkelphasen mit Testabdunklung wird der Kondensator C2 infolge Verlöschens der UV-Photozelle 6 zwar nicht mehr nachgeladen, jedoch wird eine zu Beginn der Abdunklung bestehende Ladung an C2 durch die Abschaltung des Entladestrompfades erhalten, um sie ebenfalls für die nachfolgende Hellphase nutzbar zu machen.
• c) Ganz allgemein werden Zündlücken der UV-Photozelle 6 in den Hellphasen mittels des dann aus C2 angesteuerten Verstärkers T5 überbrückt, so daß auch außerhalb der Sättigung der UV-Photozelle 6 eine wesentlich höhere und konstantere Taktfrequenz im Flammensignalverstärker 1 und somit eine bedeutende Empfindlichkeitssteigerung des gesamten Flammenwächtersystems erreicht wird.

Die in der Fig. 3 dargestellte Steuerelektronik 11 enthält drei Inverter IC1 i, IC1₂ und IC1₃ einer integrierten Schaltung IC1 wovon zwei weitere Inverter IC1₅ und IC1₆ in der Beschaltung 12 (siehe Fig. 4) enthalten sind, zwei Binärzähler IC2₁ und IC2₂ einer integrierten Schaltung IC2, vier zweieingängige Und-Gatter IC3₁, IC3₂, IC3₃ und IC3₄ einer integrierten Schaltung IC3, vier RS- Flip Flops IC4₀, IC4₁, IC4₂ und IC4₃ einer integrierten Schaltung IC4 sowie einen als integrierte Schaltung ausgebildeten 12 Bit-Binärzähler IC5. IC1 ist z. B. ein Hex Inverter vom Typ CD 4069, IC2 z. B. ein Dual Binärzähler vom Typ CD 4520, IC3 z. B. ein Quad Und-Gatter vom Typ CD 4081, IC4 z. B. ein Quad RS-Flip Flop vom Typ CD 4043 und IC5 z. B. ein 12 Bit-Binärzähler vom Typ CD 4040. Der Eingang 4 des Flammenfühlers 2 ist über einen Widerstand 25 auf einen Kondensator 26 geführt, dessen anderer Anschluß an Masse liegt. Der Verbindungspunkt des Widerstandes 25 und des Kondensators 26 ist über eine Reihenschaltung 27; 28 zweier in Gegenrichtung gepolter Dioden 27 und 28 mit einem Rückstelleingang R3 des RS-Flip Flops IC4₃ verbunden, der außerdem über einen Widerstand 29 an Masse liegt. Die Diode 27 ist eine Zenerdiode, deren Kathode sich auf Seite des Widerstandes 25 befindet, während die Kathode der Diode 28 sich auf Seite des Widerstandes 29 befindet. Ein Q3-Ausgang des RS-Flip Flops IC4₃ bildet den Ausgang 11a der Steuerelektronik 11 und ist einerseits über eine Diode 30 mit Rückstelleingängen R, R0 und R1 des 12 Bit-Binärzählers IC5, des RS-Flip Flops IC4₀ und des Binärzählers IC2₁ und anderseits über eine Diode 31 mit einem Rückstelleingang R10 des Binärzählers IC2₂ verbunden. Dabei sind die Anode der Diode 30 und die Kathode der Diode 31 miteinander und mit dem Ausgang Q3 verbunden, während die Kathode der Diode 30 und die Anode der Diode 31 unmittelbar mit den Rückstelleingängen R, R0 und R1 bzw. mit dem Rückstelleingang R10 und über einen Widerstand 32 miteinander verbunden sind. Die beiden Inverter IC1₂ und IC1₃ sind in der angegebenen Reihenfolge in Reihe geschaltet. Der Eingang und der Ausgang des ersteren sind außerdem über einen Widerstand 33 bzw. 34 sowie der Ausgang des letzteren über einen Kondensator 35 mit einem gemeinsamen Knotenpunkt 36 verbunden. Die Bauelemente IC1₂, IC1₃, 33, 34, 35 und eine Diode 37 bilden zusammen einen bekannten Oszillator 38, dessen Ausgang durch den Ausgang des Inverters IC1₂ und dessen Rückstelleingang durch die Anode der Diode 37 gebildet wird, deren Kathode mit dem Eingang des Inverters IC1₂ verbunden ist. Der Oszillator 38 erzeugt rechteckförmige Impulse z. B. der Frequenz 200 Hz. Der Q3-Ausgang des RS-Flip Flops IC4₃ ist auf den Rückstelleingang des Oszillators 38 geführt, während dessen Ausgang mit einem Takeingang C des 12 Bit-Binärzählers IC5 und mit dem Ausgang 11b der Steuerelektronik 11 verbunden ist. Die Ausgänge Q1 und Q7 des 12 Bit-Binärzählers IC5 sind jeweils auf einen der beiden Eingänge des Und-Gatters IC3₁ geführt, während der Q1-Ausgang noch außerdem mit einem Takteingang C10 des Binärzählers IC2₂ und über den Inverter IC1₁ mit einem Takteingang C1 des Binärzählers IC2₁ verbunden ist. Der Ausgang des Und-Gatters IC3₁ ist auf den Setz-Eingang SO des RS-Flip Flops IC4₀ geführt, dessen Q0-Ausganng mit einem Setz- Eingang S2 des RS-Flip Flops IC4₂ verbunden ist. Ein Q2-Ausgang des letzteren ist auf einen Setz- Eingang S1 des RS-Flip Flops IC4₁ und auf einen Freigabe-Eingang ("Enable") E10 des Binärzählers IC2₂ geführt. Ein Q1-Ausgang des RS-Flip Flops IC4₁ ist mit einem Freigabe-Eingang ("Enable") E1 des Binärzählers IC2₁ verbunden. Ein Q10-Ausgang des Binärzählers IC2₂ und ein Q1-Ausgang des Binärzählers IC2₁ sind auf je einen der beiden Eingänge des Und-Gatters IC3₃ geführt, dessen Ausgang mit einem ersten Eingang des Und-Gatters IC3₄ und einem Rückstelleingang R2 des RS-Flip Flops IC4₂ verbunden ist. Ein Q0-Ausgang des Binärzählers IC2₁ bildet den Ausgang 11d der Steuerelektronik 11 und ist auf einen zweiten Eingang des Und-Gatters IC3₄ geführt, dessen Ausgang seinerseits mit einem Rückstelleingang R1 des RS-Flip Flops IC4₁ verbunden ist. Der Q10-Ausgang des Binärzählers IC2₂ bildet den Ausgang 11e der Steuerelektronik 11 und ist außerdem auf eine Anode einer Diode 39 geführt, deren Kathode mit den Kathoden zweier weiterer Dioden 40 und 41 verbunden ist, die gemeinsam den Ausgang 11c der Steuerelektronik 11 bilden. Ein Ausgang Q11 bzw. Q12 des Binärzählers IC2₂ ist jeweils auf eine Anode der Diode 40 bzw. 41 geführt, die beide zusammen mit der Diode 39 ein dreieingängiges Oder-Gatter bilden, so daß am Ausgang 11c der Steuerelektronik 11 jeweils die Oder-Funktion der drei an den Ausgängen Q10, Q11 und Q12 des Binärzählers IC2₂ anstehenden Signale vorhanden ist. Die Anoden der beiden Dioden 40 und 41 sind außerdem noch mit je einem der beiden Eingänge des Und-Gatters IC3₂ verbunden, dessen Ausgang auf einen Setz-Eingang S3 des RS-Flip Flops IC4₃ geführt ist. Die Signale am Ausgang Q3 des IC4₃, am Ausgang des Oszilators 38 sowie an den Kathoden der Dioden 39 bis 41, d. h. an den Ausgängen 11a, 11b und 11c der Steuerelektronik 11, sind in der Zeile W bzw. V bzw. VI der Fig. 1b dargestellt.

