DE202020106475U1 - Flame detection for combustion devices - Google Patents
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Abstract
Sensoranordnung für eine Verbrennungsvorrichtung, die Sensoranordnung umfassend:
einen Sensor (1) umfassend einen ersten und einen zweiten Sensoranschluss, wobei der Sensor (1) ausgebildet ist, in Reaktion auf das Empfangen einer ersten Menge an Licht von vorzugsweise 1.6·10-3 Watt pro Quadratmeter einen Signalversatz zwischen seinen Sensoranschlüssen zu erzeugen, und in Reaktion auf das Empfangen einer zweiten Menge an Licht von weniger als 1.6·10-3 Watt pro Quadratmeter gleiche Signale an seinen Anschlüssen zu erzeugen;
einen Differenzverstärker (2), der einen ersten (7) und einen zweiten (8) Versorgungsanschluss, einen Ausgangskanal (3), einen invertierenden (-) und einen nicht invertierenden (+) Eingangskanal umfasst;
ein Lastelement (6), das den Ausgangskanal (3) mit einem der Versorgungsanschlüsse (7, 8) verbindet;
wobei der erste Sensoranschluss mit dem invertierenden (-) Eingangskanal elektrisch verbunden ist und der zweite Sensoranschluss mit dem nicht invertierenden (+) Eingangskanal elektrisch verbunden ist, so dass der Sensor (1) ausgebildet ist, Signale an die Eingangskanäle (-, +) anzulegen;
wobei der Differenzverstärker (2) ausgebildet ist, in Reaktion auf den Signalversatz, welcher zwischen dem invertierenden (-) und dem nicht invertierenden (+) Eingangskanal angelegt wird, einen Strom an seinem Ausgangskanal (3) zu erzeugen, und das Lastelement (6) ausgebildet ist, eine erste Leistungsmenge in Abhängigkeit von dem am Ausgangskanal (3) erzeugten Strom abzuführen;
wobei der Differenzverstärker (2) ausgebildet ist, in Reaktion darauf, dass der Signalversatz zwischen dem invertierenden (-) und dem nicht invertierenden (+) Eingangskanal angelegt wird, einen Laststrom aus den Versorgungsanschlüssen (7, 8) zu ziehen;
wobei der Differenzverstärker (2) ausgebildet ist, in Reaktion darauf, dass gleiche Signale durch den Sensor (1) an die Eingangskanäle (-, +) angelegt werden, einen Ruhestrom aus den Versorgungsanschlüssen (7, 8) zu ziehen;
wobei der Laststrom den Ruhestrom um wenigstens fünfzig Prozent übersteigt und der Ruhestrom kleiner als fünfzehn Mikroampere ist; und
wobei der Sensor (1) ausgewählt ist aus
einem Sensor ausschliesslich bestehend aus einer Siliziumcarbid-Fotodiode und dem ersten und dem zweiten Sensoranschluss oder
einem Sensor umfassend eine Silizium-Fotodiode und den ersten und den zweiten Sensoranschluss und mindestens ein optisches Filter.
A sensor arrangement for a combustion device, the sensor arrangement comprising:
a sensor (1) comprising a first and a second sensor connection, wherein the sensor (1) is designed to generate a signal offset between its sensor connections in response to receiving a first amount of light of preferably 1.6 · 10 -3 watts per square meter, and in response to receiving a second amount of light less than 1.6 x 10 -3 watts per square meter, generate equal signals at its terminals;
a differential amplifier (2) which comprises a first (7) and a second (8) supply connection, an output channel (3), an inverting (-) and a non-inverting (+) input channel;
a load element (6) which connects the output channel (3) to one of the supply connections (7, 8);
wherein the first sensor connection is electrically connected to the inverting (-) input channel and the second sensor connection is electrically connected to the non-inverting (+) input channel, so that the sensor (1) is designed to apply signals to the input channels (-, +) ;
wherein the differential amplifier (2) is designed to generate a current at its output channel (3) in response to the signal offset which is applied between the inverting (-) and the non-inverting (+) input channel, and the load element (6) is designed to dissipate a first amount of power as a function of the current generated at the output channel (3);
wherein the differential amplifier (2) is configured to draw a load current from the supply connections (7, 8) in response to the signal offset being applied between the inverting (-) and the non-inverting (+) input channel;
wherein the differential amplifier (2) is designed to draw a quiescent current from the supply connections (7, 8) in response to the fact that identical signals are applied by the sensor (1) to the input channels (-, +);
wherein the load current exceeds the quiescent current by at least fifty percent and the quiescent current is less than fifteen microamps; and
wherein the sensor (1) is selected from
a sensor consisting exclusively of a silicon carbide photodiode and the first and the second sensor connection or
a sensor comprising a silicon photodiode and the first and second sensor connections and at least one optical filter.
Description
Hintergrundbackground
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Vorrichtungen zur Flammenerfassung in Verbrennungsgeräten. Insbesondere bezieht sich die sofortige Offenbarung auf eine Flammenerfassung, die nicht auf CdS-Dioden basiert.The present disclosure relates generally to devices for flame detection in combustion appliances. In particular, the immediate disclosure relates to flame detection that is not based on CdS diodes.
Verbrennungsgeräte für fossile Brennstoffe wie Gasbrenner oder Ölbrenner sind im Allgemeinen auf optische Sensoren angewiesen, die das Vorhandensein einer Flamme erfassen. Von diesen optischen Sensoren empfangene Signale werden verarbeitet, um einen sicheren Betrieb des Gerätes zu gewährleisten.Combustion devices for fossil fuels such as gas burners or oil burners generally rely on optical sensors that detect the presence of a flame. Signals received from these optical sensors are processed to ensure safe operation of the device.
Optische Sensoren, die zur Flammenerkennung geeignet sind, müssen eine Vielzahl widersprüchlicher technischer Anforderungen erfüllen. Sie müssen niedrige Dunkelströme aufweisen, damit Fehlalarme vermieden werden. Geeignete Sensoren müssen auch empfindlich genug sein, um geringe Mengen an einfallendem Licht wie 0.5 Lux zu erfassen. Mit anderen Worten, die Sensoren und ihre Detektionsschaltungen müssen sowohl falsch positive (Typ I-Fehler) als auch falsch negative (Typ II-Fehler) minimieren. Die zusätzliche Anforderung kostengünstiger Sensoren verschärft das Problem weiter.Optical sensors that are suitable for flame detection have to meet a large number of contradicting technical requirements. They must have low dark currents in order to avoid false alarms. Suitable sensors must also be sensitive enough to detect small amounts of incident light such as 0.5 lux. In other words, the sensors and their detection circuitry must minimize both false positives (Type I errors) and false negatives (Type II errors). The additional requirement of inexpensive sensors exacerbates the problem.
