DE3026787A1 - INTRINSICALLY SAFE FLAME GUARD - Google Patents

INTRINSICALLY SAFE FLAME GUARD

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DE3026787A1
DE3026787A1 DE19803026787 DE3026787A DE3026787A1 DE 3026787 A1 DE3026787 A1 DE 3026787A1 DE 19803026787 DE19803026787 DE 19803026787 DE 3026787 A DE3026787 A DE 3026787A DE 3026787 A1 DE3026787 A1 DE 3026787A1
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Karl-Friedrich Ing.(grad.) 7550 Rastatt Haupenthal
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Siemens Building Technologies AG
Landis and Gyr AG
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Landis and Gyr AG
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Description

Pattntanwälte BipL Ing. Hans-Jürgem ΜβΗ«
Dr! r«r. nat. Thomas Be«**t
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Eigensicherer FlammenwächterIntrinsically safe flame monitor

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Eigensicherer FlammenwMchterIntrinsically safe flame guard

Die Erfindung bezieht sich auf einen eigensicheren Flammenwächter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 . 5The invention relates to an intrinsically safe flame monitor according to the preamble of claim 1. 5

Für die vollautomatische Inbetriebsetzung und Ueberwachung von OeI- oder Gasbrennern werden Flammenwächter benötigt, deren Aufgabe es ist, das Vorhandensein einer Flamme jederzeit anzuzeigen. Diese Flammenwächter müssen zusammen mit deren Flammenfühler weitgehend eigensicher sein, das heisst, jeder mögliche Defekt eines Bauteiles muss durch das Signal "Flamme erloschen" angezeigt werden. Es kann dies durch eine jeweilige Ueberprüfung des Flammenfühlers auf dessen Funktionsfähigkeit hin vor jeder Inbetriebsetzung der Anlage erfolgen. Ferner sind auch Anlagen mit zwei unabhängig voneinander arbeitenden Flammenwächtern verwendet und auf dauernd gleichsinnige Signalgabe überwacht worden. Dies bedeutet einen grossen Aufwand. Ausserdem sind Flammenwächter mit insbesondere auf Ultraviolett-Strahlung ansprechenden Fühlern, fortan UV-Zellen genannt, bekannt geworden, bei denen die Strahlung zum Fühler mindestens einmal pro Sekunde im gleichen Takt und konstantem Taktverhältnis abgedeckt und so die Löschfähigkeit der UV-Zelle innerhalb der zulässigen Abmeldezeit überwacht wird. Ein konstantes Taktverhältnis führt jedoch zu spürbaren Empfindlichkeitseinbussen.Flame monitors are required for the fully automatic commissioning and monitoring of oil or gas burners. whose job it is to indicate the presence of a flame at all times. These flame monitors must be used together with their Flame sensors are largely intrinsically safe, which means that every possible defect in a component must be triggered by the "Flame extinguished ". This can be done by checking the functionality of the flame sensor before each commissioning of the system. There are also systems with two flame monitors that work independently of one another used and monitored for continuous signaling in the same direction. This means a lot of effort. Besides that Flame monitors with sensors that respond in particular to ultraviolet radiation, henceforth called UV cells, are known in which the radiation to the sensor is covered at least once per second in the same cycle and constant cycle ratio and so the extinguishing ability of the UV cell is monitored within the permitted log-off time. A constant clock ratio however leads to a noticeable loss of sensitivity.

Ferner ist es nach der DE-OS 2 809 993 bekannt, die von einem Ionisationsfühler beeinflusste Spannung über einem Kondensator zur Aussteuerung eines Verstärkers zu verwenden und dieser Gleichspannung mit einem zusätzlichen Transistor ein von der Netzfrequenz diktiertes Wechselsignal zu überlagern. Eine Reihenschaltung zweier Transistoren mit einem Flammenrelais und zwei Kondensatoren halten das Flammenrelais nur dann in erregtem Zustand, wenn dem Flammensignal das Wechselsignal überlagert ist und damit bewiesen wird, dass der Verstärker funktionsfähig ist. Diese Schaltung ist aber noch nicht eigensicher, weil deren Schaltelemente nicht alle überwacht sind: Weist zum BeispielFurthermore, it is known from DE-OS 2 809 993, the voltage influenced by an ionization sensor across a capacitor to use to control an amplifier and this DC voltage with an additional transistor from the To superimpose the alternating signal dictated by the mains frequency. A series connection of two transistors with one flame relay and two Capacitors only keep the flame relay in an excited state if the alternating signal is superimposed on the flame signal and it proves that the amplifier is functional. However, this circuit is not yet intrinsically safe because of their Switching elements are not all monitored: For example

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der eine Transistor einen Kurzschluss auf, dann wird dies nicht erkannt und jeder weitere Kurzschluss eines der übrigen Bauteile ist dann nicht mehr getestet und kann zur Vortäuschung einer Flamme führen.
5
If one transistor shows a short circuit, this will not be recognized and any further short circuit in one of the other components is then no longer tested and can lead to the pretense of a flame.
5

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flammenwächter anzugeben, der bei geringem Aufwand eine eigensichere Flammenüberwachung gestattet und darüber hinaus wahlweise sowohl mit Ionisationselektroden als auch mit einer UV-Zelle arbeiten kann. 10The invention is based on the object of specifying a flame monitor that provides intrinsically safe flame monitoring with little effort and can also work with both ionization electrodes and a UV cell. 10

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.The invention is characterized in claim 1.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen näher erläutert:
15
Two exemplary embodiments are explained in more detail below with reference to the drawings:
15th

Es zeigen: Fig. 1 eine eigensichere FlammenwächterschaltungThey show: FIG. 1 an intrinsically safe flame monitor circuit

mit einem ersten UV-Fühler-Schaltkreis und Fig. 2 eine ähnliche Flammenwächterschaltung mitwith a first UV sensor circuit and FIG. 2 with a similar flame monitor circuit

einem zweiten UV-Fühler-Schaltkreis. 20a second UV sensor circuit. 20th

Die nachfolgend beschriebenen Schattungen, von denen vorerst diejenige nach der Fig. 1 näher beschrieben wird, bestehen im wesentlichen aus folgenden, nach deren FunktionsaufgabeThe shades described below, of which for the time being that is described in more detail according to FIG. 1, consist essentially of the following, according to their functional task

gegliederten Schaltungsteilen:
25
structured circuit parts:
25th

Einem Fühlerkreis 1 mit Impulserzeugung, der entweder mit einem Ionisationsfühler 2 oder mit einem UV-Fühler 3 betrieben werden kann,A sensor circuit 1 with pulse generation, which can be operated either with an ionization sensor 2 or with a UV sensor 3 can,

einem Flammenrelais-Kreis 4 sowiea flame relay circuit 4 and

einem Schaltkreis 5 (Fig. 1) bzw. 6 (Fig, 2) zur alternativen Verwendung beim Betrieb mit einem UV-Fühler.a circuit 5 (Fig. 1) or 6 (Fig, 2) for alternative use when operating with a UV sensor.

Der Fühlerkreis 1, im folgenden an Hand der Fig. 1 erläutert, besteht aus einer von einer Wechselspannung U. gespeisten Reihen-The sensor circuit 1, explained in the following with reference to Fig. 1, consists of a series supplied by an alternating voltage U.

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schaltung eines Flammenfühlers, sei dies der Ionisationsfühler oder der UV-Fühler 3, mit einem ersten Kondensator 7. Die Wechselspannung U. wird einer ersten Wicklung 8 eines Netztransformators. 9 entnommen und mit einer ersten Leitung 10 an Erde und zu den beiden Fühlern 2 und 3 geführt, während als zweite Leitung eine Sammelleitung 11 dient. Der Kondensator 7 verbindet die Sammelleitung 11 einerseits über einen Schutzwiderstand mit dem Ionisationsfühler 2 und andererseits über eine Zenerdiode 13 und einen Widerstand 14 mit dem UV-Fühler 3. Die weitere Beschreibung der Fig. 1 erfolgt vorerst zusammen mit der Verwendung des Ionisationsfühlers 2.switching of a flame sensor, be this the ionization sensor or the UV sensor 3, with a first capacitor 7. The alternating voltage U. is a first winding 8 of a power transformer. 9 removed and with a first line 10 to earth and to the two sensors 2 and 3, while a collecting line 11 serves as the second line. The capacitor 7 connects the bus line 11 on the one hand via a protective resistor with the ionization sensor 2 and on the other hand via a Zener diode 13 and a resistor 14 with the UV sensor 3. The further description of FIG. 1 is initially made together with the Use of the ionization sensor 2.