In der Fig. 4 ist der innere Aufbau des Zeitgliedes 14, des Umschalters 13 und der Beschaltung 12 eines als Blendenantrieb M verwendeten Schrittmotors ausführlich dargestellt, wobei aus Gründen, der Verständlichkeit ein Teil der Kompensationsschaltung 10 mit dem Transistor T4, der Zenerdiode D2 und dem Widerstand R10 noch einmal dargestellt ist. In der Beschaltung 12 sind fünf Inverter-Treiber IC6₁, IC6₂, IC6₃, IC6₄ und IC6₅ einer integrierten Schaltung IC6 vorhanden, die z. B. ein Hex Inverter-Treiber vom Typ ULN2004 ist. Der Schrittinotor besteht aus vier Spulen 42, 43, 44 und 45 deren erste Anschlüsse miteinander und mit einem Ausgang einer Motor­ schaltung 46 verbunden sind, die von der Gleichspannung U_C4 gespeist ist. Der Eingang 12a der Beschaltung 12 ist über den Inverter-Treiber IC6₅ auf einen Eingang der Motor-Steuerschaltung 46 geführt. Die zweite Anschlüsse der vier Spulen 42 bis 45 sind mit je einem Ausgang eines zugehörigen Inverter-Treibers IC6₂, IC6₁, IC6₄ oder IC6₃ verbunden. Der Eingang 12d der Beschaltung 12 ist über den Inverter IC1₆ auf einen Eingang des Inverter-Treibers IC6₂ und unmittelbar auf einen Eingang des Inverter-Treibers IS6₁ geführt. Der Eingang 12e der Beschaltung 12 ist über den Inverter IC1₅ mit einem Eingang des Inverter-Treibers IC6₄ und unmittelbar mit einem Eingang des Inverter-Treibers IC6₃ verbunden.