Bekannte Sensoren, die zur Flammenerkennung geeignet sind, umfassen aufgrund geringer Dunkelströme Cadmiumsulfid (CdS) -Sensoren. Die Verwendung solcher Sensoren bei der Flammenerkennung ist weit verbreitet. Tatsächlich stehen CdS-Fotowiderstände aufgrund von RoHS-Vorgaben (Restrictions on Hazard Substances) kurz vor dem Aus. Da CdS-Elemente auslaufen, müssen geeignete Ersatzprodukte gefunden werden.Known sensors that are suitable for flame detection include cadmium sulfide (CdS) sensors due to the low dark currents. The use of such sensors in flame detection is widespread. In fact, due to RoHS (Restrictions on Hazard Substances) regulations, CdS photo resistors are about to be extinguished. Since CdS elements are being phased out, suitable replacement products must be found.
Das chinesische Patent
Am
Eine Schaltung mit zwei Verstärkern U1A und U1B wird verwendet, um die Empfindlichkeit dynamisch einzustellen. Eine Fotodiode D4 aus Siliziumcarbid (SiC) ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers U1A verbunden. Die Verstärkung des Verstärkers U1A wird über einen Schalter Q1 gesteuert. Wenn der Schalter Q1 leitet, wird ein Widerstand R4 überbrückt. Da R4 Teil der Rückkopplungsschleife ist, welche die Verstärkung des Verstärkers U1A steuert, beeinflusst Q1 auch die Empfindlichkeit der Schaltung. Der Verstärker U1B wandelt in Verbindung mit einem Transistor Q2 die Ausgangsspannung von U1A in elektrischen Strom um.A circuit with two amplifiers U1A and U1B is used to adjust the sensitivity dynamically. A silicon carbide (SiC) photodiode D4 is connected to the non-inverting input of amplifier U1A. The gain of the amplifier U1A is controlled by a switch Q1. When switch Q1 conducts, a resistor R4 is bridged. Since R4 is part of the feedback loop that controls the gain of amplifier U1A, Q1 also affects the sensitivity of the circuit. The amplifier U1B, in conjunction with a transistor Q2, converts the output voltage of U1A into electrical current.
Die Schaltung von
Die Patentanmeldung
Ein europäisches Patent
Die vorliegende Offenbarung lehrt eine Schaltung zur Flammenerkennung, welche auf die CdS-Technologie verzichtet. Die vorliegende Offenbarung konzentriert sich auf eine Schaltung zur Verwendung in Verbrennungsgeräten für fossile Brennstoffe. Die vorliegende Offenbarung konzentriert sich ferner auf eine Schaltung zur Verwendung in Verbrennungsgeräten für Wasserstoff und/oder Mischungen enthaltend Wasserstoff.The present disclosure teaches a circuit for flame detection which dispenses with the CdS technology. The present The disclosure focuses on a circuit for use in fossil fuel combustion devices. The present disclosure further focuses on a circuit for use in combustion devices for hydrogen and / or mixtures containing hydrogen.
ZusammenfassungSummary
Für reine Wasserstoffflammen ist die Flammenüberwachung nach dem Ionisationsprinzip nicht möglich, da es in reinen Wasserstofflammen keine durchgängige Leitfähigkeit von der Ionisationselektrode zum Brenner gibt. Daher müssen andere Sensoren für die Aufgabe der Flammendetektion, das heisst ob eine Flamme vorhanden ist oder nicht, herangezogen werden.For pure hydrogen flames, flame monitoring according to the ionization principle is not possible, since there is no continuous conductivity from the ionization electrode to the burner in pure hydrogen flames. Therefore, other sensors have to be used for the task of flame detection, i.e. whether a flame is present or not.
Die vorliegende Offenbarung nutzt die Erkenntnis, dass im ultravioletten (UV) Bereich sensitive Halbleitersensoren aufgrund ihrer spektralen Sensitivität sehr gut bis hervorragend zum emittierten Spektrum einer Wasserstoffflamme passen. Die Empfindlichkeit bezüglich der Lichtintensität ist geringer als bei UV-Röhren, im Fall von Siliziumcarbid-Fotodioden aber doch relativ hoch. Die Lebensdauer ist beträchtlich höher als bei UV-Röhren. Zudem sind Halbleiter-Fotodioden wesentlich kostengünstiger als UV-Zellen.The present disclosure makes use of the knowledge that in the ultraviolet (UV) range sensitive semiconductor sensors, due to their spectral sensitivity, fit very well to outstandingly with the emitted spectrum of a hydrogen flame. The sensitivity to the light intensity is lower than with UV tubes, but in the case of silicon carbide photodiodes it is relatively high. The service life is considerably longer than that of UV tubes. In addition, semiconductor photodiodes are much cheaper than UV cells.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Vorrichtung und/oder eine Schaltung zum Anzeigen des Vorhandenseins einer Flamme in einer Verbrennungsvorrichtung bereit. Zu diesem Zweck wird ein Differenzverstärker verwendet, der (im Wesentlichen) einen Spannungsabfall von Null über einer Fotodiode aufrechterhält. Das heisst, die Fotodiode ist nicht in Sperrrichtung vorgespannt und arbeitet nicht im fotoleitenden Modus. Die Fotodiode wird an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers angeschlossen. Der in der nachstehend beschriebenen Schaltung verwendete Differenzverstärker zeigt einen Ruhestrom, der geringer als ein zulässiger Dunkelstrom ist.The present disclosure provides an apparatus and / or circuit for indicating the presence of a flame in a combustion device. A differential amplifier is used for this purpose, which maintains (essentially) a zero voltage drop across a photodiode. That is, the photodiode is not reverse biased and does not operate in photoconductive mode. The photodiode is connected to the inverting input of the differential amplifier. The differential amplifier used in the circuit described below shows a quiescent current that is less than a permissible dark current.
Da die Fotodiode nicht in Sperrrichtung vorgespannt ist, wird der von der Fotodiode erzeugte Dunkelstrom minimiert. Die Verwendung eines Differenzverstärkers mit geringer Stromversorgung verringert auch das Risiko von Fehlalarmen. Mit anderen Worten wird ein Differenzverstärkers mit einer geringen Stromaufnahme verwendet, um die Anzeige einer Flamme zu verhindern, wenn keine Flamme vorhanden ist (Fehler vom Typ I).Since the photodiode is not reverse biased, the dark current generated by the photodiode is minimized. Using a differential amplifier with a low power supply also reduces the risk of false positives. In other words, a differential amplifier with a low power consumption is used to prevent a flame from being displayed when there is no flame (type I error).
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Einstellung der Empfindlichkeit der Flammendetektion zu ermöglichen. Insbesondere soll dies in einer Verbrennungsvorrichtung erfolgen.It is an object of the present disclosure to enable the sensitivity of the flame detection to be adjusted. In particular, this should take place in a combustion device.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Schaltung bereitzustellen, welche anhand einer Zweidrahtleitung angeschlossen werden kann.A further object of the present disclosure is to provide a circuit which can be connected using a two-wire line.
