DE2508019B1 - Optical flame guard - Google Patents

Optical flame guard

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DE2508019B1
DE2508019B1 DE2508019A DE2508019A DE2508019B1 DE 2508019 B1 DE2508019 B1 DE 2508019B1 DE 2508019 A DE2508019 A DE 2508019A DE 2508019 A DE2508019 A DE 2508019A DE 2508019 B1 DE2508019 B1 DE 2508019B1
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Siegfried Muehlhaeuser
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Description

Durch die Bündelung der Lichtstrahlen und die damit verbundene Erhöhung der Intensität des Signals ist es möglich, auch eine bestimmte Flammenzone exakt zu überwachen. Außerdem ist es möglich, ein Abheben und/oder Abwandern der Flamme zu erfassen. In die- sem Fall werden zwar immer noch UV-Strahlen in den Bereich zwischen die Elektroden 7 und 8 gelangen, jedoch wird dann das durch sie erzeugte Signal wesentlich schwächer werden, so daß die Unregelmäßigkeit der Flammenbildung sofort erfaßt werden kann. Um den zu überwachenden Bereich noch stärker einzuengen, kann dem Parabolspiegel 3 eine gestrichelt dargestellte Blende 12 vorgeschaltet werden, die die zu überwachende Zone der Flamme 2 festlegt. Die Intensität des UV-Detektors 4 ist auch in diesem Fall noch groß genug, um eine einwandfreie Überwachung sicherzustellen. By bundling the light rays and the associated increase The intensity of the signal makes it possible to also precisely target a certain flame zone to monitor. It is also possible for the flame to lift off and / or to wander capture. In the- In this case, there are still UV rays get into the area between the electrodes 7 and 8, but then that is through they generated signal will be much weaker, so that the irregularity of the Flame formation can be detected immediately. To make the area to be monitored even stronger narrow, the parabolic mirror 3 can be preceded by a diaphragm 12 shown in dashed lines which defines the zone of flame 2 to be monitored. The intensity of the UV detector In this case too, 4 is still large enough to ensure proper monitoring.

In F i g. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Parabolspiegel 3 über einen Reflektor 10 auf die Flamme 2 gerichtet ist. Dadurch wird der Vorteil erhalten. daß der UV-Detektor 4 beispielsweise unterhalb der Flamme angeordnet werden kann, so daß er nicht der direkten Wärmestrahlung ausgesetzt ist und kühler bleiben kann. Es ist daher möglich, den UV-Detektor 4 auch bei Anlagen einzusetzen, die bisher nicht in dieser Weise überwacht werden konnten. Die Verwendung des Parabolspiegels allgemein führt außerdem dazu, daß der UV-Detektor auch in einem größeren Abstand von der Flamme angeordnet werden kann, da ein größerer Sektor der Strahlung 1 erfaßt und aus- gewertet wird. Auch dadurch läßt sich die Aufheizung des UV-Detektors 4 vermindern. In Fig. 2 shows an embodiment in which the Parabolic mirror 3 is directed onto flame 2 via a reflector 10. Through this the benefit will be obtained. that the UV detector 4, for example, below the flame can be arranged so that it is not exposed to direct thermal radiation and can stay cooler. It is therefore possible to use the UV detector 4 in systems use that could not previously be monitored in this way. The usage of the parabolic mirror in general also leads to the fact that the UV detector is also in one greater distance from the flame can be arranged as a larger sector of the Radiation 1 is detected and is counted. This also allows the heating of the UV detector 4 decrease.

Bei beiden dargestellten Ausführungsformen ist der Parabolspiegel 3 ein scheibenförmiger Körper, der in der Mitte eine Ausnehmung 11 besitzt, durch die der UV-Detektor 4 derart eingeführt ist, daß seine Elektroden 7 und 8 in den Bereich des Brennpunkts 9 gelangen. In both of the illustrated embodiments, the parabolic mirror is 3 a disk-shaped body which has a recess 11 in the middle which the UV detector 4 is inserted such that its electrodes 7 and 8 in the Arrive area of the focal point 9.

