DE2629321A1

DE2629321A1 - Flame monitoring system for combustion system burners - has liquid crystal diaphragm to modulate signal light from burner flame to sensor

Info

Publication number: DE2629321A1
Application number: DE19762629321
Authority: DE
Inventors: Hans Brunold; Sergio Piffaretti
Original assignee: DURAG APPARATEBAU GmbH
Current assignee: DURAG APPARATEBAU GmbH
Priority date: 1975-07-08
Filing date: 1976-06-30
Publication date: 1977-01-27
Also published as: CH587449A5

Abstract

The device is for flame sensing or monitoring in burners employed in a heating or combustion installation. The line of sight connecting the flame and an optical flame sensor is periodically interrupted, has an electronically controlled liquid crystal diaphragm (3) mounted in front of the optical flame sensor (6). The optical signal panes from the flame (2) to the sensor (6) solely through this liquid crystal diaphragm (3). The liquid crystal is periodically altered from its clear to its non-transparent state and the resulting modulated signal is evaluated by a frequency filter (9) after passage from the flame sensor (6) before transmission of a warning or alarm system.

Description

Einrichtung zur Flammen-Uberwachung bei Brennern in Beuerungsanlagen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Blammen-Überwachung bei Brennern in Beuerungsanlagen, bei der die Sichtverbindung zwischen der Flamme und dem Blammenfühler periodisch unterbrochen wird. Device for flame monitoring in burners in firing systems The invention relates to a device for flame monitoring in burners in Firing systems in which the line of sight between the flame and the flame sensor is periodically interrupted.

Bei bekannten optischen Flammen-Überwachungseinrichtungen für Feuerungsanlagen hat der Blammenfühler (Photowiderstand, Photozelle, Phototransistor, Uv-Röhre etc.) Sichtkontakt mit der Flamme. Bei der überwiegenden Zahl dieser bekannten Einrichtungen läßt sich die einwandfreie Punktion des optischen Flammenfuhlers nur bei der Abschaltung der Plamme oder vor der Bildung der Flamme prüfen. Nach der Blammenbildung kann aber der Flammenfilhier seine Eigenschaften derart ändern, daß er seine Hauptaufgabe, die sofortige Rückmeldung an die Brennersteuerung, wenn die Flamme ausfällt, nicht mehr erfüllen kann.In known optical flame monitoring devices for combustion systems does the flame sensor (photoresistor, photocell, phototransistor, UV tube etc.) Visual contact with the flame. In the vast majority of these well-known institutions the perfect puncture of the optical flame sensor can only be achieved when the system is switched off check the flame or before the flame forms. After the blistering can but the flame filament changes its properties in such a way that it fulfills its main task, the immediate feedback to the burner control if the flame fails can fulfill more.