Es ist eine verwandte Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Schaltung bereitzustellen, wobei eine Zweidrahtleitung ein Versorgungssignal und ebenso ein Signal, welches die Sensorausgabe angibt, bereitstellt.It is a related object of the present disclosure to provide a circuit wherein a two-wire line provides a supply signal and also a signal indicative of the sensor output.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Lösung herbeizuführen, die mit bestehenden Lösungen abwärtskompatibel ist.It is yet another object of the present disclosure to provide a solution that is backward compatible with existing solutions.
Es ist eine verwandte Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Schaltung bereitzustellen, die in eine bestehende Verbrennungsvorrichtung eingesteckt werden kann. Mithin können vorhandene Sensoren und/oder Sensorkreise ersetzt werden.It is a related object of the present disclosure to provide a circuit that can be plugged into an existing combustion device. Existing sensors and / or sensor circuits can therefore be replaced.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Schaltung mit minimaler Versorgungsspannung bereitzustellen.It is yet another object of the present disclosure to provide a minimum supply voltage circuit.
Es ist immer noch eine verwandte Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Schaltung zum Anzeigen des Vorhandenseins einer Flamme bereitzustellen, wobei der Differenzverstärker als Operationsverstärker ausgebildet ist.It is still a related object of the present disclosure to provide a circuit for indicating the presence of a flame, wherein the differential amplifier is configured as an operational amplifier.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Lösung mit einem minimalen Nullpunktfehler bereitzustellen.It is also an object of the present disclosure to provide a solution with a minimal zero point error.
Es ist auch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Schaltung zur Detektion des Vorhandenseins einer Flamme bereitzustellen, bei der nachteilige Einflüsse aufgrund von (parasitären) Leckströmen minimiert werden.It is also a further object of the present disclosure to provide a circuit for detecting the presence of a flame, in the case of which adverse influences due to (parasitic) leakage currents are minimized.
Es ist ferner Gegenstand der vorliegenden Offenbarung, eine Verbrennungsvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Flammenerkennung und/oder mit einer Schaltung zur Flammenerkennung gemäss der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Insbesondere soll eine solche Verbrennungsvorrichtung für fossile Brennstoffe und/oder Wasserstoff bereitgestellt werden.It is also the object of the present disclosure to provide a combustion device with a device for flame detection and / or with a circuit for flame detection according to the present disclosure. In particular, such a combustion device should be provided for fossil fuels and / or hydrogen.
FigurenlisteFigure list
Verschiedene Merkmale werden dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung der offenbarten nicht einschränkenden Ausführungsformen ersichtlich. Die Zeichnungen, die der detaillierten Beschreibung beiliegen, können kurz wie folgt beschrieben werden:
-
1 zeigt schematisch ein Schaltbild einer Diodenanordnung gemäss der vorliegenden Offenbarung. -
2 zeigt schematisch eine Diodenanordnung, welche mit einer Versorgungs- und Detektionsschaltung verbunden ist. -
3 zeigt schematisch eine Diodenanordnung, die von einem Brückengleichrichter gespiesen wird. -
4 stellt die Emission einer Wasserstoffflamme dem Messbereich einer UV-Röhre gegenüber. -
5 stellt die Emission einer Wasserstoffflamme dem Messbereich einer Silizium-Fotodiode gegenüber. -
6 stellt die Emission einer Wasserstoffflamme dem Messbereich einer (mehrfach) gefilterten Silizium-Fotodiode gegenüber. -
7 stellt die Emission einer Wasserstoffflamme dem Messbereich einer Siliziumcarbid-Fotodiode gegenüber.
-
1 schematically shows a circuit diagram of a diode arrangement according to the present disclosure. -
2 shows schematically a diode arrangement which is connected to a supply and detection circuit. -
3 shows schematically a diode arrangement which is fed by a bridge rectifier. -
4th compares the emission of a hydrogen flame with the measuring range of a UV tube. -
5 compares the emission of a hydrogen flame with the measuring range of a silicon photodiode. -
6th compares the emission of a hydrogen flame with the measuring range of a (multiple) filtered silicon photodiode. -
7th compares the emission of a hydrogen flame with the measuring range of a silicon carbide photodiode.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
In einer Ausführungsform umfasst der Sensor
Für Zwecke der Flammenerfassung ist es wünschenswert, dass der Sensor
Zusätzlich sollte der Sensor
Der Sensor
Der Sensor
Der Differenzverstärker
Gemäss einem anderen Aspekt ist der Differenzverstärker
Der Differenzverstärker
Der Differenzverstärker
Die Offset-Spannung zwischen den invertierenden (-) und den nicht invertierenden (+) Anschlüssen des Differenzverstärkers
Es ist auch wünschenswert, dass der Differenzverstärker
Es kann auch wichtig sein, dass der Differenzverstärker
Der Sensor
Der Kathodenanschluss des Sensors
Wenn der Sensor
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Differenzverstärker
Aufgrund von Umgebungseinflüssen können sich auch Signale an den invertierenden (-) und/oder an den nicht invertierenden (+) Eingangskanälen des Differenzverstärkers
Die Anordnung aus
In einer Ausführungsform ist die Impedanz
Der Sensor
Ein Fotostrom geht vom Sensor
Der Differenzverstärker
Die Eingangsoffsetspannung bestimmt die Genauigkeit des Differenzverstärkers
Der Widerstand
Durch Auswahl geeigneter Impedanzen
Die Impedanz
Der Fachmann versteht, dass die Charakteristik der Impedanz
Die Impedanz
Der Sensor
Das entsprechende Signal wird durch den Differenzverstärker
Der Differenzverstärker
Die Klemmen V+, 7 und V-, 8 der Schaltung speisen diese Leistungsmenge an den Differenzverstärker
Gemäss einem Aspekt beträgt eine messbare Erhöhung des Versorgungsstromes (der Leistung) durch die Klemmen
In einer besonderen Ausführungsform führt eine Überabtastung zu weiteren Verbesserungen des Signal-Rausch-Verhältnisses des Signales zwischen den Klemmen
In einer Ausführungsform ist die Impedanz
Die Klemmen
Das Signal Uaus am Ausgangskanal
Im Idealfall ist Uaus ein Polynom erster Ordnung des spezifischen Widerstandes Rrück.In the ideal case, U out is a first order polynomial of the specific resistance R back .
Uaus ist auch Funktion des Produktes Rrück Ifot aus Widerstand Rrück von Element
Ferner kann Uaus ein Polynom erster Ordnung des Produktes Rrück Ifot aus Widerstand Rrück von Element
Da der Fotostrom Ifot bei kleinen einfallenden Lichtwerten kleine Werte erreicht, werden grosse Werte von Rrück benötigt, um signifikante Änderungen der Ausgangsspannung Uaus zu erzeugen.Since the photocurrent I fot reaches small values with small incident light values, large values of R back are required in order to generate significant changes in the output voltage U out.