Es ist auch möglich, in dem Bereich des Brennpunkts 9 eine Photozelle anzuordnen, die dann von der Flamme 2 abgewandt ist und sternförmig mit Armen an dem Parabolspiegel 3 gehalten werden kann.It is also possible to have a photocell in the area of the focal point 9 to be arranged, which is then turned away from the flame 2 and star-shaped with arms the parabolic mirror 3 can be held.

Der Parabolspiegel 3 kann aus einem Metallkörper durch Drehen mit Diamanten und Polieren nach einem bekannten Verfahren hergestellt werden, nach dem eine räumliche Parabel mit der Gleichung y = 1/30 r2 erhalten wird. Es ist auch möglich, den Parabolspiegel aus einem Kunststoffkörper herzustellen, der mit einer aufgedampften Spiegelschicht z. B. Aluminium versehen wird. In diesem Fall würde die Form zum Herstellen der Kunststoffkörper zweckmäßig nach dem bekannten Verfahren hergestellt werden. Dieses Verfahren sieht vor, daß das Drehwerkzeug auf einer von zwei sich aufeinander abwälzenden Scheiben geführt wird, wodurch eine genügend genaue räumliche Parabel erhalten wird. The parabolic mirror 3 can be made of a metal body by rotating with it Diamonds and polishing are produced by a known method, according to which a spatial parabola is obtained with the equation y = 1/30 r2. It is also possible to manufacture the parabolic mirror from a plastic body that is equipped with a vapor-deposited mirror layer z. B. aluminum is provided. In that case it would the mold for producing the plastic body expediently according to the known method getting produced. This method provides that the turning tool on one of two discs rolling on each other is guided, whereby a sufficiently accurate spatial parabola is obtained.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Optischer Flammenwächter mit einer Einrichtung zum Bündeln und Richten des einfallenden Lichts einer Flamme auf ein Überwachungselement, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungselement (4) in dem Brennpunkt (9) eines auf die zu überwachende Flamme gerichteten Parabolspiegels (3) angeordnet ist. Claims: 1. Optical flame monitor with a device for bundling and directing the incident light from a flame onto a monitoring element, characterized in that the monitoring element (4) in the focal point (9) of a is arranged on the monitored flame directed parabolic mirror (3). 2. Optischer Flammenwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Parabolspiegel (3) eine Blende (12) vorgeschaltet ist. 2. Optical flame monitor according to claim 1, characterized in that that the parabolic mirror (3) is preceded by a diaphragm (12). 3. Flammenwächter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Parabolspiegel (3) eine mittige Ausnehmung (11) besitzt, durch die das Überwachungselement hindurchgeführt ist. 3. Flame monitor according to claim 1 or 2, characterized in that that the parabolic mirror (3) has a central recess (11) through which the monitoring element is passed through. 4. Flammenwächter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Parabolspiegel (3) über einen Reflektor (10) auf die Flamme (2) gerichtet ist. 4. Flame monitor according to at least one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the parabolic mirror (3) via a reflector (10) onto the flame (2) is directed. 5. Flammenwächter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Parabolspiegel (3) ein Metallkörper dient, dessen Spiegeifläche durch Drehen mit Diamant bearbeitet ist. 5. Flame monitor according to at least one of claims 1 to 4, characterized characterized in that a metal body is used as the parabolic mirror (3), the mirror surface of which machined by turning with diamond. Die Erfindung betrifft einen optischen Flammenwächter mit einer Einrichtung zum Bündeln und Richten des einfallenden Lichts einer Flamme auf ein Überwachungselement. The invention relates to an optical flame monitor with a device for bundling and directing the incident light from a flame onto a monitoring element. Insbesondere bei Heizungsanlagen ist es bekannt, die von brennenden festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen ausgehende Strahlung - Flamme genannt -zu erfassen, um das Vorhandensein der Flamme überwachen zu können. Hierzu werden bevorzugt UV-Detektoren verwendet, die ein Gas enthalten, das durch die zwischen Elektroden treffenden UV-Strahlen ionisierbar ist, so daß ein Stromübergang erfolgt. Eine derartige Überwachung bereitet in der Praxis Schwierigkeiten, da die