Im Umschalter 13 besteht der Schalter T1 aus zwei als Ein/Aus-Schalter verwendeten Transistoren T7 und T12, die so angesteuert werden, daß jeweils nur ein einziger von ihnen leitend ist. Ein Widerstand R27 und der Transistor T7, der vorzugsweise ein selbstleitender Feldeffekttransistor vom Kanaltyp N ist, sind in Reihe zwischen der Gleichspannung U_D3 und Masse angeordnet, wobei der Verbindungspunkt der beiden Bauelemente den Ausgang 13b des Umschalters 13 bildet, während das Gate des Transistors T7 einen ersten Anschluß 13c₁ des hier zwei Anschlüsse aufweisenden Steuereingangs 13c bildet. Das Gate des Transistors T7 liegt außerdem über eine Zenerdiode D27 an Masse. Ein Widerstand R9, eine Diode D37 und der Transistor T12 sind in der angegebenen Reihenfolge in Reihe zwischen der Gleichspannung U_C4 und Masse geschältet, wobei die Anode der Diode 37 der Gleichspannung U_C4 zugewandt ist und der Verbindungspunkt der Diode D37 und des Widerstandes R9 den Ausgang 13a des Umschalters 13 bildet. Der Transistor T12 ist vorzugsweise ein NPN-Bipolartransistor, dessen Basis den zweiten Anschluß 13c₂ des Steuereingangs 13c bildet. Der Verbindungspunkt der Kathode der Diode D37 und des Kollektors des Transistors T12 bildet einen weiteren Ausgang 13c₃ des Umschalters 13.

Im Zeitglied 14 sind ein Widerstand R28, ein Widerstand R29, ein Kondensator C27, ein Widerstand R30, eine Diode D22 und ein Widerstand R31 in der angegebenen Reihenfolge in Reihe geschaltet. Ein durch einen freien Anschluß des Widerstandes R28 gebildeter erster Anschluß der Reihenschaltung ist mit dem ersten Anschluß 13c₁ des Steuereingangs 13c des Umschalters 13 verbunden. Ein durch einen freien Anschluß des Widerstandes R31 gebildeter zweiter Anschluß der Reihenschaltung liegt an der Gleichspannung U_C4. Die Anode der Diode D22 ist der letzteren zugewandt. Der Verbindungspunkt des Widerstandes R30 und der Kathode der Diode D22 ist mit dem Ausgang 13c₃ des Umschalters 13 verbunden. Ein Widerstand R32, ein Transistor T9 und ein Transistor T10 sind in der angegebenen Reihenfolge in Reihe zwischen der Gleichspannung U_D3 und dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände R28 und R29 angeordnet, wobei ein Verbindungspunkt des Widerstandes R32 und des Transistors T9 über einen Widerstand R41 mit dem Anschluß 13c₂ des Steuereingangs 13c des Umschalters 13 verbunden ist. Der Transistor T9 ist vorzugsweise ein selbstleitender Feldeffekttransistor vom Kanaltyp N, dessen Gate über eine Zenerdiode D28 an Masse liegt und über einen Widerstand R34 auf den Verbindungspunkt des Widerstandes R29 und des Kondensators C27 geführt ist. Der letzte Verbindungspunkt ist außerdem über eine Reihenschaltung, in der ein Transistor T13, ein Widerstand R42 und eine Diode D39 in der angegebenen Reihenfolge in Reihe geschaltet sind, mit dem Verbindungspunkt der Anode der Diode 22 und des Widerstandes R31 verbunden, wobei die Anode der Diode D39 dem letzteren Verbindungspunkt zugewandt ist. Der Verbindungspunkt des Widerstandes R31 und der Anoden der Dioden D22 und D39 ist über den mit Y bezeichneten Anschluß mit dem Widerstand R12 verbunden (siehe Fig. 2). Die Transistoren T10 und T13 sind vorzugsweise PNP- Bipolartransistoren. Die Basis des Transistors T10 liegt über einen Widerstand R35 an Masse, während diejenige des Transistors T13 mit den Kathoden zweier Dioden D36 und D38 sowie über einen Transistor T11 mit der Masse verbunden ist. Der letztere ist vorzugsweise ein NPN- Bipolartransistor. Ein Widerstand R44 ist der Basis/Emitter-Strecke des Transistors T13 parallel geschaltet. Die Anode der Diode D36 ist mit der Anode der Diode D29 und über einen Widerstand R36 mit dem Eingang 14b des Zeitgliedes 14 verbunden. Das an den Anoden der Dioden D29 und D36 anstehende Signal ist in der Zeile VII der Fig. 1b dargestellt. Die Kathode der Diode D29 ist auf den Verbindungspunkt des Kondensators C27 und des Widerstandes R30 geführt. Die Anode der Diode D38 ist über einen Widerstand R39 mit dem Eingang 14a des Zeitgliedes 14 und dem Verbindungspunkt der Transistoren T9 und T10 sowie über ein serielles RC-Glied, bestehend aus einem Kondensator C29 und einem Widerstand R40, mit dem Anschluß 13c₂ des Steuereingangs 13c des Umschalters 13 verbunden. Der Eingang 14c des Zeitgliedes 14 liegt über einen Kondensator C28 an Masse und ist über einen Widerstand R37 auf die Basis des Transistors T11 geführt, die über einen Widerstand R43 an Masse liegt.