Geeignete Werte des spezifischen Widerstandes des Elementes
Es ist auch vorgesehen, dass Element
Das Rückkopplungselement
Die Wahl des Kondensators
Der Fachmann versteht, dass die Charakteristik des Widerstandes
Gemäss einer besonderen Ausführungsform sind die Rückkopplungselemente
Es ist auch vorgesehen, dass auf den Kondensator
Es ist ferner vorgesehen, auf die Rückkopplungsschleife zwischen dem Ausgangskanal
In dieser speziellen Ausführungsform wird der Differenzverstärker
Der Differenzverstärker
Unter Bezugnahme auf
Es ist vorgesehen, dass der Verbinder
In einer Ausführungsform wertet die Versorgungs- und Detektionsschaltung
In einer Ausführungsform wertet die Versorgungs- und Detektionsschaltung
Insbesondere kann die Versorgungs- und Detektionsschaltung
Die Sensoranordnung gemäss der vorliegenden Offenbarung ist vorteilhafterweise auf einer (gedruckten) Leiterplatte angeordnet.The sensor arrangement according to the present disclosure is advantageously arranged on a (printed) circuit board.
Der Fachmann trennt die Pfade für die Versorgungsspannungen an den Klemmen
Es ist vorgesehen, dass der Verbinder
Das Amperemeter ist in Reihe mit einem der Drähte
Die digitale Nachricht wird dann an das Radiofrequenzmodul gesendet. Das Radiofrequenzmodul wandelt die Nachricht in ein Radiofrequenzsignal um, das an die Antenne weitergeleitet wird. In einer Ausführungsform ist der Analog-Digital-Wandler und/oder das Radiofrequenzmodul in die Verarbeitungseinheit integriert.The digital message is then sent to the radio frequency module. The radio frequency module converts the message into a radio frequency signal that is relayed to the antenna. In one embodiment, the analog / digital converter and / or the radio frequency module is integrated into the processing unit.
Es kann vorgesehen sein, jene Nachricht in mehrere Nachrichten aufzuteilen. Der letztere Schritt bietet Vorteile in Bezug auf Redundanz und/oder Störfestigkeit. Das Radiofrequenzmodul kann eine unidirektionale oder bidirektionale drahtlose Kommunikation ermöglichen. Die Datenübertragung kann gerichtet oder ungerichtet sein. Gemäss einem Aspekt verwendet das Radiofrequenzmodul einen Modulationsprozess, der die Eigenschaften der Luftschnittstelle zwischen dem Empfänger und dem Sender berücksichtigt. Zu den Faktoren, welche die Wahl eines bestimmten Modulationsprozesses beeinflussen, gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, Reichweite, Störfestigkeit, Bitrate, Kanalbandbreite, Eigenschaften des Kanals usw. Gemäss einem Aspekt kann sich der Modulationsprozess im Laufe der Zeit in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Kommunikationskanales ändern. Der Modulationsprozess passt sich somit kontinuierlich an, um eine optimale Leistung zu erzielen. Gemäss einem anderen Aspekt wird die Bandbreite eines bestimmten Kanals in mehrere Frequenzbänder unterteilt. Idealerweise verwendet jedes Frequenzband seinen eigenen Modulationsprozess, der den Eigenschaften des Frequenzbandes entspricht. Jedes Frequenzband trägt vorteilhafterweise einen Anteil des Datenverkehrs, der von der Kapazität des Frequenzbandes für die Datenübertragung abhängt. Gemäss einem weiteren Aspekt wird ein digitaler Modulationsprozess eingesetzt, um Störungen zu reduzieren und/oder zu mildern. Ein digitaler Modulationsprozess verwendet ein digitales Signal, um einen analogen Träger zu modulieren. Digitale Modulationsprozesse können als nicht einschränkendes Beispiel auf Techniken wie Phasenumtastung, kontinuierliche Phasenmodulation und/oder Quadraturamplitudenmodulation beruhen.It can be provided that this message is divided into several messages. The latter step offers advantages in terms of redundancy and / or immunity to interference. The radio frequency module can enable unidirectional or bidirectional wireless communication. The data transmission can be directional or non-directional. According to one aspect, the radio frequency module uses a modulation process that takes into account the properties of the air interface between the receiver and the transmitter. The factors that influence the choice of a particular modulation process include, but are not limited to, range, interference immunity, bit rate, channel bandwidth, properties of the channel, etc. According to one aspect, the modulation process can change over time depending on the properties of the Change communication channel. The modulation process thus adapts continuously to achieve optimal performance. According to another aspect, the bandwidth of a particular channel is divided into several frequency bands. Ideally, each frequency band uses its own modulation process that corresponds to the characteristics of the frequency band. Each frequency band advantageously carries a portion of the data traffic that depends on the capacity of the frequency band for data transmission. According to a further aspect, a digital modulation process is used to reduce and / or mitigate interference. A digital modulation process uses a digital signal to modulate an analog carrier. As a non-limiting example, digital modulation processes may be based on techniques such as phase shift keying, continuous phase modulation, and / or quadrature amplitude modulation.
Unter Bezugnahme auf
Der Brückengleichrichter
Die Anordnung aus
Gemäss einem Aspekt werden elektrische Komponenten der hier offenbarten Schaltungen wie Widerstände, Kondensatoren und Schutzspuren über eine additive Fertigungstechnik auf einer Leiterplatte angeordnet. Diese Widerstände und Kondensatoren können insbesondere über eine dreidimensionale additive Fertigungstechnik angeordnet werden. Der Fachmann wählt geeignete Materialien sowie geeignete Parameter wie die Temperatur beim Drucken elektrischer Komponenten aus. Zusätzlich können notwendige mechanische Elemente wie Buchsen für integrierte Schaltkreise, insbesondere Buchsen für Operationsverstärker, über additive Fertigung angeordnet werden. Der Fachmann wählt geeignete Materialien sowie geeignete Parameter wie Steifigkeit und/oder Glasübergangstemperatur beim Drucken mechanischer Elemente aus. Additive Fertigungstechniken bieten Vorteile in Bezug auf niedrige Kosten auch bei kleinen Mengen.According to one aspect, electrical components of the circuits disclosed here, such as resistors, capacitors and protective tracks, are arranged on a printed circuit board using additive manufacturing technology. These resistors and capacitors can in particular be arranged using a three-dimensional additive manufacturing technique. The person skilled in the art selects suitable materials as well as suitable parameters such as the temperature when printing electrical components. In addition, necessary mechanical elements such as sockets for integrated circuits, in particular sockets for operational amplifiers, can be arranged via additive manufacturing. The person skilled in the art selects suitable materials and suitable parameters such as rigidity and / or glass transition temperature when printing mechanical elements. Additive manufacturing techniques offer advantages in terms of low costs even with small quantities.