Durch die Gleichrichterwirkung einer Flamme entsteht über dem Kondensator 7 eine Gleichspannung, deren Polarität auf der Seite der Sammelleitung 11 positiv ist.The rectifying effect of a flame creates a DC voltage across the capacitor 7, the polarity of which is on the Side of the bus line 11 is positive.

An der Sammelleitung 11 ist ein zweiter Kondensator 15 an einer gegenüber der Sammelleitung 11 positiven und weiter unten beschriebenen Gleichspannungsquelle über zwei Ladewiderstände 16 und 17 angeschlossen. Dem Kondensator 15 ist eine Diode parallel geschaltet, die gegenüber der erwähnten Gleichspannung sperrt. Der Verbindungspunkt der Diode 18 mit dem zweiten Kondensator 15 und dem Ladewiderstand 16 bildet einen Eingang 19 zum Flammenrelaiskreis 4.On the collecting line 11, a second capacitor 15 is located on a positive one with respect to the collecting line 11 and is described further below DC voltage source connected via two charging resistors 16 and 17. The capacitor 15 is a diode connected in parallel, which blocks the mentioned DC voltage. The connection point of the diode 18 with the second capacitor 15 and the charging resistor 16 form an input 19 to the flame relay circuit 4.

Die Spannung über dem ersten Kondensator 7 ist durch einen zur Hauptsache aus zwei Transistoren 20 und 21 sowie einer Zenerdiode 22 gebildeten kippenden Schwellenschalter 74 überwacht. Die Kollektor-Emitterstrecke des ersten Transistors 20 ist in Reihe mit zwei Widerständen 23 und 24 dem ersten Kondensator 7 parallel geschaltet, während dessen Basis über die Zenerdiode 22 an die Sammelleitung 11 angeschlossen ist. Ferner besteht, ausgehend vom Verbindungspunkt 25 der beiden Widerstände 23 und 24, eine Reihenschaltung der Emitter-Kollektorstrecke des zweiten Transistors 21 und eines Widerstandes 26 zur negativen Seite des Kondensators 7. Die Basis des erstenThe voltage across the first capacitor 7 is mainly composed of two transistors 20 and 21 and one Zener diode 22 formed toggling threshold switch 74 is monitored. The collector-emitter path of the first transistor 20 is connected in series with two resistors 23 and 24 to the first capacitor 7 in parallel, while its base via the Zener diode 22 is connected to the manifold 11. Furthermore, starting from the connection point 25, there is the two resistors 23 and 24, a series connection of the emitter-collector path of the second transistor 21 and a resistor 26 to the negative side of the capacitor 7. The base of the first

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Transistors 20 liegt ferner an der mit dem zweiten Transistor verbundenen Seite des Widerstandes 26, während die Basis des zweiten Transistors 21 an die Verbindung des Widerstandes 23 mit dem ersten Transistor 20 angeschlossen ist. Zwischen dem Verbindungspunkt 25 und dem Eingang 19 zum Flammenrelais-Kreis 4 besteht ferner eine Reihenschaltung einer weiteren Zenerdiode mit einem Widerstand 28.Transistor 20 is also connected to that of the second transistor connected side of the resistor 26, while the base of the second transistor 21 to the connection of the resistor 23 is connected to the first transistor 20. Between the connection point 25 and the input 19 to the flame relay circuit 4 there is also a series connection of a further Zener diode with a resistor 28.

Bevor auf die Wirkungsweise der beschriebenen Fühlerkreis-Schaltung eingegangen wird, erfolgt eine Erläuterung des Flammenrelais-Kreises 4. Dessen Speisung erfolgt von der vorangehend bereits erwähnten Gleichspannungsquelle aus, die aus einer zweiten Wicklung 29 des Netztransformators 9, einer Diode 30 und einem Glättungskondensator 31 besteht und deren negatives Potential mit der Sammelleitung 11 verbunden ist. Die Gleichspannungsquelle speist den Flammenrelais-Kreis 4 über einen Lastwiderstand 32 und eine Speiseleitung 33. Zwischen der Speiseleitung und der Sammelleitung 11 besteht ein ein Flammenrelais 34 enthaltender Stromkreis, der aus zwei einander entgegengesetzt gepolten Strompfaden gebildet ist, die beide einen gemeinsamen Kondensator 35 aufweisen. Der erste Strompfad, welcher der Stromflussrichtung der Gleichspannungsquelle entspricht, besteht aus der Reihenschaltung einer ersten Diode 36, einer ersten Wicklung 37 des Flammenrelais 34, einer zweiten Diode 38 und des Kondensators 35. Der zweite Strompfad umfasst wiederum den Kondensator 35, eine dritte Diode 39, eine zweite Wicklung 40 des Flammenrelais 34 und eine vierte Diode 41, die alle miteinander in Reihe geschaltet sind.Before going to the mode of operation of the sensor circuit described is received, there is an explanation of the flame relay circuit 4. It is fed from the previous one already mentioned DC voltage source, which consists of a second winding 29 of the mains transformer 9, a diode 30 and a smoothing capacitor 31 and its negative potential is connected to the manifold 11. The DC voltage source feeds the flame relay circuit 4 via a load resistor 32 and a feed line 33. Between the feed line and the collecting line 11 there is a flame relay 34 containing Circuit that is formed from two oppositely polarized current paths that both share a common Have capacitor 35. The first current path, which is the direction of current flow corresponds to the DC voltage source, consists of the series connection of a first diode 36, a first winding 37 of the flame relay 34, a second diode 38 and the capacitor 35. The second current path in turn includes the capacitor 35, a third diode 39, a second winding 40 of the flame relay 34 and a fourth diode 41, all of which are connected to one another Are connected in series.

Das Flammenrelais 34 weist in den Figuren nicht dargestellte Schaltkontakte auf, mit denen es in erregtem Zustand das Vorhandensein einer Flamme anzeigt. Seine je einem der beiden Strompfade zugeordneten Wicklungen 37 und 40 sind so ausgelegt, dass nur der eine der beiden Strompfade das Flammenrelais 34 zum Anziehen bringen kann, während der andere Strompfad lediglich einen Haltestrom für das Flammenrelais 34 liefert.The flame relay 34 has switching contacts, not shown in the figures, with which it is present in the excited state a flame. Its windings 37 and 40, each assigned to one of the two current paths, are designed in such a way that that only one of the two current paths can attract the flame relay 34, while the other current path only a holding current for the flame relay 34 supplies.

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Im vorliegenden Beispiel kann nur der im zweiten Strompfad 35, 39, 40, 41 fliessende Entladestrom des Kondensators 35 das Flammenrelais 34 zum Anziehen bringen, während der im ersten Strompfad 36, 37, 38, 35 durch die erste Wicklung 37 fliessende Ladestrom des Kondensators 35 das Flammenrelais 34 nur für eine beschränkte Zeitdauer erregt halten kann.In this example, only the one in the second rung can 35, 39, 40, 41 flowing discharge current of the capacitor 35 bring the flame relay 34 to attract, during the in the first Current path 36, 37, 38, 35 through the first winding 37 charging current of the capacitor 35, the flame relay 34 only for can keep energized for a limited period of time.

Zum Flammenrelais-Kreis 4 gehört ferner eine Schalteinrichtung, bestehend aus einer Kippstufe aus drei Transistoren 42, 43, 44, deren Eingang 19 die mit den Widerständen 16 und 17 an die Gleichspannungsquelle 29, 30, 31 angeschlossene Seite des Kondensators 15 bildet. Der Ausgangs-Transistor 44 der Kippstufe ist mit seiner Kollektor-Emitterstrecke an die Speiseleitung 33 und an die Sammelleitung 11 angeschlossen und schliesst in leitendem Zustand den das Flammenrelais 34 enthaltenden Stromkreis kurz.The flame relay circuit 4 also includes a switching device consisting of a flip-flop consisting of three transistors 42, 43, 44, the input 19 of which is the side of the capacitor connected to the resistors 16 and 17 to the direct voltage source 29, 30, 31 15 forms. The output transistor 44 of the flip-flop is connected with its collector-emitter path to the feed line 33 and connected to the bus line 11 and short-circuits the circuit containing the flame relay 34 when it is conductive.