Die Arbeitsweise der in der Fig. 3 dargestellten Steuerelektronik 11 ist bekannt und in den Fig. 5 bis 8 in Gestalt von Impulsdiagrammen dargestellt. Die erste Zeile der Fig. 5 stellt einen Schließ- Befehlsimpuls eines am Impulsausgang 15 des FSV 1 erscheinenden und am Eingang 4 des Flammenfühlers 2 anstehenden Eingangssignals IN dar. Die Dauer des Schließ-Befehlsimpulses ist zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert variabel. Die 2-te bis 13-te Zeile der Fig. 5 stellen die beiden Eingangssignale und das Ausgangssignal in der angegebenen Reihenfolge der vier RS-Flip Flops IC4₃, IC4₀, IC4₂ und IC4₁ dar. In der ersten Zeile der Fig. 6 ist das am Takteingang C des 12 Bit-Binärzählers IC5 anstehende Taktsignal dargestellt, während in den 2-ten bis 5-ten Zeilen dessen Signale an den Ausgängen Q1, Q2, Q3 und Q7 widergegeben sind. In den 1-ten bis 5- ten Zeilen der Fig. 7 sind, jeweils in der angegebenen Reihenfolge, die Signale an den Eingängen E10 und C10 sowie an den Ausgängen Q10, Q11 und Q12 des Binärzählers IC2₂ dargestellt, während in den 6-ten bis 9-ten Zeilen die Signale an den Eingängen E1 und C1 sowie an den Ausgängen Q0 und Q1 des Binärzählers IC2₁ widergegeben sind. Die vier Zeilen der Fig. 8 stellen die Ausgangssignale der vier Und-Gatter IC3₃, IC3₄, IC3₁ und IC3₂ in der angegebenen Reihenfolge dar.