in den Bereich zwischen den Elektroden des Übergangselements gelangenden Strahlen nur einen kleinen Anteil der tatsächlich vorhandenen Strahlen darstellen und deshalb schwierig zu erfassen sind. Außerdem ist es mit diesen Flammenwächtern kaum möglich, das Abheben und/oder Abwandern einer Flamme festzustellen, da auch von einer abwandernden oder sich abhebenden Flamme noch Strahlen abgegeben werden, die zu dem Überwachungselement gelangen. Derartige Flammenwächter arbeiten daher in der Praxis nicht mit befriedigendem Erfolg. In particular in heating systems, it is known that of burning Radiation emitted by solid, liquid or gaseous substances - called flame -to be detected in order to be able to monitor the presence of the flame. To do this will be preferably used UV detectors that contain a gas that passes through the between Electrodes hitting UV rays is ionizable, so that a current transfer takes place. Such monitoring is difficult in practice because the in the Area between the electrodes of the transition element passing rays only one represent a small proportion of the actually existing rays and are therefore difficult are to be recorded. In addition, it is hardly possible to take off with these flame monitors and / or migration of a flame, as also of a migration or If the flame lifts off, rays are emitted which lead to the monitoring element reach. Such flame monitors therefore do not work satisfactorily in practice Success. Es ist auch bereits versucht worden, mit Hilfe von Sammellinsen eine Bündelung der Strahlen auf ein Überwachungselement durchzuführen. Diese Sammellinsen waren einerseits sehr teuer, da UV-lichtdurchlässige Quarzgläser verwendet werden mußten, während andererseits eine tatsächliche Verbesserung nicht erreicht wurde, da in den Sammellinsen eine zu starke Absorption erfolgte, so daß die Wirkung der Bündelung praktisch wieder aufgehoben wurde. Attempts have also been made to create a To carry out bundling of the rays on a monitoring element. These converging lenses On the one hand, they were very expensive because UV-transparent quartz glasses are used had to, while on the other hand an actual improvement was not achieved, because too strong an absorption took place in the converging lenses, so that the effect of the Bundling was practically abolished. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen Flammenwächter der eingangs genannten Art zu schaffen, der in der Lage ist, das Vorhandensein einer Flamme exakt festzustellen und außerdem noch ein Abwandern oder Abheben der Flamme zu erfassen. The invention is based on the object of an optical flame monitor of the type mentioned to create, which is able to detect the presence of a Determine the flame exactly and also a migration or lifting of the flame capture. Die Erfindung besteht darin, daß das Überwachungselement in dem Brennpunkt eines auf die zu überwachende Flamme gerichteten Parabolspiegels angeordnet ist. Ein derartiger Parabolspiegel arbeitet nur mit geringen Absorptionsverlusten, so daß es tatsächlich möglich ist, den durch den Parabolspiegel vergrößerten Bereich der erfaßten Strahlung für die Überwachung auszunutzen. Ein derartiger Parabolspiegel kann auch so auf die Flamme gerichtet werden, daß ein Abwandern und/oder Abheben der Flamme erfaßt werden kann.The invention consists in that the monitoring element in the focal point a parabolic mirror directed at the flame to be monitored is arranged. Such a parabolic mirror only works with low absorption losses, see above that it is actually possible to use the area enlarged by the parabolic mirror of the detected radiation for monitoring purposes. Such a parabolic mirror can also be aimed at the flame in such a way that it drifts and / or lifts off the flame can be detected. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß dem Parabolspiegel eine Blende vorgeschaltet ist. Dadurch wird es in noch stärkerem Maße möglich, die Überwachung einer ganz bestimmten Stelle, d. h. einer Flammenzone, durchzuführen. In a further embodiment of the invention it is provided that the Parabolic mirror is preceded by a diaphragm. This makes it even stronger Measures possible, the monitoring of a very specific point, i. H. a flame zone, perform. In den meisten Fällen ist die Verwendung eines Überwachungselements auf einen Temperaturbereich bis maximal 90"C beschränkt. Es ist daher in vielen Fällen schwierig, das Überwachungselement so anzuordnen, daß einerseits die Intensität