Der Ausgangs-Transistor 44 ist so gepolt, dass er die Speisespannung über dem ersten Strompfad 36, 37, 38, 35 wegnimmt und an den Lastwiderstand 32 legt, und gleichzeitig den zweiten Strompfad 35, 39, 40, 41 für die Entladung des Kondensators 35 schliesst.The output transistor 44 is polarized so that it is the supply voltage removes via the first current path 36, 37, 38, 35 and applies it to the load resistor 32, and at the same time the second Current path 35, 39, 40, 41 for discharging the capacitor 35 closes.

Der zweite Transistor 43 ist mit seiner Kollektor-Emitterstrecke der Kollektor-Basisstrecke des Ausgangs-Transistors 44 parallel geschaltet. Die Basis des zweiten Transistors 43 ist über einen Spannungsteiler aus zwei Widerständen 45 und 46 an den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 16 und 17 und damit an die Gleichspannungsquelle 29, 30, 31 angeschlossen. Der erste Transistor 42 verbindet in leitendem Zustand mit seiner Kollektor-Emitterstrecke den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 45 und 46 des Spannungsteilers mit der Sammelleitung 11. Seine Basis bildet den Eingang 19.The collector-emitter path of the second transistor 43 is parallel to the collector-base path of the output transistor 44 switched. The base of the second transistor 43 is connected to the connection point via a voltage divider made up of two resistors 45 and 46 between the resistors 16 and 17 and thus connected to the DC voltage source 29, 30, 31. The first In the conductive state, transistor 42 connects to its collector-emitter path the connection point between the resistors 45 and 46 of the voltage divider with the bus line 11. Its Entrance 19 forms the basis.

In der beschriebenen Anordnung bestimmt die Polarität der Spannung über dem zweiten Kondensator 15 den momentanen Schaltzustand der drei Transistoren 42, 43, 44.In the described arrangement determines the polarity of the voltage The instantaneous switching state of the three transistors 42, 43, 44 via the second capacitor 15.

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Unter Verwendung des Ionisationsfühlers 2 arbeitet die beschriebene Einrichtung wie folgt:The described works using the ionization sensor 2 Setup as follows:

Beim Anschliessen des Transformators 9 an eine Netzspannung laden sich die Kondensatoren 15 und 35 auf. Der Kondensator am Eingang 19 der Kippstufe 42, 43, 44 ist innerhalb etwa 25 ms aufgeladen und bewirkt in diesem Zustand, dass der Ausgangs-Transistor 44 sperrt. Der Kondensator 35 im Stromkreis des Flammenrelais 34 kann sich daher über die Dioden 36 und 38 sowie die erste Wicklung 37 des Flammenrelais 34 aufladen. Der dabei durch die Wicklung 37 fliessende Strom genügt nicht, um das Flammenrelais 34 zu erregen.When the transformer 9 is connected to a mains voltage, the capacitors 15 and 35 are charged. The condenser at the input 19 of the flip-flop 42, 43, 44 is charged within about 25 ms and in this state causes the output transistor 44 blocks. The capacitor 35 in the circuit of the flame relay 34 can therefore be via the diodes 36 and 38 as well charge the first winding 37 of the flame relay 34. The current flowing through the winding 37 is not sufficient for the Flame relay 34 to be excited.

Sobald am Ionisationsfühler eine Flamme auftrifft, lädt sich der erste Kondensator 7 innerhalb von etwa 0,5 Sekunden bis zur oberen Schwellenspannung des Schwellenschalters 74 auf, das heisst, bis über der Zenerdiode 22 die Durchbruchspannung erreicht ist. Dann wird der erste Transistor 20 leitend und durch die Mitkopplungsschaltung schlagartig auch der zweite Transistor 21. Beide aktivieren einen ersten und einen zweiten Entladestromkreis des ersten Kondensators 7.As soon as a flame hits the ionization sensor, the first capacitor 7 charges within about 0.5 seconds to the upper threshold voltage of the threshold switch 74, that is, up to the breakdown voltage above the Zener diode 22 is reached. Then the first transistor 20 becomes conductive and suddenly the second transistor also becomes conductive due to the positive feedback circuit 21. Both activate a first and a second discharge circuit of the first capacitor 7.

Der erste Entladestromkreis dient zur Umladung des zweiten Kondensators 15, wobei ein Entladestrom vom ersten Kondensator 7 über den zweiten Kondensator 15, den Widerstand 28, die Zenerdiode 27, den Widerstand 23 und den Transistor 20 zurück zum Kondensator 7 fliesst. Die Durchflussspannung der Diode 18 begrenzt die Ladespannung des zweiten Kondensators 15. Sobald der Kondensator 7 soweit entladen ist, dass die Spannung über der als spannungsabhängiger Schalter dienenden Zenerdiode 27 unter deren Durchbruchspannung sinkt, beginnt wieder die Umladung des Kondensators 15 in seinen ursprünglichen Zustand.The first discharge circuit is used to recharge the second capacitor 15, with a discharge current from the first capacitor 7 via the second capacitor 15, the resistor 28, the Zener diode 27, the resistor 23 and the transistor 20 flows back to the capacitor 7. The forward voltage of the diode 18 is limited the charging voltage of the second capacitor 15. As soon as the capacitor 7 is discharged to the extent that the voltage is above the Zener diode 27 serving as a voltage-dependent switch drops below its breakdown voltage, the charge reversal begins again of the capacitor 15 in its original state.

Der zweite, langer aktivierte Entladestromkreis des ersten Kondensators 7 verläuft über den zur Hauptsache die Restentladedauer bestimmenden Widerstand 24, den Widerstand 23 und denThe second, longer activated discharge circuit of the first capacitor 7 runs through the resistor 24, which mainly determines the remaining discharge duration, the resistor 23 and the

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Transistor 20. Sobald der Spannungsabfall über dem Widerstand die den Transistor 21 leitend haltende Emitter-Basis-Spannung unterschreitet, kippen infolge der Mitkopplung beide Transistoren 21 und 20 zurück und machen den Entladekreis wieder hochohmig. Die Grosse des Widerstandes 24 ist dabei nicht kritisch, sie muss nur genügend tief liegen, um den ersten Kondensator 7 bis zum Rückkippen der Transistoren 20 und 21 genügend entladen zu können·Transistor 20. As soon as the voltage drop across the resistor, the emitter-base voltage that keeps transistor 21 conductive falls below, both transistors 21 and 20 tilt back due to the positive feedback and make the discharge circuit high-resistance again. The size of the resistor 24 is not critical, it only has to be sufficiently low to the first capacitor 7 to Tilting back of the transistors 20 and 21 to be able to discharge sufficiently

Sobald die Transistoren 20 und 21 wieder sperren und unter der Voraussetzung, dass die Flamme noch vorhanden ist, lädt sich der Kondensator 7 erneut auf, und das Spiel beginnt von neuem.As soon as the transistors 20 and 21 block again and, provided that the flame is still present, charges the capacitor 7 opens again and the game begins again.

Die beschriebene Umladung des zweiten Kondensators 15 bewirkt, dass der Eingangstransistor 42 zum Flammenrelais-Kreis 4 sperrt. Damit werden der zweite sowie der Ausgangs-Transistor 43 bzw. leitend, der Kondensator 35 entlädt sich über die Dioden 39 und 41 und die zweite Wicklung 40. Das Flammenrelais 34 zieht an und wird nun während den folgenden ca. 50 ms vom Entladestrom erregt gehalten. Mit Beendigung der Umladung des zweiten Kondensators 15 bildet sich am Eingang 19 die von der Spannungsquelle 29, 30, 31 erzwungene Polarität innerhalb von etwa 50 ms wieder zurück, was mit dem Widerstand 16 einstellbar ist. Der Eingangs-Transistor 42 wird wieder leitend und damit der Ausgangs-Transistor 44 gesperrt. Der den Kondensator 35 ladende erste Strompfad wird wieder aktiviert und hält das Flammenrelais 34 erregt.The described charge reversal of the second capacitor 15 has the effect that the input transistor 42 to the flame relay circuit 4 blocks. Thus, the second and the output transistor 43 and become conductive, the capacitor 35 discharges through the diodes 39 and 41 and the second winding 40. The flame relay 34 picks up and is now discharged from the discharge current for the following approx. 50 ms kept excited. When the charge reversal of the second capacitor 15 is completed, the voltage source forms at the input 19 29, 30, 31 forced polarity back within about 50 ms, which can be set with the resistor 16. The input transistor 42 becomes conductive again and thus the output transistor 44 is blocked. The first current path charging the capacitor 35 is reactivated and keeps the flame relay 34 energized.