Die Arbeitsweise der Steuerelektronik 11 wird nachfolgend nur so weit behandelt, wie zum Verständnis der Arbeitsweise der in der Fig. 4 dargestellten Anordnung erforderlich ist. Sobald einer der kurzen periodischen Schließ-Befehlsimpulse bei Erkennung einer Flamme vom FSV 1 an dessen Impulsausgang 15 und somit am Eingang 4 des Flammenfühlers 2 erscheint, wird der Kondensator 26 (siehe Fig. 3) geladen, so daß dessen Spannung exponentiell ansteigt (siehe 2-te Zeile der Fig. 5) und, sobald sie die Summen-Schwellspannung der beiden Dioden 27 und 28 überschreitet, an einem Rückstelleingang R3 des RS-Flip Flops IC4₃ wirksam wird, wodurch dann ein Ausgang Q3 des letzteren auf Null zurückgestellt wird. Er bleibt während der hier nur interessierenden Rückstellphase dauernd auf Null zurückgestellt (siehe 4-te Zeile der Fig. 5). Dadurch werden alle Zähler IC5, IC2₁ und IC2₂ sowie das RS-Flip Flop IC4₀ auf Null zurückgestellt und der Oszillator 38 über die Diode 37 freigegeben, so daß ein Ausgangssignal des letzteren, welches bisher Null war, von nun an aus Taktimpulsen besteht, die einerseits den Ausgang 11b der Steuerelektronik 11 und andererseits den Takteingang C des 12 Bit-Binärzählers IC5 zugeführt werden, wobei sie im letzteren gezählt werden. Das auf Null zurückgestellte Signal des Ausgangs Q3 wird auch dem Ausgang 11a der Steuerelektronik 11 zugeführt, wo er vom nachgeschalteten Zeitglied 14 mittels seines Logikwertes "0" eine Dunkelphase verlangt. Zirka 350 ms nach Ende des ersten Taktimpulses des Oszillators 38 sind die Ausgangsspannungen der Ausgänge Q11 und Q12 des Binärzählers IC2₂ kurzzeitig gleichzeitig hoch (siehe 4-te und 5-te Zeile der Fig. 7), so daß ein dann am Ausgang des Und-Gatters IC3₂ erscheinender kurzer Impuls (siehe letzte Zeile der Fig. 8) den Q3-Ausgang des RS-Flip Flops IC4₃ auf Logikwert "1" setzt (siehe 4-te Zeile der Fig. 5). Der Kondensator 26 hat sich inzwischen nach dem Ende des Schließ- Befehlsimpulses über den Widerstand 25 so weit entladen hat, daß die Spannung am Rückstelleingang R3 einem Logikwert "0" entspricht. Durch das Setzen des RS-Flip Flops IC4₃ erscheint ein Logikwert "1" am Ausgang 11a der Steuerelektronik 11, was bedeutet, daß die gewünschte Dunkelphase beendet ist und, bis zum nächsten Schließ-Befehlsimpuls am Eingang 4, eine Hellphase vom nachgeschalteten Zeitglied 14 verlangt wird. Mit anderen Worten: Am Ausgang 11a der Steuerelektronik 11 und damit am Eingang 14a des Zeitgliedes 14 erscheinen periodische Impulse der Dauer t_H (H = Hellphase) mit Impulslücken der Dauer t_D (D = Dunkelphase). Während der Dauer t_H liegt ein Logikwert "1" am Eingang 14a und ein Logikwert "0" am Eingang 14b des Zeitgliedes 14. Während der Dauer t_D liegt dagegen ein Logikwert "0" am Eingang 14a und sind die Taktimpulse des Oszillators 38 am Eingang 14b vorhanden. Nach dem Ende des ersten Ausgangs- Taktimpulses des Oszillators 38 ist während des ganzen verbleibenden Teils der Rückstellphase des RS-Flip Flops IC4₃, d. h. während des entsprechenden Teils der Dunkelphase t_D, das Signal am Ausgang 11c der Steuerelektronik 11 und damit am Eingang 14c des Zeitgliedes 14 gleich Logikwert "1", da die Dioden 39 bis 41 als Oder-Gatter funktionieren und während dieser Zeit immer einer der Ausgänge Q10, Q11 oder Q12 des Binärzählers IC2₂ einen Logikwert "1" aufweist. Nach dem Ende des ersten Taktimpulses des Oszillators 38 und dem Laden des Kondensators C28 ist somit während der Dunkelphase der Transistor T11 (siehe Fig. 4) leitend, d. h. die anderen am Eingang 14b anstehenden und über die Diode D36 den Kollektor des Transistors T11 erreichenden Taktimpulse werden durch den dann leitenden Transistor T11 kurzgeschlossen, so daß nur der erste Taktimpuls des Oszillators 38 über die Diode D29 den Widerstand R30 erreicht.