Um diesen Mangel vor allem bei Feuerungsanlagen, die dauernd im Betrieb sind, zu beheben, sind Einrichtungen bekannt, bei denen während des Betriebs periodisch die Kenndaten des Blammenfühlers überprüft werden oder die Sichtverbindung zwischen Flamme und Flammenfuhler periodisch mit einer mechanischen Vorrichtung abgedeckt und dabei geprüft wird, ob der Flammenfühler die Abdeckung der Flamme signalisiert. Die letztgenannte Art der Flammenfühlerprüfung durch periodisches Abdecken der Flamme liefert zuverlässige Aussagen über den einwandfreien Zustand des Flammenfühlers. Der Aufbau einer solchen Einrichtung ist aber aufwendig und bedingt den Einsatz einer empfindlichen feinmechanischen Konstruktion. Alle anderen Einrichtungen zur Uberprüfung des Flammenfühlers während des Betriebs liefern keine zuverlässigen Informationen über das einwandfreie Funktionieren des Flammenfühlers.To this deficiency especially in combustion systems that are continuously in operation are to be remedied, facilities are known in which during operation periodically the characteristics of the flame detector are checked or the line of sight between Flame and flame sensor periodically covered with a mechanical device and it is checked whether the flame sensor signals that the flame is covered. The latter type of flame sensor test by periodically covering the flame provides reliable information about the perfect condition of the flame scanner. The construction of such a device is complex and requires use a sensitive fine mechanical construction. All other facilities for Checking the flame sensor during operation does not provide a reliable one Information on the proper functioning of the flame scanner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die den Flammenfühler bei dauernd brennender Feuerungsanlage mit geringem Aufwand ständig auf seine Bunktionssicherheit prüft. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß vor dem optischen Blammenfühler eine elektronisch steuerbare Flüssigkristallblende angebracht ist, durch die allein das optische Signal von der Flamme auf den Flammenfühler gelangt und die periodisch vom transparenten, also lichtdurchlässigen, Zustand in den abgedunkelten Zustand gesteuert ist, und daß das modulierte Lichtsignal vom Flammenfühler über einen Frequenz-Filter zur Flammenüberwachung ausgewertet ist. Durch die selektive Auswertung des Flammenfühlersignals wird die Funktionstüchtigkeit des Flammenfühlers kontinuierlich überprüft.The invention is based on the object of creating a device the flame sensor with permanently burning combustion system with little effort constantly checks for its functional reliability. According to the invention this is achieved by that in front of the optical flame sensor an electronically controllable liquid crystal shutter is attached, through which only the optical signal from the flame to the flame sensor and the periodically from the transparent, i.e. translucent, state to the darkened state is controlled, and that the modulated light signal from Flame sensor is evaluated via a frequency filter for flame monitoring. The selective evaluation of the flame sensor signal ensures functionality of the flame sensor is checked continuously.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt das Blockschaltbild einer Einrichtung zur Blammen-Uberwashung.In the following an embodiment of the invention is based on the Drawing explained in more detail. The single figure shows the block diagram of a device for flashing overwashing.

Ein Flammenwächter 1 ist in Sichtverbindung mit einer zu überwachenden Brennerflamme 2 angeordnet. Der Flammenwächter 1 ist auf der zur Flamme 2 gerichteten Seite mit einer Blüssigkristallblende 3 abgeschlossen. Die Flüssigkristallblende 3 besteht aus Flüssigkristall, das zwischen zwei polarisierten Glasplättchen 4 an der Vor- und Rückseite der Flüssigkristallblende 3 eingebettet ist. Mit einer solchen Anordnung von Flüssigkristall und polarisiertetn Glas kann bekanntlich erreicht werden, daß sich die Lichtdurchlässigkeit der BlUssigkristallbiende 3 beim Anlegen einer Spannung an den Blüssigkristallteil ändert. Im Ausf7ührungsbeispiel ist die Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkristallblende 3 sehr gering, solange keine Spannung anliegt. Sobald an das Flüssigkristall eine Wechseispannung angelegt wird, nimmt seine Lichtdurchlässigkeit sehr stark zu. Die Flüssigkristallblende 3 ist daher mit einer Steuerschaltung 5 elektrisch verbunden. Diese Steuerschaltung 5 ist so ausgelegt, daß sie innerhalb definierter Zeitabschnitte eine Wechselspannung an die Blüssigkristallblende 3 schaltet. Durch diese Anordnung wechselt die Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkristallblende 3 stetig zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert.A flame monitor 1 is in visual contact with one to be monitored Burner flame 2 arranged. The flame monitor 1 is on the one facing the flame 2 Side closed with a liquid crystal screen 3. The liquid crystal shutter 3 consists of liquid crystal that is sandwiched between two polarized glass plates 4 is embedded on the front and back of the liquid crystal panel 3. With a such an arrangement of liquid crystal and polarized glass can be achieved as is known be that the light permeability of the BlUssigkristallbende 3 when applying a voltage on the liquid crystal part changes. In the exemplary embodiment, the The light transmission of the liquid crystal screen 3 is very low as long as there is no voltage is present. As soon as an alternating voltage is applied to the liquid crystal, it increases its light transmission is very strong. The liquid crystal shutter 3 is therefore electrically connected to a control circuit 5. This control circuit 5 is like this designed so that they supply an alternating voltage within defined time periods the liquid crystal diaphragm 3 switches. This arrangement changes the light transmission of the liquid crystal shutter 3 steadily between the maximum and the minimum value.