Bisheriger Stand der Technik war es, Wasserstoffflammen mit fotosensitiven UV-Röhren zu detektieren. UV-Röhren oder anders genannt UV-Zellen haben eine maximale spektrale Sensitivität in einem Wellenlängenbereich von 210 Nanometern. Währenddessen emittiert eine Wasserstoffflamme Licht im spektralen Bereich von 260 Nanometern bis 330 Nanometern mit einem Maximum bei 313 Nanometern. Wie man aus
Allerdings sind UV-Röhren bezüglich der Lichtintensität sehr empfindlich. Deshalb reicht auch die geringe spektrale Sensitivität im Bereich der ausgesendeten Wasserstoffflamme noch aus, um eine Wasserstoffflamme zu detektieren. UV-Röhren weisen den Nachteil auf, dass aufgrund von Veränderungen in der Gaszusammensetzung der Röhre und der Elektrodenoberfläche Alterungseffekte auftreten. Solche Alterungseffekte begrenzen die Lebensdauer einer UV-Röhre. Zudem sind UV-Röhren teuer im Vergleich zu UV-Halbleitersensoren.However, UV tubes are very sensitive to light intensity. Therefore, the low spectral sensitivity in the area of the emitted hydrogen flame is still sufficient to detect a hydrogen flame. UV tubes have the disadvantage that aging effects occur due to changes in the gas composition of the tube and the electrode surface. Such aging effects limit the service life of a UV tube. In addition, UV tubes are expensive compared to UV semiconductor sensors.
UV-sensitive Halbleiter können besonders gut für reinen Wasserstoff als Brenngas verwendet werden, wenn der empfindliche Wellenlängenbereich im Emissionsbereich der Wasserstoffflammen liegt.UV-sensitive semiconductors can be used particularly well for pure hydrogen as a fuel gas when the sensitive wavelength range is in the emission range of hydrogen flames.
Silizium-Fotodioden haben normalerweise eine maximale spektrale Empfindlichkeit im Bereich von sichtbarem rotem Licht bis in den Infrarot-Bereich hinein.
Allerdings besteht die Möglichkeit mittels einem oder mehreren optischen Filtern parasitäre Wellenlängenbereiche vor dem Sensor
Fotodioden auf SiC-Basis haben den Vorteil, dass die spektrale Sensitivität ohne optische Filter direkt über dem Emissionsbereich einer Wasserstoffflamme liegt. Die spektrale Sensitivität der Siliziumcarbid-Fotodiode veranschaulicht
Insgesamt hängt die Empfindlichkeit neben der spektralen Empfindlichkeit auch von der Lichtintensität ab, die von der Flamme ausgehend am Sensor
Mit anderen Worten, die vorliegende Offenbarung lehrt eine Sensoranordnung für eine Verbrennungsvorrichtung, die Sensoranordnung umfassend:
- einen Sensor (
1 ) umfassend einen ersten und einen zweiten Sensoranschluss, wobei der Sensor (1 ) ausgebildet ist, in Reaktion auf das Empfangen einer ersten Menge an Licht von vorzugsweise 1.6·10-3 Watt pro Quadratmeter einen Signalversatz zwischen seinen Sensoranschlüssen zu erzeugen, und in Reaktion auf das Empfangen einer zweiten Menge an Licht von weniger als 1.6·10-3 Watt pro Quadratmeter gleiche Signale an seinen Anschlüssen zu erzeugen; - einen Differenzverstärker (
2 ), der einen ersten (7) und einen zweiten (8) Versorgungsanschluss, einen Ausgangskanal (3 ), einen invertierenden (-) und einen nicht invertierenden (+) Eingangskanal umfasst; - ein Lastelement (
6 ), das den Ausgangskanal (3 ) mit einem der Versorgungsanschlüsse (7 ,8 ) verbindet; - wobei der erste Sensoranschluss mit dem invertierenden (-) Eingangskanal elektrisch verbunden ist und der zweite Sensoranschluss mit dem nicht invertierenden (+) Eingangskanal elektrisch verbunden ist, so dass der Sensor (
1 ) ausgebildet ist, Signale an die Eingangskanäle (-, +) anzulegen; - wobei der Differenzverstärker (
2 ) ausgebildet ist, in Reaktion auf den Signalversatz, welcher zwischen dem invertierenden (-) und dem nicht invertierenden (+) Eingangskanal angelegt wird, einen Strom an seinem Ausgangskanal (3 ) zu erzeugen, und das Lastelement (6 ) ausgebildet ist, eine erste Leistungsmenge in Abhängigkeit von dem am Ausgangskanal (3 ) erzeugten Strom abzuführen; - wobei der Differenzverstärker (
2 ) ausgebildet ist, in Reaktion darauf, dass der Signalversatz zwischen dem invertierenden (-) und dem nicht invertierenden (+) Eingangskanal angelegt wird, einen Laststrom aus den Versorgungsanschlüssen (7 ,8 ) zu ziehen; - wobei der Differenzverstärker (
2 ) ausgebildet ist, in Reaktion darauf, dass gleiche Signale durch den Sensor (1 ) an die Eingangskanäle (-, +) angelegt werden, einen Ruhestrom aus den Versorgungsanschlüssen (7 ,8 ) zu ziehen; - wobei der Laststrom den Ruhestrom um wenigstens fünfzig Prozent übersteigt und der Ruhestrom kleiner als fünfzehn Mikroampere ist; und
- wobei der Sensor (
1 ) ausgewählt ist aus- einem Sensor ausschliesslich bestehend aus einer Siliziumcarbid-Fotodiode und dem ersten und dem zweiten Sensoranschluss oder
- einem Sensor umfassend eine Silizium-Fotodiode und den ersten und den zweiten Sensoranschluss und mindestens ein optisches Filter.
- a sensor (
1 ) comprising a first and a second sensor connection, where the sensor (1 Is formed) to create a signal offset between its sensor terminals in response to receiving a first quantity of light of preferably 1.6 × 10 -3 Watt per square meter, and in response to receiving a second quantity of light of less than 1.6 x 10 - 3 watts per square meter to generate the same signals at its connections; - a differential amplifier (
2 ), which has a first (7) and a second (8) supply connection, an output channel (3 ), an inverting (-) and a non-inverting (+) input channel; - a load element (
6th ), which is the output channel (3 ) with one of the supply connections (7th ,8th ) connects; - wherein the first sensor connection is electrically connected to the inverting (-) input channel and the second sensor connection is electrically connected to the non-inverting (+) input channel, so that the sensor (
1 ) is designed to apply signals to the input channels (-, +); - where the differential amplifier (
2 ) is formed, in response to the signal offset which is applied between the inverting (-) and the non-inverting (+) input channel, a current at its output channel (3 ) and the load element (6th ) is designed, a first amount of power depending on the output channel (3 ) dissipate generated electricity; - where the differential amplifier (
2 ) is configured, in response to the signal offset being applied between the inverting (-) and the non-inverting (+) input channel, a load current from the supply connections (7th ,8th ) to pull; - where the differential amplifier (
2 ), in response to the fact that identical signals are transmitted by the sensor (1 ) are applied to the input channels (-, +), a quiescent current from the supply connections (7th ,8th ) to pull; - wherein the load current exceeds the quiescent current by at least fifty percent and the quiescent current is less than fifteen microamps; and
- where the sensor (
1 ) is selected- a sensor consisting exclusively of a silicon carbide photodiode and the first and the second sensor connection or
- a sensor comprising a silicon photodiode and the first and second sensor connections and at least one optical filter.