Der vom Flammenfühler 2 beeinflusste Ladezustand des Kondensa-, tors 7 erzeugt, wie vorangehend beschrieben, ein in einem bestimmten vom Flammenfühler beeinflussten Takt erfolgendes Umladen des Kondensators 15. Der sich dauernd ändernde Ladezustand des Kondensators 15 bewirkt seinerseits im Flammenrelais-Kreis 4 ein im gleichen Takt erfolgendes Schalten des Ausgangs-Transistors 44, wodurch das Flammenrelais 34 erregt gehalten werden kann. Um dies zu gewährleisten, darf die Zeit zwischen zweiThe state of charge of the condensate, Tor 7 generates, as described above, a reloading that takes place in a certain cycle influenced by the flame sensor of the capacitor 15. The constantly changing state of charge of the capacitor 15 in turn affects the flame relay circuit 4 switching of the output transistor in the same cycle 44, whereby the flame relay 34 can be kept energized. To ensure this, the time between two

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Entladungen des Kondensators 35 max. etwa 900 ms betragen, andernfalls der Haltestrom für das Flammenrelais 34 unterschritten wird. Ebenfalls darf die Entladezeit des Kondensators 35 nicht wesentlich kleiner als 50 ms sein, weil sonst der Kondensator für die nachfolgende Wiederaufladung zu wenig entladen ist.Discharges of the capacitor 35 amount to a maximum of about 900 ms, otherwise the holding current for the flame relay 34 is not reached will. Likewise, the discharge time of the capacitor 35 must not significantly less than 50 ms, because otherwise the capacitor is not discharged enough for the subsequent recharge.

Zur Gewährleistung des nötigen Taktes ist es vorteilhaft, wenn die Zeit des Stromflusses im ersten Entladestromkreis des Kondensators 7 im Vergleich zur Zeit des Stromflusses im zweiten Entladestromkreis klein ist und deren Wirkungsdauer-Verhältnis mindestens 1 : 10 beträgt. Im vorliegenden Beispiel erfolgt die Umladung des Kondensators 15, erzeugt durch den ersten Entladestromkreis innerhalb etwa 2 ms, während die Entladung des Kondensators 7 nach etwa 30 ms durch Unterschreiten der unteren Schwellenspannung des Schwellenschalters 74 gestoppt wird.To ensure the necessary cycle, it is advantageous if the time of the current flow in the first discharge circuit of the capacitor 7 compared to the time of the current flow in the second discharge circuit is small and their duration of action ratio is at least 1:10. In the present example, the Charge reversal of the capacitor 15, generated by the first discharge circuit within about 2 ms, while the discharge of the capacitor 7 after about 30 ms by falling below the lower Threshold voltage of the threshold switch 74 is stopped.

Da jedes Bauteil der Schaltung am Zustandekommen der beschriebenen Lade- und Entladezyklen beteiligt ist, wird jeder Ausfall durch eine Störung dieses Zyklus und damit durch ein Abfallen des Flammenrelais 34 angezeigt. Daraus ergibt sich die geforderte E igen sicherheit.Since every component of the circuit is based on the creation of the described Charge and discharge cycles are involved, every failure indicated by a fault in this cycle and thus by the flame relay 34 dropping out. This results in the required Your own security.

Bei der bisherigen Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass der Flammenfühler ein Ionisationsfühler ist. Das Folgende bezieht sich auf die Verwendung eines UV-Fühlers 3. Dieser besteht aus einer UV-Zelle 47, mit der eine Diode 48 und ein Schutzwiderstand 49 in Reihe geschaltet sind. Da die Reihenschaltung des UV-Fühlers 3 mit dem verhältnismässig hochohmigen Fühlerkreis keine eindeutige Glimmentladung der UV-Zelle 47 gewährleistet,In the previous description it was assumed that the flame sensor is an ionization sensor. The following relates refer to the use of a UV sensor 3. This consists of a UV cell 47, with which a diode 48 and a protective resistor 49 are connected in series. Because the series connection of the UV sensor 3 with the relatively high-resistance sensor circuit no clear glow discharge of the UV cell 47 guaranteed,

3Q ist der Kondensator 7 und der dem Kondensator 7 parallel geschaltete Schwellenschalter 74 durch einen Shunt-Widerstand 50 überbrückt.3Q is the capacitor 7 and the capacitor 7 connected in parallel Threshold switch 74 bridged by a shunt resistor 50.

Die Zenerdiode 13 in der Zuleitung zum UV-Fühler 3 verhindert einerseits eine Entladung des Kondensators 7 über die Widerstände 13, 14 und 50 während den Strompausen und verunmög-The Zener diode 13 in the supply line to the UV sensor 3 prevents, on the one hand, a discharge of the capacitor 7 via the resistors 13, 14 and 50 during the power breaks and

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licht andererseits eine Flammenvortäuschung durch eingestreute Wechselspannung in eine allenfalls sehr lange Fühlerleitung. Solche Spannungen überschreiten die Zenerspannung bei weitem und werden daher abgeleitet.
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light, on the other hand, a flame simulated by interspersed alternating voltage in a possibly very long sensor line. Such stresses by far exceed the Zener stress and are therefore diverted.
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Bei vorhandener Flamme ist der durch die UV-Zelle 47 gesteuerte Ladestrom des Fühlerkreises 1 allenfalls trotz des Shunt-Widerstandes 50 noch grosser als der Haltestrom des Schwellenschalters 74. In diesem Fall muss dafür gesorgt werden, dass nach erfolgter Aufladung des ersten Kondensators 7 keine weiteren Stromimpulse mehr zum Kondensator 7 gelangen. Diesem Zweck dient der Schaltkreis 5 bzw. 6, der zur zeitweiligen Unterdrückung des von der UV-Zelle 47 gesteuerten Ladestromes zum ersten Kondensator 7 im Takte der Transistoren 42, 43, 44 des Flammenrelais-Kreises 4 wirksam ist.When a flame is present, the charging current of the sensor circuit 1 controlled by the UV cell 47 is at most in spite of the shunt resistor 50 is even greater than the holding current of the threshold switch 74. In this case, it must be ensured that after Once the first capacitor 7 has been charged, no further current pulses can reach the capacitor 7. That purpose circuit 5 or 6 is used for temporary suppression of the charging current controlled by the UV cell 47 to the first capacitor 7 in the cycle of the transistors 42, 43, 44 of the Flame relay circuit 4 is effective.

Im Beispiel der Fig. 1 dient zusammen mit dem durch eine gestrichelte Linie abgegrenzten Schaltkreis 5 eine die Strahlung zur UV-Zelle 47 unterbrechende Vorrichtung 51 zur zeitweiligen Unterdrückung des Ladestromes zum ersten Kondensator 7. Im Strahlengang befinden sich eine feste Blende 52 und eine bewegliche Klappe 53, die durch einen Elektromagneten 54 verschiebbar die Blendenöffnung abdecken kann. Die erwähnten Teile der Vorrichtung 51 sind alle in einem den UV-Fühler 3 bildenden Gehäuse untergebracht. Die eine Zuleitung des Elektromagneten ist mit dem Pluspol der Gleichstromquelle 29, 30, 31 verbunden. In einer zweiten Zuleitung zum Elektromagneten 54, die an den Minuspol, das heisst, an die Sammelleitung 11 angeschlossen ist, befindet sich die Kollektor-Emitterstrecke eines Ausgangs-Transistors 55 einer aus zwei Transistoren 55 und 56 bestehenden Kippschaltung. In dieser ist die Basis-Emitterstrecke des Ausgangs-Transistors 55 der Kollektor-Emitterstrecke des Eingangs-Transistors 56 parallel geschaltet, wobei beide Emitter an der Sammelleitung 11 angeschlossen sind. Die Basis des Ausgangs-Transistors 55 ist zusammen mit dem Kollektor des Eingangs-Transistors 56 über einen gemeinsamen Widerstand 57 mit dem Plus-In the example of FIG. 1, it is used together with the dashed line Line delimited circuit 5 a device 51 interrupting the radiation to the UV cell 47 for temporary Suppression of the charging current to the first capacitor 7. A fixed diaphragm 52 and a movable one are located in the beam path Flap 53, which can cover the aperture by an electromagnet 54 displaceably. The mentioned parts of the Device 51 are all accommodated in a housing which forms the UV sensor 3. One feed line of the electromagnet is connected to the positive pole of the direct current source 29, 30, 31. In a second supply line to the electromagnet 54, which is connected to the The negative pole, that is to say is connected to the bus line 11, is the collector-emitter path of an output transistor 55 a flip-flop circuit consisting of two transistors 55 and 56. In this is the base-emitter path of the output transistor 55 of the collector-emitter path of the input transistor 56 connected in parallel, with both emitters at the Manifold 11 are connected. The base of the output transistor 55 is together with the collector of the input transistor 56 via a common resistor 57 with the plus