Im Flammenwächter 1 ist hinter der Flüssigkristallblende 3 ein lichtempfindlicher Flammenfühler 6 angeordnet. Dieser Flammenfühler 6 gib ein elektrisches Signal ab, welches sich mit der Lichtstärke des auf seinen lichtempfindlichen Teil 7 auftreffenden Lichtes 8 ändert. Das von der Flamme 2 auf den lichtempfindlichen Flammenfühler 6 auftreffende Licht 8 ist durch die wechselnde Lichtdurchlässigkeit der Bldssigkristallblende 3 mit einer definierten Frequenz moduliert. Somit muß auch das vom Flammenfühler 6 abgegebene Signal mit dieser Frequenz moduliert sein. Dieses Signal vom Flammenfühler 6 wird ueber einen Frequenzfilter 9 und einen Gleichrichter 10 einem Schaltverstärker 11 zugeführt. Der Ausgang des Schaltverstärkers 11 ist mit einem Flammenwächterrelais 18 verbunden.In the flame monitor 1 there is a light-sensitive device behind the liquid crystal screen 3 Flame sensor 6 arranged. This flame sensor 6 emits an electrical signal, which is incident with the light intensity of its light-sensitive part 7 Light 8 changes. That from the flame 2 to the light-sensitive flame sensor 6 incident light 8 is due to the changing light transmittance of the Bldssigkristallblende 3 modulated with a defined frequency. So that must also be from the flame scanner 6 output signal can be modulated with this frequency. This signal from the flame sensor 6 becomes a switching amplifier via a frequency filter 9 and a rectifier 10 11 supplied. The output of the switching amplifier 11 is connected to a flame monitor relay 18 connected.

Dieses Relais 12 ist angezogen, wenn die Flamme 2 brennt und der Flammenfühler 6 das entsprechend modulierte Signal abgibt.This relay 12 is energized when the flame 2 and the flame sensor burns 6 emits the correspondingly modulated signal.

Durch diese Anordnung wird der Flammenfühler auch während des Betriebs ständig auf seine Funktionstüchtigkeit geprüft.With this arrangement, the flame scanner is also in operation constantly checked for functionality.

Irgendwelche Defekte im Blanmenwächterteil können auch während des Betriebs nicht mehr zu der gefährlichen Situation führen, daß der Blammenwächter beim Erlöschen der Flamme nicht entsprechend reagiert. Die ganze Anordnung enthält keine mechanisch bewegten Teile und ist daher völlig wartungsfrei, einfach zu installieren und nicht störanfällig. Zudem ist der huSwand,verglichen mit einem System, bei dem das Flammenlicht mit einer elektromechanischen Vorrichtung moduliert wird, um ein Vielfaches geringer.Any defects in the flower monitor part can also occur during the No longer lead to the dangerous situation that the flame guard does not react accordingly when the flame is extinguished. Contains the whole arrangement no mechanically moving parts and is therefore completely maintenance-free, easy to install and not prone to failure. In addition, the huSwand is, compared to a system in which the flame light is modulated with an electromechanical device to produce a Many times less.

Claims

Patent claims

Equipment for flame monitoring in burners in combustion systems, where the line of sight between the flame and an optical flame sensor is periodically interrupted, characterized in that in front of the optical flame sensor (6) an electronically controllable liquid crystal screen (3) is attached through which only the optical signal from the flame (2) reaches the flame sensor (6) and periodically controlled from the transparent state to the darkened state is, and that the modulated light signal from the flame sensor (6) through a frequency filter (9) is evaluated for flame monitoring.

2. Device according to Batent claim 1, characterized in that the flame sensor (6) is arranged in a flame monitor (1) on which the Flame (2) facing side with the liquid crystal screen (3) is closed.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid crystal shutter (3) is connected to a control circuit (5) via the an alternating voltage to the liquid crystal screen within defined time periods (3) is laid.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the liquid crystal screen (3) is permeable to UV rays.