In einer Ausführungsform ist der Ruhestrom zeitabhängig. Beispielsweise kann der Ruhestrom zunächst kleiner als zwei Mikroampere sein, nach fünf Sekunden kleiner als fünf Mikroampere sein und nach zehn Sekunden kleiner als zehn Mikroampere sein. Gemäss einem weiteren Beispiel kann der Ruhestrom zunächst kleiner als fünf Mikroampere sein, nach fünf Sekunden kleiner als zehn Mikroampere sein und nach zehn Sekunden kleiner als fünfzehn Mikroampere sein. Ferner kann der Ruhestrom zunächst kleiner als fünf Mikroampere sein, nach zwanzig Sekunden kleiner als zehn Mikroampere sein und nach sechzig Sekunden kleiner als fünfzehn Mikroampere sein.In one embodiment, the quiescent current is time-dependent. For example, the quiescent current can initially be less than two microamps, after five seconds it can be less than five microamps and after ten seconds it may be less than ten microamps. According to a further example, the quiescent current can initially be less than five microamps, after five seconds it can be less than ten microamps and after ten seconds it can be less than fifteen microamps. Furthermore, the quiescent current can initially be less than five microamperes, after twenty seconds it can be less than ten microamperes and after sixty seconds it can be less than fifteen microamperes.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Laststrom den Ruhestrom um einen zeitabhängigen Prozentsatz übersteigt. So kann der Laststrom den Ruhestrom zunächst um wenigstens fünfzig Prozent übersteigen. Nach fünf Sekunden übersteigt der Laststrom den Ruhestrom um wenigstens einhundert Prozent. Nach zehn Sekunden übersteigt der Laststrom den Ruhestrom um zweihundert Prozent. In einem weiteren Beispiel kann der Laststrom den Ruhestrom nach zwanzig Sekunden um wenigstens einhundert Prozent und nach sechzig Sekunden um wenigstens zweihundert Prozent übersteigen.Furthermore, it can be provided that the load current exceeds the quiescent current by a time-dependent percentage. The load current can initially exceed the quiescent current by at least fifty percent. After five seconds, the load current exceeds the quiescent current by at least one hundred percent. After ten seconds, the load current exceeds the quiescent current by two hundred percent. In another example, the load current can exceed the quiescent current by at least one hundred percent after twenty seconds and by at least two hundred percent after sixty seconds.
Zeitabhängige Ruheströme und/oder zeitabhängige Lastströme tragen Sättigungseffekten im Sensor
In einer weiteren Ausführungsform ist der Ruhestrom leistungsabhängig. Beispielsweise kann der Ruhestrom zunächst kleiner als zwei Mikroampere sein, beim Erreichen von zwanzig Prozent der Leistung der Verbrennungsvorrichtung kleiner als fünf Mikroampere sein und beim Erreichen von fünfzig Prozent der Leistung der Verbrennungsvorrichtung kleiner als zehn Mikroampere sein. Gemäss einem weiteren Beispiel kann der Ruhestrom zunächst kleiner als fünf Mikroampere sein, beim Erreichen von zwanzig Prozent der Leistung der Verbrennungsvorrichtung kleiner als zehn Mikroampere sein und beim Erreichen von fünfzig Prozent der Leistung der Verbrennungsvorrichtung kleiner als fünfzehn Mikroampere sein.In a further embodiment, the quiescent current is power-dependent. For example, the quiescent current can initially be less than two microamps, when twenty percent of the output of the combustion device is reached, it can be less than five microamperes, and when fifty percent of the output of the combustion device is reached, it can be less than ten microamperes. According to a further example, the quiescent current can initially be less than five microamps, when twenty percent of the combustion device's output is reached, less than ten microamperes, and when fifty percent of the combustion device's output is reached, less than fifteen microamperes.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Laststrom den Ruhestrom um einen leistungsabhängigen Prozentsatz übersteigt. So kann der Laststrom den Ruhestrom zunächst um wenigstens fünfzig Prozent übersteigen. Ab Erreichen von zwanzig Prozent der Leistung der Verbrennungsvorrichtung übersteigt der Laststrom den Ruhestrom um wenigstens einhundert Prozent. Ab Erreichen von fünfzig Prozent der Leistung der Verbrennungsvorrichtung übersteigt der Laststrom den Ruhestrom um zweihundert Prozent.Furthermore, it can be provided that the load current exceeds the quiescent current by a power-dependent percentage. The load current can initially exceed the quiescent current by at least fifty percent. After reaching twenty percent of the power of the combustion device, the load current exceeds the quiescent current by at least one hundred percent. After reaching fifty percent of the power of the combustion device, the load current exceeds the quiescent current by two hundred percent.
Leistungsabhängige Ruheströme und/oder leistungsabhängige Lastströme tragen Sättigungseffekten im Sensor
Idealer Weise ist der Sensor (
Idealer Weise ist ein Signalversatz eine positive oder negative Differenz von Signalen. Insbesondere ist ein Signalversatz zwischen den Anschlüssen des Sensors (
Vorzugsweise ist der erste Sensoranschluss mit dem invertierenden (-) Eingangskanal galvanisch verbunden und der zweite Sensoranschluss mit dem nicht invertierenden (+) Eingangskanal galvanisch verbunden, so dass der Sensor (
Idealer Weise ist der Differenzverstärker (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine der vorangegangenen Sensoreinrichtungen, wobei der Sensor (
wobei das zweite optische Filter direkt an der Silizium-Fotodiode befestigt ist.The present disclosure further teaches one of the preceding sensor devices, wherein the sensor (
wherein the second optical filter is attached directly to the silicon photodiode.
Das erste optische Filter ist verschieden vom zweiten optischen Filter.The first optical filter is different from the second optical filter.
Die vorliegende Offenbarung lehrt ebenfalls eine der vorgenannten Sensoranordnungen unter Einbezug zweier Filter, wobei das erste optische Filter und das zweite optische Filter optisch in Reihe angeordnet sind; und
wobei das zweite optische Filter ein Interferenzfilter umfasst.The present disclosure also teaches one of the aforementioned sensor arrangements with the inclusion of two filters, the first optical filter and the second optical filter being arranged optically in series; and
wherein the second optical filter comprises an interference filter.
Die vorliegende Offenbarung lehrt ebenfalls eine der vorgenannten Sensoranordnungen unter Einbezug zweier Filter, wobei das erste optische Filter und das zweite optische Filter optisch in Reihe angeordnet sind; und
wobei das zweite optische Filter ein Interferenzfilter ist.The present disclosure also teaches one of the aforementioned sensor arrangements with the inclusion of two filters, the first optical filter and the second optical filter being arranged optically in series; and
wherein the second optical filter is an interference filter.