der Strahlung für ein einwandfreies Erfassen ausreicht, während andererseits das Überwachungselement selbst nicht zu heiß wird. In most cases it is the use of a monitoring element limited to a temperature range up to a maximum of 90 "C. It is therefore in many Cases difficult to arrange the monitoring element so that on the one hand the intensity the radiation is sufficient for a perfect detection, while on the other hand that Monitoring element itself does not get too hot. Um diesem Problem beizukommen, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Parabolspiegel über einen Reflektor auf die Flamme gerichtet ist. Dadurch wird erreicht, daß das Überwachungselement nicht mehr in der direkten Wärmestrahlung der Flamme liegt und dennoch ein genügend großer Sektor der Strahlung aufgefangen wird, um eine sichere Überwachung durchführen zu können.In order to overcome this problem, the Invention provided that the parabolic mirror via a reflector on the flame is directed. This ensures that the monitoring element is no longer in the direct heat radiation of the flame and still a sufficiently large sector the radiation is captured in order to be able to carry out reliable monitoring. Die Erfindung wird an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen beschrieben. The invention is illustrated by means of two in the drawing Embodiments described. F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Flammenwächters und F i g. 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flammenwächters mit einer Strahlenumlenkung. F i g. 1 shows a schematic representation of a first embodiment a flame monitor according to the invention and FIG. 2 an embodiment of a Flame monitor according to the invention with a beam deflection. In F i g. 1 ist eine Flamme 2 angedeutet, die durch festen, flüssigen oder gasförmigen Stoff brennt. Diese Flamme 2 sendet Strahlen 1 aus, die von einem Flammenwächter5 erfaßt werden, um das Vorhandensein der Flamme 2 zu überwachen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird ein sogenannter UV-Detektor 4 verwendet, der aus einem Glaskörper 6 besteht, in welchem zwei Elektroden 7 und 8 in Abstand zueinander angeordnet sind. Der Glaskörper 6 ist mit einem Gas gefüllt, das durch auftreffende UV-Strahlen ionisierbar ist. Wenn eine lonisierung in dem Bereich zwischen den beiden schlaufenförmig ausgebildeten Elektroden 7 und 8 auftritt, so erfolgt eine Ladungsübertragung, die als Überwachungssignal ausgenutzt wird. Üblicherweise können nur die Strahlen ausgenutzt werden, die von der Flamme 2 geradlinig auf dem direkten Weg zwischen die beiden Elektroden 7 und 8 gelangen. Um einen größeren Sektor der Strahlung 1 der Flamme ausnutzen zu können, ist der Detektor 4 von einem Parabolspiegel 3 umgeben, dessen Brennpunkt 9 mittig zwischen den Elektroden 7 und 8 liegt. Dadurch wird eine größere Anzahl von UV-Strahlen zwischen die Elektroden 7 und 8 geführt, so daß ein wesentlich deutlicheres Signal als bisher erhalten wird. In Fig. 1 is a flame 2 indicated, which is through solid, liquid or gaseous substance burns. This flame 2 emits rays 1 from a Flame monitors 5 are detected in order to monitor the presence of the flame 2. In the embodiment shown, a so-called UV detector 4 is used, which consists of a glass body 6, in which two electrodes 7 and 8 at a distance are arranged to each other. The glass body 6 is filled with a gas that passes through incident UV rays can be ionized. If an ionization in the area between occurs between the two loop-shaped electrodes 7 and 8 a charge transfer that is used as a monitoring signal. Usually only the rays can be used, which are straight from the flame 2 on the get a direct path between the two electrodes 7 and 8. To a bigger one To be able to use the sector of the radiation 1 of the flame, the detector 4 of a Surrounding parabolic mirror 3, the focal point 9 of which is centered between the electrodes 7 and 8 lies. This causes a greater number of UV rays between the electrodes 7 and 8, so that a much clearer signal than before is obtained.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2791417A1 (en) * 1999-03-23 2000-09-29 Air Liquide Burner assembly for an industrial furnace, comprises of an integrated flame detection system utilizing a reflective surface
DE102010011133B4 (en) * 2010-03-11 2012-06-28 Karl Dungs Gmbh & Co. Kg Detection device for detecting a radiation emitted by a flame

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