Die in der Fig. 4 dargestellte Anordnung arbeitet folgendermaßen:
Normalerweise, d. h. während der Hellphasen und der Photozellen-Abdunklungsphasen, verhindert der wegen fehlender negativer Gatespannung selbstleitende Feldeffektransistor T7, daß der Transistor T4 leitend werden kann, d. h. die Kompensationsschaltung 10 ist außer Betrieb. Die Transistoren T9 und T12 bilden zusammen mit C27 und dessen Entladewiderstand R29 den wesentlichen Teil des zeitlich gesteuerten Wechsels von vielen Taktperioden mit Kompensationsstrom-Dunkelphase ohne Zellenabdunklung auf jeweils eine Taktperiode mit Zellenabdunklungs-Dunkelphase ohne Kompensationsstrom. Sowohl T4 als auch T12 ist mittels eines der beiden selbstleitenden Feldeffekttransistoren T7 bzw. T9 steuerbar. T10, T11 und T13 dienen der Auf- und Entladung von C27. Ohne Flammensignal und damit auch ohne Schließ- Befehlsimpuls seitens des FSV 1 ist der Ausgang Q3 des RS-Flip Flops IC4₃ auf Hochpegel, der Ausgang des Oszillators 38 sowie die Ausgänge Q10, Q11 und Q12 des IC2₂ auf Niedrigpegel (siehe Fig. 3), was bedeutet, daß der Eingang 14a des Zeitgliedes 14 einen Logikwert "1" und die Eingänge 14b und 14c je einen Logikwert "0" aufweisen. T10 und T12 sind leitend, während T11 und T13 gesperrt sind. T7 ist, wie bereits erwähnt selbstleitend und T4 daher gesperrt. Die Blende ist offen, d. h. permanent Hellphase vorhanden. Sobald der erste Schließ-Befehlsimpuls seitens des FSV 1 den Eingang 4 erreicht, geht die Spannung am Eingang 14a des Zeitgliedes 14 auf Logikwert "0". Der Oszillator 38 beginnt mit einem ersten Taktimpuls, der vorläufig bedeutungslos ist, während Q10, Q11 und Q12 des Binärzählers IC2₂ noch einen Logikwert "0" aufweisen. Nach diesem ersten Taktimpuls wird die Basis/Emitter-Strecke von T11, wie bereits erwähnt, für den verbleibenden Rest der Dunkelphase leitend. Mit Rückstellungsbeginn, d. h. mit Beginn der Dunkelphase, zieht der Logikwert "0" am Eingang 14a des Zeitgliedes 14 den Drainanschluß des Transistors T9 auf Logikwert "0", da der Transistor T9 mangels negativer Gatespannung UGS leitend ist, so daß der erwähnte Legikwert "0" über den Widerstand R41 den Transistor T12 sperrt. Dadurch wird der Ausgang 13a des Umschalters 13 und der Eingang 12a der Beschaltung 12 freigegeben, so daß von U_C4 über den Pfad R9; IC6₅; 46 der Blendenantrieb M angesteuert wird, welcher zur Zellenabdunklung die Blende 7 betätigt (siehe Fig. 1a). Der Kondensator C27 wird über den Pfad R31; D22; R30; Kollektor/Basis-Strecke T13; T11 geladen. Durch dieses Laden nimmt der Verbindungspunkt C27; R30 ein positives Spannungspotential an. T13 ist zwar über den Pfad D39; R42; Emitter/Basis-Strecke T13; T11 gleichzeitig angesteuert, was aber für den Ladevorgang zunächst keine Bedeutung hat. T10 ist während der Dunkelphase gesperrt, was aber zur Zeit ebenfalls bedeutungslos ist, da der Transistor T7 sowieso leitend ist, was ein wesentliches Merkmal bezüglich der Selbstüberwachung des Flammenwächters ist. Am Ende dieser ersten Abdunklungsphase, wird das RS-Flip Flop IC4₃ in der Steuerelektronik 11 gesetzt und es beginnt wieder eine Hellphase mit einem Legikwert "1" am Eingang 14a des Zeitgliedes 14, wodurch T10 und T12 wieder leitend werden. Durch den leitenden T10 wird der am Eingang 14a anstehende Legikwert "1" über R28 ans Gate des bereits leitenden Transistors T7 gelegt, so daß die Kompensationsschaltung 10 außer Betrieb gesetzt ist. T11 und T13 sind gesperrt. Der Verbindungspunkt C27; R29 weist weiterhin eine negative Spannung auf, da C27 sich über den Pfad R30; T12; R29 nur sehr gering entlädt, weil R29 (wie auch R28 und R34) sehr hochohmig sind. In einer seitens des FSV 1 durch den nächsten Schließ-Befehlsimpuls ausgelösten zweiten Dunkelphase bleibt T9 im Gegensatz zur ersten Dunkelphase durch das nun am Verbindungspunkt C27; R29 anstehende negative Spannungspotential gesperrt, wodurch T12 von U_D3 über R32 und R41 leitend gehalten wird, so daß die Steuerung des Blendenantriebs M außer Betrieb ist und somit trotz Dunkelphase keine Abdunklung der UV-Photozelle 6 erfolgen kann. Diese sowie viele nachfolgende Dunkelphasen sind somit Pseudo-Dunkelphasen, in denen die Abdunklung mittels des Kompensationsstromes nur vorgetäuscht wird, um das Halten des Flammenrelais 19 im FSV 1 aufrechtzuerhalten. Durch den Logikwert "0" am Eingang 14a des Zeitgliedes 14 wird T10 gesperrt, so daß das negative Spannungspotential am Verbindungspunkt C27; R29 wirksam werden kann und über R29 und R28 den Transistor T7 sperrt, wodurch der Transistor T4 der Kompensationsschaltung 10 durch die Spannung U_D3 über R27 leitend gemacht wird. Es fließt somit ein Kompensationsstrom durch die Reihenschaltung D4; R4, welcher sich von dem in der