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pol der Gleichstromquelle 29, 30, 31 verbunden. Die Basis des Eingangs-Transistors 56 ist durch die Reihenschaltung eines Widerstandes 58 mit einer Zenerdiode 59 und einem Kondensator an die Sammelleitung 11 angeschlossen. Durch einen Abgriff zwisehen dem Kondensator 60 und der Zenerdiode 59 ist der Kondensator 60 ferner mit einem Ladewiderstand 61 und einer den Ladewiderstand 61 überbrückenden Diode 62 zwischen die Speiseleitung 33 und die Sammelleitung 11 und daher mit dem das Flammenrelais 34 enthaltenden Stromkreis 35 bis 41 parallel geschaltet. Die Reihenschaltung des Kondensators 60 mit dem Ladewiderstand 61 bzw. der Diode 62 ist daher zusammen mit dem das Flammenrelais 34 enthaltenden Stromkreis 35 bis 41 vom Ausgangstransistor 44 kurzschliessbar.pol of the direct current source 29, 30, 31 connected. The base of the input transistor 56 is one through the series connection Resistor 58 with a Zener diode 59 and a capacitor connected to the bus line 11. Zwisehen by a tap the capacitor 60 and the Zener diode 59, the capacitor 60 is further provided with a charging resistor 61 and a charging resistor 61 bridging diode 62 between the feed line 33 and the bus line 11 and therefore with the flame relay 34 containing circuit 35 to 41 connected in parallel. The series connection of the capacitor 60 with the charging resistor 61 or the diode 62 is therefore together with the circuit 35 to 41 containing the flame relay 34 from the output transistor 44 can be short-circuited.

Der Schaltzustand der Kippschaltung 55, 56, und damit auch die Stellung der Klappe 53 im UV-Fühler 3, ist von der Spannung über dem Kondensator 60 abhängig. Im Ruhezustand, das heisst vorerst ohne UV-Strahlung, lädt sich der Kondensator 60 in etwa 300 ms auf die Summe aus der Zenerspannung der Zenerdiode 59 und dem Spannungsabfall über der Basis-Emitterstrecke des Transistors 56 auf, wodurch der Eingangs-Transistor 56 leitet und der Ausgangstransistor 55 sperrt. Die Blende 52 ist dann offen. Eine dem Elektromagneten 54 parallel geschaltete Diode schützt den Transistor 55 vor Ueberspannungen.The switching state of the toggle switch 55, 56, and thus also the position of the flap 53 in the UV sensor 3, depends on the voltage across the capacitor 60 dependent. In the idle state, that is to say initially without UV radiation, the capacitor 60 charges in about 300 ms to the sum of the Zener voltage of the Zener diode 59 and the voltage drop across the base-emitter path of transistor 56, whereby the input transistor 56 conducts and the output transistor 55 blocks. The aperture 52 is then open minded. A diode connected in parallel with the electromagnet 54 protects the transistor 55 from overvoltages.

Sobald in der UV-Zelle 47 Stromimpulse auftreten, beginnt sich der Kondensator 7 aufzuladen, wozu die Impulse dreier Halbwellen der Speise-Wechselspannung bereits genügen. Die Impulse müssen nicht zusammenhängend auftreten, sie können im Falle einer schwachen Strahlungsquelle auch einzeln innerhalb 600 ms auftreten und trotzdem noch als 5ignal für die Meldung einer Flamme, wie nachfolgend erläutert, ausgewertet werden. Daraus ist erkennbar, dass von den während 600 ms bei einer Frequenz von 50 Hz auftretenden 30 Halbwellen nur 10 % bereits zu einer Flammenerkennung genügen. Dies bedeutet einen entscheidenden Vorteil des beschriebenen Flammenwächters, dessen UV-Fühlerempfindlichkeit daher sehr hoch liegt.As soon as current pulses occur in the UV cell 47, the capacitor 7 begins to charge, for which the pulses of three half-waves of the alternating voltage supply are already sufficient. The pulses do not have to occur together; in the case of a weak radiation source, they can also occur individually within 600 ms and still be evaluated as a signal for reporting a flame, as explained below. It can be seen from this that of the 30 half-waves occurring during 600 ms at a frequency of 50 Hz, only 10 % are sufficient for flame detection. This means a decisive advantage of the flame monitor described, the UV sensor sensitivity of which is therefore very high.

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Sobald die Spannung über dem Kondensator 7 im Fühlerkreis 1 die Triggerspannung seines Schwellenschalters 74 erreicht, wird die bereits vorangehend beschriebene Umladung des Kondensators 15 eingeleitet. Damit kommt die Kippstufe im Flammenrelais-Kreis zum Ansprechen und deren Ausgangs-Transistor 44 wird leitend und bewirkt zweierlei: Erstens lässt der entstehende Entladestromkreis des Kondensators 35 im einen Strompfad über die Wicklung 40 das Flammenrelais 34 anziehen, und zweitens entlädt sich der Kondensator 60 im Schaltkreis 5. Dessen Kippschaltung spricht an, der Elektromagnet 54 wird erregt und die Klappe 53 unterbricht die UV-Strahlung. Eine weitere Ladungszuführung zum Kondensator 7 entfällt und dessen Entladung wird nach etwa 30 ms durch Zurückkippen des Schwellenschalters 74 beendet. Dabei ist die Schaltung so ausgelegt, dass auch von guten UV-ZeI-len 47 unmittelbar nach Fortfall der UV-Strahlung noch ein oder zwei Stromimpulse auftreten können, ohne dass die Umladung zum Kondensator 15 und damit der gesamte Zyklus gestört wird. Demgegenüber wird der Lade- und Entladezyklus im Flammenrelais-Kreis 4 gestört, wenn während der ca. 300 ms dauernden Zellenabdeckung durch die Klappe 53 die UV-Zelle 47 trotzdem unregelmässig auftretende Stromimpulse liefert, eine Erscheinung, die bei alternden UV-Zellen auftritt. Dann fällt das Flammenrelais ab, auch wenn die Flamme korrekt brennt.As soon as the voltage across the capacitor 7 in the sensor circuit 1 reaches the trigger voltage of its threshold switch 74, the previously described charge reversal of the capacitor 15 is initiated. Thus, the flip-flop in the flame relay circuit is activated and its output transistor 44 becomes conductive and does two things: firstly, the resulting discharge circuit of the capacitor 35 in a current path through the winding 40 attracts the flame relay 34, and secondly, the capacitor 60 in the Circuit 5. Its toggle switch responds, the electromagnet 54 is excited and the flap 53 interrupts the UV radiation. No further charge is supplied to the capacitor 7 and its discharge is ended after about 30 ms by tilting the threshold switch 74 back. The circuit is designed in such a way that one or two current pulses can still occur from good UV cells 47 immediately after the UV radiation has ceased, without the charge reversal to the capacitor 15 and thus the entire cycle being disrupted. In contrast, the charging and discharging cycle in the flame relay circuit 4 is disturbed if the UV cell 47 nevertheless delivers irregular current pulses during the approx. 300 ms cell cover by the flap 53, a phenomenon that occurs with aging UV cells. Then the flame relay drops out, even if the flame is burning correctly.