Die vorliegende Offenbarung lehrt ebenfalls eine der vorgenannten Sensoranordnungen, wobei der Sensor (
die Siliziumcarbid-Fotodiode eine spektrale Empfindlichkeit in einem Wellenlängenbereich zwischen 250 Nanometern und 400 Nanometern aufweist.The present disclosure also teaches one of the aforementioned sensor arrangements, wherein the sensor (
the silicon carbide photodiode has a spectral sensitivity in a wavelength range between 250 nanometers and 400 nanometers.
Die vorliegende Offenbarung lehrt ebenfalls eine der vorgenannten Sensoranordnungen, wobei der Sensor (
die Siliziumcarbid-Fotodiode eine maximale spektrale Empfindlichkeit in einem Wellenlängenbereich zwischen 250 Nanometern und 400 Nanometern aufweist.The present disclosure also teaches one of the aforementioned sensor arrangements, wherein the sensor (
the silicon carbide photodiode has a maximum spectral sensitivity in a wavelength range between 250 nanometers and 400 nanometers.
Die vorliegende Offenbarung lehrt ebenfalls eine der vorgenannten Sensoranordnungen, wobei die Sensoranordnung zusätzlich einen Rückkopplungswiderstand (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ebenfalls eine der vorgenannten Sensoranordnungen, wobei die Sensoranordnung zusätzlich einen Rückkopplungskondensator (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen unter Einbezug eines Rückkopplungskondensators (
wobei der Rückkopplungskondensator (
wobei die Rückkopplungskapazität in Verbindung mit der Sensorkapazität ausgebildet ist, eine Instabilität des Differenzverstärkers (
where the feedback capacitor (
where the feedback capacitance is formed in connection with the sensor capacitance, an instability of the differential amplifier (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen unter Einbezug eines Rückkopplungskondensators (
wobei der Rückkopplungskondensator (
wobei die Rückkopplungskapazität in Verbindung mit der Sensorkapazität ausgebildet ist, eine Instabilität des Differenzverstärkers (
where the feedback capacitor (
where the feedback capacitance is formed in connection with the sensor capacitance, an instability of the differential amplifier (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ebenfalls eine der vorgenannten Sensoranordnungen, wobei die Sensoranordnung zusätzlich eine erste Erdimpedanz (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen, wobei die Sensoranordnung zusätzlich eine erste Erdimpedanz (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen unter Einbeziehung einer ersten Erdimpedanz (
wobei die erste Erdimpedanz (
where the first earth impedance (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen unter Einbeziehung einer ersten Erdimpedanz (
wobei die erste Erdimpedanz (
where the first earth impedance (
Die erste Erdimpedanz (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen unter Einbeziehung zweier Erdimpedanzen (
wobei der zweite Impedanzwert den ersten Impedanzwert wenigstens um einen Faktor zehn übersteigt.The present disclosure also teaches one of the aforementioned sensor arrangements with the inclusion of two earth impedances (
wherein the second impedance value exceeds the first impedance value by at least a factor of ten.
Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine der vorgenannten Sensoranordnungen, wobei die Sensoranordnung ein Leitungspaar mit einer ersten Leitung (
- wobei der Laststrom ein elektrischer Strom ist;
- wobei der Ruhestrom ein elektrischer Strom ist;
- wobei die erste Leitung (
12 ) eine erste elektrische Verbindung zu dem ersten Versorgungsanschluss (7 ) herstellt und die zweite Leitung (13 ) eine zweite elektrische Verbindung zu dem zweiten Versorgungsanschluss (8 ) herstellt; - wobei das Leitungspaar (
12 ,13 ) zusätzlich einen Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten umfasst; und - wobei der positive Temperaturkoeffizient so bemessen ist, dass er im Falle eines Kurzschlusses in der Sensoranordnung (
1 ) einen elektrischen Strom durch das Leitungspaar (12 ,13 ) auf weniger als zwei Ampere begrenzt.
- wherein the load current is an electrical current;
- wherein the quiescent current is an electrical current;
- where the first line (
12 ) a first electrical connection to the first supply connection (7th ) and the second line (13 ) a second electrical connection to the second supply connection (8th ) manufactures; - where the line pair (
12 ,13 ) additionally comprises a thermistor with a positive temperature coefficient; and - where the positive temperature coefficient is dimensioned so that in the event of a short circuit in the sensor arrangement (
1 ) an electric current through the pair of wires (12 ,13 ) limited to less than two amps.
Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine der vorgenannten Sensoranordnungen, wobei die Sensoranordnung ein Leitungspaar mit einer ersten Leitung (
- wobei der Laststrom ein elektrischer Strom ist;
- wobei der Ruhestrom ein elektrischer Strom ist;
- wobei die erste Leitung (
12 ) eine erste galvanische Verbindung zu dem ersten Versorgungsanschluss (7 ) herstellt und die zweite Leitung (13 ) eine zweite galvanische Verbindung zu dem zweiten Versorgungsanschluss (8 ) herstellt; - wobei das Leitungspaar (
12 ,13 ) zusätzlich einen Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten umfasst; und - wobei der positive Temperaturkoeffizient so bemessen ist, dass er im Falle eines Kurzschlusses in der Sensoranordnung (
1 ) einen elektrischen Strom durch das Leitungspaar (12 ,13 ) auf weniger als zwei Ampere begrenzt.
- wherein the load current is an electrical current;
- wherein the quiescent current is an electrical current;
- where the first line (
12 ) a first galvanic connection to the first supply connection (7th ) and the second line (13 ) a second galvanic connection to the second supply connection (8th ) manufactures; - where the line pair (
12 ,13 ) additionally comprises a thermistor with a positive temperature coefficient; and - where the positive temperature coefficient is dimensioned so that in the event of a short circuit in the sensor arrangement (
1 ) an electric current through the pair of wires (12 ,13 ) limited to less than two amps.
Vorzugsweise begrenzt der positive Temperaturkoeffizient im Falle eines Kurzschlusses in der Sensoranordnung (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen, wobei die Sensoranordnung ein Leitungspaar mit einer ersten Leitung (
- wobei der Laststrom ein elektrischer Strom ist;
- wobei der Ruhestrom ein elektrischer Strom ist;
- wobei die erste Leitung (
12 ) eine erste elektrische Verbindung zu dem ersten Versorgungsanschluss (7 ) herstellt und die zweite Leitung (13 ) eine zweite elektrische Verbindung zu dem zweiten Versorgungsanschluss (8 ) herstellt; und - wobei das Leitungspaar (
12 ,13 ) ausgebildet ist, ausschliesslich die Sensoranordnung mit elektrischen Strömen und/oder mit Datensignalen zu versorgen.