nicht abgedunkelten UV-Photozelle 6 fließenden Strom subtrahiert, so daß dem FSV 1 über die Anschlüsse 5 und 3 kein oder sogar ein negativer Strom zugeführt wird, was diesem eine nicht gezündete UV-Photozelle 6 vortäuscht. In der dann nachfolgenden Hellphase, wird vom am Eingang 14a anstehenden Logikwert "1" wieder T10 leitend gemacht, der erneut das negative Spannungspotential des Verbindungspunktes C27; R29 kurzschließt, so daß der Transistor T7 wieder leitend und der Transistor T4 der Kompensationsschaltung 10 erneut gesperrt wird. Dies wiederholt sich in allen nachfolgenden Dunkel- und Hellphasen, bis daß der Kondensator C27 so weit entladen ist, daß seine Spannung in die Nähe des für die Sperrung der Feldeffekttransistoren T7 und T9 noch notwendigen Wertes abgesunken ist. Jetzt gewinnt der erste, zu Beginn einer jeden Dunkelphase dem Widerstand R30 einmalig zugeführte Taktimpuls des Oszillators 38 an Bedeutung. Die Gatespannung der beiden Feldeffekttransistoren T7 und T9 wird für die Dauer dieses ersten Taktimpulses gemindert, um eine Nachladung von C27, verbunden mit einer Abdunklung der UV-Photozelle 6, einzuleiten, bevor die Spannung über C27 nicht mehr ausreicht, um sowohl T7 als auch T9 während der gesamten Dunkelphase gesperrt zu halten. Zwar wird C27 während der Dunkelphase nicht wie in der Hellphase gezielt entladen, jedoch kann T7 aufgrund von Gatespannungs-Toleranzen bereits vor T9 leitend werden, so daß T4 der Kompensationsschaltung 10 in der Dunkelphase nicht mehr angesteuert wird, während gleichzeitig die dann erforderliche Abdunklung der UV-Photozelle 6 ausbleibt. Um trotzdem eine korrekte Blendenmotor-Ansteuerung zu erreichen, muß die Mitkopplung des Stromkreises T9; R41; T12; R30; C27;R34; T9 spätestens mit Beginn des ersten Schrittimpulses am Ausgang 11e erfolgen. Daher wird nur der erste Taktimpuls des Oszillators 38 als Prüfimpuls benutzt. Zusammengefaßt: Wenn die Spannung am Ausgang Q3 des IC4₃ auf Null ist, fließt entweder ein Kompensationsstrom oder die UV-Photozelle 6 wird mittels der Blende 7 abgedunkelt je nach Ladezustand des Kondensators C27. Das Flammenrelais 19 des FSV 1 bleibt nur dann angezogen, wenn mit jedem Nulltakt am Ausgang Q3 des IC4₃ der vom Anschluß 23 zum Anschluß 22 fließende Gesamtstrom Null oder negativ ist. T13 gelangt zu Bedeutung, wenn U_C4 während des Ladevorgangs C27 einmal einen starken Spannungseinbruch aufweist. Dies könnte ohne Vorhandensein von T13 dazu führen, daß der Ladestrom unterbrochen und T9 über die Sperrwiderstände der Dioden D22, D29 und D37 sowie des Transistors T12 bereits wieder in den sperrenden Zustand gebracht wird, so daß T12 leitend wird und die Mitkopplung abreißt. Die Folge wäre eine Fehlsteuerung des Blendenantriebs M, die Blende 7 könnte geschlossen bleiben. T13 verhindert diesen Effekt dadurch, daß er mittels Basisstrom durch den Widerstand R42 über einen großen Bereich von U_C4 leitend gehalten wird und seinerseits dann auch 19 leitend hält. Dies gilt natürlich nur, so lange es sich beim Kollektorstrom von T13 um die vorerwähnten Sperrströme handelt. So ist T13 z. B. bei einem Kurzschluß der Diode D37 nicht mehr in der Lage, T9 bis Ende der Nachladephase leitend zu halten, die Mitkopplung reißt nach den Schließ-Schritten ab, so daß die Blende nicht mehr geöffnet wird. D39 gewährleistet zusammen mit R44, daß T13 nur angesteuert wird, wenn T12 sperrt. Zwischen Gate der beiden Feldeffekttransistoren T7 und T9 und Masse ist vorzugsweise je eine Zenerdiode angeordnet zwecks Begrenzung der Gatespannungen auf einen zulässigen Wert. C29 dient dazu, nach wenigen Sekunden Hellzeit mit dem erstfolgenden Schließ-Befehlsimpuls aus dem FSV 1 und unabhängig vom Ladezustand von C27 den Blendenantrieb anzusteuern. Damit wird erreicht, daß die Blende 7 mit einem zwangsweise herbeigeführten Schließ-Befehlsimpuls während der Brenner- Inbetriebsetzungsphase in jedem Fall wieder synchronisiert werden kann, falls z. B. durch Netzausfall während des vorangegangenen Betriebs die Blende 7 geschlossen geblieben ist. C29 wird in der Hellphase über den hochohmigen Widerstand R39 geladen und nach dem Prüfimpuls am Anfang eines jeden Rückstellsignals mittels T11 über R40 entladen. Die Bemessung der Werte von R39, R40 und C29 ist so durchgeführt, daß nach einer Hellzeit von 700 ms mit Sicherheit noch keine Abdunklungsphase durch die Spannung von C29 veranlaßt wird. Im Betrieb soll diese ja nur von der Spannung des Kondensators C27 bestimmt werden. D36 ist erforderlich, um C29 überhaupt laden zu können, da der Eingang 14b während der Hellzeit auf Logikwert "0" liegt und der Wert von R36 viel kleiner ist als derjenige von R39. R43 sorgt für eine sichere Sperrung von T11 während dieser Zeit.