Bei störungsfreiem Betrieb bleibt das Flammenrelais 34 innerhalb einer Wiederholungszeit der Entladung des Kondensators 35 zwischen ca. 350 und 950 ms angezogen. Sobald diese Zeiten unter- bzw. überschritten werden, fällt es ab. Dank dem beschriebenen Schaltkreis 5 besteht ein weiterer Vorteil der Einrichtung darin,-dass trotz grosser Fühlerempfindlichkeit jeder Defekt sowohl im Schaltkreis 5 als auch in der UV-Zelle 47 selbst jederzeit, also auch während des Betriebes sehr rasch, das heisst innert weniger als einer Sekunde nach dessen Auftreten angezeigt wird. Daher eignet sich die beschriebene Einrichtung insbesondere für eine im Dauerbetrieb stehende Anlage.In the case of trouble-free operation, the flame relay 34 remains between the discharge of the capacitor 35 within a repetition time attracted approx. 350 and 950 ms. As soon as these times are exceeded or fallen short of, it falls off. Thanks to the one described Circuit 5 is a further advantage of the device -that, despite great sensor sensitivity, every defect in both the Circuit 5 as well as in the UV cell 47 itself at any time, that is to say also very quickly during operation, that is to say within less is displayed more than one second after it occurs. Therefore, the device described is particularly suitable for a plant in continuous operation.

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Demgegenüber ist der Flammenwächter nach der Fig. 2 bezüglich der UV-Ueberwachung nur in Anlagen mit intermittierendem Betrieb eigensicher, da keine sich wiederholende Abdeckung der UV-Zelle 47 erfolgt. Der UV-Fühler 3 kann jedoch im Aufbau einfacher gestaltet werden. Die Schaltung ist bis auf das für den UV-Fühler 3 Gesagte und mit Ausnahme des mit einer unterbrochenen Linie eingefassten Schaltkreises 6 genau gleich wie in der Fig. Der Schaltkreis 6 dient analog dem Schaltkreis 5 der Fig. 1 der zeitweiligen Unterdrückung des weiteren Ladestromes zum Kondensator 7, was jedoch rein elektrisch erfolgt. Bewegliche Teile fallen daher weg.In contrast, the flame monitor according to FIG. 2 is related to UV monitoring only in systems with intermittent operation intrinsically safe, since there is no repetitive covering of the UV cell 47. The UV sensor 3 can, however, have a simpler structure be designed. The circuit is interrupted apart from what has been said for the UV sensor 3 and with the exception of the one with one Line enclosed circuit 6 exactly the same as in FIG. The circuit 6 is used analogously to the circuit 5 of FIG. 1 the temporary suppression of the further charging current to the capacitor 7, but this is done purely electrically. Movable Parts are therefore omitted.

Der Schaltkreis 6 besteht aus einem mit seiner Emitter-Kollektorstrecke dem ersten Kondensator 7 parallel geschalteten Transistör 64, dessen Kollektor an der Verbindung zwischen der Zenerdiode 13 und dem Widerstand 14 abgegriffen und dessen Emitter an der Sammelleitung 11 angeschlossen ist. Der Basis-Emitterstrecke des Transistors 64 ist ein Kondensator 65 parallel geschaltet. Zu diesem Zweck ist der Kondensator 65 einerseits an der Sammelleitung 11 angeschlossen und andererseits über eine Zenerdiode 66 und einen Widerstand 67 mit der Basis des Transistors 64 verbunden. Der Basis-Emitterstrecke ist ferner eine dieser Strecke entgegengesetzt gepolte Diode 73 parallel geschaltet. Ausserdem ist der Kondensator 65 in Reihe mit einem Widerstand 68, dem eine Diode 69 parallel geschaltet ist, sowie einem weiteren Widerstand 70 auch dem das Flammenrelais 34 enthaltenden Stromkreis parallel geschaltet. Der Kondensator 65 kann daher ebenfalls zusammen mit dem Stromkreis des Flammenrelais 34 vom Ausgangs-Transistor 44 des Flammenrelais-Kreises 4 kurz- ' geschlossen werden. Von der Basis des Transistors 64 aus besteht eine weitere Reihenschaltung eines Widerstandes 71 und einer Diode 72 zu dem die Sammelleitung 33 speisenden Anschluss der Wicklung 29. Dabei ist die Diode 72 so gepolt, dass die an der Basis des Transistors 64 wirkenden Halbwellen phasengleich mit den die UV-Zelle 47 durchfliessenden Halbwellen sind.The circuit 6 consists of one with its emitter-collector path the first capacitor 7 parallel-connected transistor 64, whose collector at the connection between the Zener diode 13 and the resistor 14 are tapped and the emitter of which is connected to the bus line 11. The base-emitter path of the transistor 64, a capacitor 65 is connected in parallel. For this purpose, the capacitor 65 is on on the one hand connected to the bus line 11 and on the other hand via a Zener diode 66 and a resistor 67 to the base of the transistor 64 connected. A diode 73 with oppositely polarized polarity is also connected in parallel to the base-emitter path. In addition, the capacitor 65 is in series with a resistor 68, to which a diode 69 is connected in parallel, and another Resistor 70 is also connected in parallel with the circuit containing flame relay 34. The capacitor 65 can therefore also together with the circuit of the flame relay 34 from the output transistor 44 of the flame relay circuit 4 short- ' getting closed. From the base of the transistor 64 there is a further series connection of a resistor 71 and a diode 72 to the connection of the winding 29 that feeds the bus line 33. The diode 72 is polarized so that the the half-waves acting on the base of the transistor 64 are in phase with the half-waves flowing through the UV cell 47.

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Der beschriebene Schaltkreis 6 arbeitet wie folgt: In der Betriebsbereitschaft, das heisst wenn noch keine Flamme vorhanden ist, lädt sich der Kondensator 65 über die Widerstände 68 und 70 von der Spannungsquelle 29, 30, 31 her auf. Die Ladespannung wird begrenzt durch den Spannungsabfall über der Zenerdiode 66, dem Widerstand 67 und der Diode 73. Während den negativen Halbwellen an der Diode 72 fliesst nur ein Teil des in die Diode 73 eingeprägten Stromes durch den Widerstand 71 und die Diode ab, so dass der Transistor 64 immer sperrt. Nach dem Entstehen einer Flamme beeinträchtigt daher der dem Fühlerkreis 1 parallel geschaltete Transistor 64 vorerst die Aufladung des Kondensators 7 nicht. Es spielt sich der gleiche Vorgang, wie dies für Fig. 1 beschrieben wurde, ab. Der Kondensator 15 wird umgeladen und der Ausgangs-Transistor 44 schliesst einerseits den Entladestromkreis für den Kondensator 35, und das Flammenrelais 34 zieht an. Andererseits entlädt der Transistor 44 den Kondensator 65 über die Diode 69 und den Widerstand 70. Dadurch kann jetzt jede Halbwelle, für welche die Diode 72 leitend ist, einen Basisstrom im Transistor 64 erzeugen, so dass dieser periodisch leitend wird. Diese Basisstromhalbwellen sind phasengleich mit den Stromimpulsen der UV-Zelle 47. Der UV-Zellen-Strom fliesst daher nicht mehr zum Kondensator 7, sondern wird über die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 64 direkt abgeleitet. Damit kann der Kondensator 7 entladen werden, sein Schwellenschalter 74 kippt zurück und der ganze Vorgang läuft von neuem ab.The circuit 6 described works as follows: When ready for operation, that is to say when there is still no flame present, the capacitor 65 is charged via the resistors 68 and 70 from the voltage source 29, 30, 31. The charging voltage is limited by the voltage drop across the Zener diode 66, the resistor 67 and the diode 73. During the negative half-waves at the diode 72, only part of the current impressed in the diode 73 flows through the resistor 71 and the diode, so that the transistor 64 always blocks. After a flame has arisen, the transistor 64 connected in parallel with the sensor circuit 1 does not initially affect the charging of the capacitor 7. The same process takes place as was described for FIG. 1. The capacitor 15 is reloaded and the output transistor 44 on the one hand closes the discharge circuit for the capacitor 35, and the flame relay 34 picks up. On the other hand, the transistor 44 discharges the capacitor 65 via the diode 69 and the resistor 70. As a result, each half-cycle for which the diode 72 is conductive can now generate a base current in the transistor 64, so that it is periodically conductive. These base current half-waves are in phase with the current pulses of the UV cell 47. The UV cell current therefore no longer flows to the capacitor 7, but is diverted directly via the collector-emitter path of the transistor 64. The capacitor 7 can thus be discharged, its threshold switch 74 tilts back and the whole process starts again.