- wherein the load current is an electrical current;
- wherein the quiescent current is an electrical current;
- where the first line (
12 ) a first electrical connection to the first supply connection (7th ) and the second line (13 ) a second electrical connection to the second supply connection (8th ) manufactures; and - where the line pair (
12 ,13 ) is designed to exclusively supply the sensor arrangement with electrical currents and / or with data signals.
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen unter Einbeziehung eines Leitungspaares mit einer ersten Leitung (
Detektionsschaltung (
wobei der Verbinder (
Detection circuit (
where the connector (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen unter Einbeziehung eines Leitungspaares mit einer ersten Leitung (
wobei der Verbinder (
where the connector (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen, wobei die Sensoranordnung zusätzlich einen Brückengleichrichter (
- wobei der Laststrom ein elektrischer Strom ist;
- wobei der Ruhestrom ein elektrischer Strom ist,
- wobei die erste Leitung (
12 ) und die zweite Leitung (13 ) eine Verbindung zu den Versorgungsanschlüssen (16 ,17 ) des Brückengleichrichters (15 ) herstellen; - wobei der Brückengleichrichter (
15 ) ausgebildet ist, einen elektrischen Wechselstrom, der zwischen seinen Versorgungsanschlüssen (16 ,17 ) angelegt wird, in einen elektrischen Gleichstrom zwischen seinen Lastanschlüssen (18 ,19 ) umzuwandeln; - wobei der erste Versorgungsanschluss (
7 ) und der zweite Versorgungsanschluss (8 ) je eine galvanische Verbindung zu den Lastanschlüssen (18 ,19 ) des Brückengleichrichters (15 ) herstellen; und - wobei das Leitungspaar ausgebildet ist, ausschliesslich die Sensoranordnung mit elektrischen Strömen und/oder mit Datensignalen zu versorgen.
- wobei die erste Leitung (
- wherein the load current is an electrical current;
- where the quiescent current is an electric current,
- where the first line (
12 ) and the second line (13 ) a connection to the supply connections (16 ,17th ) of the bridge rectifier (15th ) produce; - where the bridge rectifier (
15th ) is formed, an electrical alternating current that flows between its supply connections (16 ,17th ) is applied into a direct electrical current between its load terminals (18th ,19th ) to convert; - where the first supply connection (
7th ) and the second supply connection (8th ) one galvanic connection each to the load connections (18th ,19th ) of the bridge rectifier (15th ) produce; and - wherein the line pair is designed to exclusively supply the sensor arrangement with electrical currents and / or with data signals.
- where the first line (
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen, wobei die Fotodiode des Sensors (
wobei der erste Sensoranschluss eine Verbindung zur Kathode der Fotodiode herstellt und der zweite Sensoranschluss eine Verbindung zur Anode der Fotodiode herstellt.The present disclosure also teaches one of the aforementioned sensor arrangements, wherein the photodiode of the sensor (
wherein the first sensor connection connects to the cathode of the photodiode and the second sensor connection connects to the anode of the photodiode.
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine der vorgenannten Sensoranordnungen, wobei die Fotodiode des Sensors (
wobei der erste Sensoranschluss eine galvanische Verbindung zur Kathode der Fotodiode herstellt und der zweite Sensoranschluss eine galvanische Verbindung zur Anode der Fotodiode herstellt.The present disclosure also teaches one of the aforementioned sensor arrangements, wherein the photodiode of the sensor (
wherein the first sensor connection produces a galvanic connection to the cathode of the photodiode and the second sensor connection produces a galvanic connection to the anode of the photodiode.
Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine Verbrennungsvorrichtung umfassend eine der vorangegangenen Sensoranordnungen.The present disclosure also teaches a combustion device comprising one of the preceding sensor arrangements.
Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine Heizkesselvorrichtung umfassend eine der vorangegangenen Sensoranordnungen.The present disclosure further teaches a boiler device comprising any of the foregoing sensor arrangements.
Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine Heizkesselvorrichtung umfassend einen Gasbrenner und eine der vorangegangenen Sensoranordnungen.The present disclosure further teaches a boiler device comprising a gas burner and one of the foregoing sensor arrangements.
Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine Heizkesselvorrichtung umfassend einen Ölbrenner und eine der vorangegangenen Sensoranordnungen.The present disclosure further teaches a boiler apparatus comprising an oil burner and one of the foregoing sensor arrangements.
Das Genannte bezieht sich auf einzelne Ausführungsformen der Offenbarung. Verschiedene Änderungen an den Ausführungsformen können vorgenommen werden, ohne von der zu Grunde liegenden Idee abzuweichen und ohne den Rahmen dieser Offenbarung zu verlassen. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist definiert über deren Ansprüche. Es können verschiedenste Änderungen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der folgenden Ansprüche zu verlassen.The above relates to individual embodiments of the disclosure. Various changes to the embodiments can be made without departing from the underlying idea and without departing from the scope of this disclosure. The subject matter of the present disclosure is defined by its claims. A wide variety of changes can be made without departing from the scope of protection of the following claims.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Sensorsensor
- 22
- DifferenzverstärkerDifferential amplifier
- 33
- AusgangskanalOutput channel
- 44th
- ImpedanzImpedance
- 55
- ImpedanzImpedance
- 66th
- ImpedanzImpedance
- 77th
- KlemmeClamp
- 88th
- KlemmeClamp
- 99
- ImpedanzImpedance
- 1010
- Kondensatorcapacitor
- 1111
- Versorgungs- und DetektionsschaltungSupply and detection circuit
- 12, 1312, 13
- DrähteWires
- 1414th
- VerbinderInterconnects
- 1515th
- BrückengleichrichterBridge rectifier
- 1616
- VersorgungsklemmeSupply terminal
- 1717th
- VersorgungsklemmeSupply terminal
- 1818th
- LastanschlussLoad connection
- 1919th
- LastanschlussLoad connection
- 2020th
- Emissionen einer WasserstoffflammeEmissions from a hydrogen flame
- 2121st
- Messbereich einer UV-RöhreMeasuring range of a UV tube
- 2222nd
- Messbereich einer Silizium-FotodiodeMeasuring range of a silicon photodiode
- 2323
- Messbereich einer (mehrfach) gefilterten Silizium-FotodiodeMeasuring range of a (multiple) filtered silicon photodiode
- 2424
- Messbereich einer Siliziumcarbid Fotodiode.Measuring range of a silicon carbide photodiode.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- CN 101221071 B [0005]CN 101221071 B [0005]
- EP 0942232 B1 [0006, 0008]EP 0942232 B1 [0006, 0008]
- DE 2654881 A1 [0009]DE 2654881 A1 [0009]
- EP 3339736 B1 [0010]EP 3339736 B1 [0010]
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DE202020106475.4U DE202020106475U1 (en) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Flame detection for combustion devices |
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Publications (1)
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---|---|---|---|---|
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-
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021114482A1 (en) | 2021-06-07 | 2022-12-08 | Vaillant Gmbh | Method for flame monitoring of a heater, computer program, storage medium, regulation and control device, heater and use of a ratio |
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