Claims (7)

1. Flammenfühler (2) eines sich selbstüberwachenden Flammenwächters mit einem, im Betrieb, einem Flammensignalverstärker (1) in vorgegebener Richtung zugeführten, durch eine Brennerflamme (16) in einer Ultraviolett-Photozelle (6) erzeugten Photozellen-Strom und mit zeitweisen Abdunklungen zu Testzwecken der Ultraviolett-Photozelle (6) mittels einer Blende (7), dadurch gekennzeichnet, daß eine Kompensationsschaltung (10) vorhanden ist zum teilweisen Ersatz der als periodisch angenommenen zeitweisen Abdunklungen durch vorgetäuschte Abdunklungen, welche im Betrieb, ohne Abdunklung der Ultraviolett-Photozelle (6), jeweils dem Flammensignalverstärker (1) vorgetäuscht werden durch einen dem letzteren in Gegenrichtung zum Photozellen-Strom zugeführten Kompensationsstrom.

2. Flammenfühler (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Zeitglied (14) gesteuerter Umschalter (13) vorhanden ist zur Ansteuerung der Kompensationsschaltung (10) anstelle eines die Blende (7) schließenden Blendenantriebs (M) während der vorgetäuschten Abdunklungen.

3. Flammenfühler (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsschaltung (10) eine Reihenschaltung (D4; R4; T4) einer ersten Diode (D4), eines Widerstandes (R4) und eines Schalters (T4) aufweist, die parallel zu einem die Ultraviolett- Photozelle (6) und eine zweite Diode (D1) enthaltenden Strompfad (6; R1; C1; R2; D1; D2) angeordnet ist, wobei die beiden Dioden (D1, D4) so gepolt sind, daß der Photozellen-Strom der Ultraviolett- Photozelle (6) und der im Strompfad (6; R1; C1; R2; D1; D2) fließende Kompensationsstrom dem Flammensignalverstärker (1) in entgegengesetzter Richtung zugeführt werden.

4. Flammenfühler (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (T4) mittels eines ersten selbstleitenden Feldeffekttransistors (T7) steuerbar ist.

5. Flammenfühler (2) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen Blendenantrieb (M) steuernder Schalter (T12) mittels eines zweiten selbstleitenden Feldeffekttransistors (19) steuerbar ist.

6. Flammenfühler (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überbrückungsschaltung (9) vorhanden ist zur Überbrückung von Zündlücken des Photozellen- Stromes.

7. Flammenfühler (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung (8) vorhanden ist zur Erzeugung eines Ansteuerungssignals für die Überbrückungsschaltung (9) aus Stromimpulsen des Photozellen-Stroms.