Der beschriebene Flammenwächter schliesst den Vorteil ein, nur aus einer einzigen, eigensicheren Verstärkerschaltung mit nur einem Relais zu bestehen, die sowohl für Ionisationsfühler als auch für UV-Fühler verwendbar ist, und bei der auch mit einem durch eine periodische Abdeckung eigensicher gemachten UV-Fühler noch hohe Fühlerempfindlichkeiten erreichbar sind. Dank der beschriebenen, dauernd erfolgenden Zustandsänderung der Baugruppen ergibt sich die auf alle Bauteile bezogene Eigensicherheit. Jeder Ausfall eines Bauteiles lässt das Flammenrelais abfallen. The flame monitor described includes the advantage of only having a single, intrinsically safe amplifier circuit with only to consist of a relay that can be used for both ionization sensors and UV sensors, and also with a By periodically covering intrinsically safe UV sensors, high sensor sensitivities can still be achieved. thanks to The described, permanent change in state of the assemblies results in the intrinsic safety related to all components. Every failure of a component causes the flame relay to drop out.

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Durch die bewusst gross gewählten Taktverhältnisse der Lade- und Entladezyklen der verschiedenen Kreise, und weil deren Taktfrequenzen überall weit ausserhalb der 50 Hz-Netzfrequenzen liegen, wird die Gefahr einer Flammenvortäuschung infolge der in der Praxis meist unvermeidlichen Wechselspannungseinstreuung auf den Verstärkereingang gänzlich ausgeschlossen.Due to the deliberately chosen large cycle ratios of the charging and discharge cycles of the various circuits, and because of them If clock frequencies are far outside the 50 Hz mains frequency, there is a risk of faking a flame AC voltage interference on the amplifier input, which is usually unavoidable in practice, is completely excluded.

Die zweckmässige Verwendung der beschriebenen Schaltungen mit UV-Fühlern ist nicht auf diese Fühlertype allein beschränkt, sie könnten entsprechend angepasst auch mit einem Photowiderstand betrieben werden.The appropriate use of the circuits described with UV sensors is not limited to this type of sensor alone, they could also be adapted accordingly with a photoresistor operate.

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ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Flammenwächter zur wahlweisen Verwendung mit einem Ionisationsfühler (2) oder einem UV-Fühler (3), die in Reihe mit einem ersten Kondensator (7) an eine Wechselspannung (U ) angeschlossen sind. Der Fühlerstrom lädt den Kondensator (7) auf. Ein Schwellenschalter (74) entlädt den Kondensator (7) spannungsabhängig und überträgt dessen Ladung zum Teil auf einen zweiten Kondensator (15) und ladet diesen um. Dessen Spannung beeinflusst den Eingang (19) einer Kippstufe (42, 43, 44). Deren Ausgangsschalter (44) schliesst in zeitlich beschränkt zulässigem Takt den Speisestromkreis eines Flammenrelais (34) kurz. Beim Kurzschliessen entlädt sich ein Kondensator (35) über das Flammenrelais (34), das dann anzieht, der folgende Ladestrom hält dasFlame monitor for optional use with an ionization sensor (2) or a UV sensor (3), which are in series with a first capacitor (7) are connected to an alternating voltage (U). The sensor current charges the capacitor (7). A Threshold switch (74) discharges the capacitor (7) depending on the voltage and transfers some of its charge to a second one Capacitor (15) and reloads it. Its voltage influences the input (19) of a trigger stage (42, 43, 44). Their exit switch (44) short-circuits the supply circuit of a flame relay (34) in a time-limited permissible cycle. At the Short-circuiting, a capacitor (35) discharges via the flame relay (34), which then picks up, the following charging current holds that

'5 Flammenrelais (34) erregt. Ferner schliesst der Ausgangsschalter (44) einen weiteren Kondensator (60) kurz und beeinflusst über eine Kippschaltung (56, 55) eine Klappe (53) zur zeitlich begrenzten Abdeckung der UV-Strahlung. Nur die begrenzte Strahlung ermöglicht die Entstehung des zulässigen Schalttaktes, damit das Flammenrelais (34) erregt bleibt. '' 5 flame relay (34) energized. The output switch (44) also short-circuits another capacitor (60) and, via a toggle switch (56, 55), influences a flap (53) for temporarily covering the UV radiation. Only the limited radiation enables the permissible switching cycle to occur so that the flame relay (34) remains energized.

(Fig. 1) 25(Fig. 1) 25

HS/kuHS / ku

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Claims (10)

■ ·■ · PATENTANSPRUECHEPATENT CLAIMS MJ Flammenwächter für die Ueberwachung von Flammen an OeI- oder Gasbrennern mit einer an Wechselspannung angeschlossenen Reihenschaltung eines Kondensators (7) und eines Flammenfühlers (2, 3), einem von der Spannung über dem Kondensator (7) beeinflussten Schwellenschalter (74), der beim Erreichen seiner Schaltschwelle ein Signal zum Anziehen des Flammenrelais (34) bewirkt, mit einer Schalteinrichtung (42, 43, 44) zum periodischen Sperren des Signals zum Flammenrelais (34) und gleichzeitiger Entladung des mit dem Flammenfühler (2, 3) in Reihe geschalteten Kondensators (7) sowie mit einem Flammenrelais-Stromkreis (35 bis 41), der das Flammenrelais (34) nur von einem Wechselsignal in seiner eine Flamme anzeigenden Stellung halten kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung an einem zweiten Kondensator (15), der mit wenigstens einem Ladewiderstand (16, 17) an einer Gleichstromquelle (29, 30, 31) angeschlossen ist, den Schaltzustand der Schalteinrichtung (42, 43, 44) bestimmt, dass der Schwellenschalter (74) zur Entladung des mit dem Flammenfühler (2, 3) in Reihe geschalteten ersten Kondensators (7) einen ersten und einen zweiten Entladestromkreis (15, 18, 28, 27, 23, 20 bzw. 24, 23, 20) aktiviert, wobei der erste Entladestromkreis (15, 18, 28, 27, 23, 20) zur Umladung des zweiten Kondensators (15) dient und aus einer Parallelschaltung des zweiten Kondensators (15) mit einer die Grosse der umgepolten Spannung über dem zweiten Kondensator (15) begrenzenden Diode (18), einem Widerstand (28) und einem den Umladevorgang unterbrechenden spannungsabhängigen Schalter (27) besteht, während im zweiten Entladestromkreis (24, 23, 20) ein die Restentladedauer des ersten Kondensators (7) bestimmender Widerstand (24) angeordnet ist.MJ flame monitor for monitoring flames on oil or gas burners with one connected to AC voltage Series connection of a capacitor (7) and a flame sensor (2, 3), one influenced by the voltage across the capacitor (7) Threshold switch (74) which, when its switching threshold is reached, causes a signal to attract the flame relay (34), with a switching device (42, 43, 44) for periodic blocking of the signal to the flame relay (34) and simultaneous discharge of the capacitor (7) connected in series with the flame sensor (2, 3) and with a flame relay circuit (35 to 41), the the flame relay (34) can only hold in its position indicating a flame by an alternating signal, characterized in that that the voltage on a second capacitor (15), which is connected to a direct current source with at least one charging resistor (16, 17) (29, 30, 31) is connected, the switching state of the switching device (42, 43, 44) determines that the threshold switch (74) for discharging the first capacitor (7) connected in series with the flame sensor (2, 3), a first and a second capacitor Discharge circuit (15, 18, 28, 27, 23, 20 or 24, 23, 20) activated, whereby the first discharge circuit (15, 18, 28, 27, 23, 20) is used to charge the second capacitor (15) and from a parallel connection of the second capacitor (15) with a the magnitude of the reversed voltage across the second capacitor (15) limiting diode (18), a resistor (28) and a there is a voltage-dependent switch (27) which interrupts the charging process, while in the second discharge circuit (24, 23, 20) a resistor (24) determining the remaining discharge duration of the first capacitor (7) is arranged. 2. Flammenwächter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit des Stromflusses im ersten Entladestromkreis (15, 18, 28, 27, 23, 20) im Vergleich zur Zeit des Stromflusses im zweiten Entladestromkreis (24, 23, 20) klein ist und deren Wirkungsdauer-Verhältnis mindestens 1 : 10 beträgt.2. Flame monitor according to claim 1, characterized in that the time of the current flow in the first discharge circuit (15, 18, 28, 27, 23, 20) is small compared to the time of current flow in the second discharge circuit (24, 23, 20) and whose duration of action ratio is at least 1:10. 130052/0369130052/0369 30267973026797 3. Flammenwächter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' dass die von der Polarität der Spannung am zweiten Kondensator (15) beeinflusste Schalteinrichtung eine Kippstufe (42, 43, 44) ist, deren Eingang (19) der mit der Gleichspannungsquelle (29, 30, 31) verbundene Anschluss des Kondensators (15) bildet und deren Ausgangsschalter (44) in leitendem Zustand den das Flammenrelais (34) enthaltenden Stromkreis (34 bis 41) kurzschliesst, während in dem von der Gleichstromquelle (29, 30, 31) vermittelten Ladezustand des Kondensators (15) der Ausgangsschalter (44) offen ist.3. Flame monitor according to claim 1, characterized in that ' that depends on the polarity of the voltage on the second capacitor (15) influenced switching device is a flip-flop (42, 43, 44), the input (19) of which with the DC voltage source (29, 30, 31) connected terminal of the capacitor (15) and its output switch (44) in the conductive state the das Short-circuits circuit (34 to 41) containing flame relay (34), while in the state of charge of the capacitor (15) conveyed by the direct current source (29, 30, 31), the output switch (44) is open. 4. Flammenwächter nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der das Flammenrelais (34) enthaltende Stromkreis (34 bis 41) aus zwei einander entgegengesetzt gepolten, einen gemeinsamen Kondensator (35) aufweisenden Strompfaden (36, 37, 38, 35; 35, 39, 40, 41) gebildet ist, von denen der erste, der Stromflussrichtung der Gleichspannungsquelle (29, 30, 31) entsprechende Strompfad (36, 37, 38, 35) aus der Reihenschaltung einer ersten Wicklung (37) des Flammenrelais (34), wenigstens einer Diode (36, 38) und des Kondensators (35) besteht, während im zweiten Strompfad (35, 39, 40, 41) der Kondensator (35), wenigstens eine weitere Diode (39, 41) und eine zweite Wicklung (40) des Flammenrelais (34) in Reihe geschaltet sind und dass nur der eine der beiden Strompfade das Flammenrelais (34) zum Anziehen bringen kann, während der andere Strompfad lediglich einen Haltestrom für das Flammenrelais (34) liefert.4. Flame monitor according to claim 3, characterized in that the circuit containing the flame relay (34) (34 to 41) of two oppositely polarized, a common capacitor (35) having current paths (36, 37, 38, 35; 35, 39, 40, 41) is formed, of which the first, the current flow direction of the DC voltage source (29, 30, 31) corresponding Current path (36, 37, 38, 35) from the series connection of a first winding (37) of the flame relay (34), at least a diode (36, 38) and the capacitor (35), while in the second current path (35, 39, 40, 41) the capacitor (35), at least one further diode (39, 41) and a second winding (40) of the flame relay (34) are connected in series and that only one of the two current paths can attract the flame relay (34), while the other current path only supplies a holding current for the flame relay (34). 5. Flammenwächter nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nur der bei geschlossenem Ausgangsschalter (44) im zweiten Strompfad (35, 39, 40, 41) fliessende Entladestrom des Kondensators (35) das Flammenrelais (34) zum Anziehen bringt, während der im ersten Strompfad (36, 37, 38, 35) durch die erste Wicklung (37) fliessende Ladestrom des Kondensators (35) das Flammenrelais (34) nur für eine beschränkte Zeitdauer erregt halten kann.5. Flame monitor according to claim 4, characterized in that only the closed output switch (44) in the second Current path (35, 39, 40, 41) causes the flowing discharge current of the capacitor (35) to attract the flame relay (34), while the charging current of the capacitor (35) flowing in the first current path (36, 37, 38, 35) through the first winding (37) the flame relay (34) can only keep energized for a limited period of time. 130052/0369130052/0369 30267973026797 6. Flammenwächter nach den Patentansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flammenfühler (2) ein Ionisationsfühler ist.6. Flame monitor according to claims 1 to 5, characterized in that the flame sensor (2) is an ionization sensor is. 7. Flammenwächter nach den Patentansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flammenfühler eine UV-Zelle (47) ist, dass ein Shunt-Widerstand (50) den ersten Kondensator (7) und den dem Kondensator (7) parallel geschalteten Schwellenschalter (74) überbrückt und dass ausserdem ein im Takt d,er Kippstufe (42, 43, 44) des Flammenrelais-Kreises (4) wirksamer Schaltkreis (5, 6) zur zeitweiligen Unterdrückung des von der UV-Zelle (47) gesteuerten Ladestromes zum ersten Kondensator (7) vorhanden ist.7. Flame monitor according to claims 1 to 5, thereby characterized in that the flame sensor is a UV cell (47) that a shunt resistor (50) the first capacitor (7) and the threshold switch (74) connected in parallel to the capacitor (7) bridged and that also a flip-flop in the cycle d, er (42, 43, 44) of the flame relay circuit (4) effective circuit (5, 6) for the temporary suppression of the UV cell (47) controlled charging current to the first capacitor (7) is present. 8. Flammenwächter nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkreis (5) eine die Strahlung zur UV-Zelle (47) unterbrechende Vorrichtung (51) enthält, die mittels einer Kippschaltung (56, 55) von der Spannung über einem Kondensator (60) abhängig gesteuert ist, dass der Kondensator (60) in8. Flame monitor according to claim 7, characterized in that that the circuit (5) contains a device (51) which interrupts the radiation to the UV cell (47) and which is operated by means of a The flip-flop (56, 55) is controlled depending on the voltage across a capacitor (60) that the capacitor (60) in Reihe mit wenigstens einem Ladewiderstand (61) und einer den Ladewiderstand (61 ) überbrückenden Diode (62) dem das Flammenrelais (34) enthaltenden Stromkreis (34 bis 41) parallel geschaltet und damit vom Ausgangsschalter (44) im Flammenrelais-Kreis (4) zusammen mit dem das Flammenrelais (34) enthaltenden Stromkreis (34 bis 41) kurzschliessbar ist.Series with at least one charging resistor (61) and a diode (62) bridging the charging resistor (61) connected in parallel to the circuit (34 to 41) containing the flame relay (34) and thus from the output switch (44) in the flame relay circuit (4) can be short-circuited with the circuit (34 to 41) containing the flame relay (34). 9. Flammenwächter nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeich net, dass der Schaltkreis (6) aus einem mit seiner Em it ter-Ko I lektorstrecke dem ersten Kondensator (7) des Fühlerkreises (1) parallel geschalteten Transistor (64) sowie einem Kondensator (65) besteht, welcher der Basis-Emitterstrecke des Transistors (64) in Reihe mit einer Zenerdiode (66) parallel geschaltet ist, dass ferner der Kondensator (65) in Reihe mit wenigstens einem Widerstand (68, 70) und einer den Widerstand (68) überbrückenden Diode (69) auch dem das Flammenrelais (34) enthaltenden, vom Ausgangs-Transistor (44) des Flammenrelafs-KreJses (4) kurz-9. Flame detector according to claim 7, characterized in that the circuit (6) consists of a transistor (64) connected in parallel with its em it ter-Ko I lektor path to the first capacitor (7) of the sensor circuit (1 ) and a capacitor (65 ) , which is connected in parallel to the base-emitter path of the transistor (64) in series with a Zener diode (66), that furthermore the capacitor (65) in series with at least one resistor (68, 70) and one the resistor (68) bridging diode (69) also containing the flame relay (34), from the output transistor (44) of the flame relay circuit (4) briefly 130052/0369130052/0369 3026797 t 3026797 t schliessbaren Stromkreis parallel geschaltet ist, und dass ausserdem an der Basis-Emitterstrecke des Transistors (64) eine dieser Strecke entgegengesetzt gepolte Diode (73) angeschlossen ist und in Reihe mit einer weiteren Diode (72) an der Basis des Transistors (64) eine Wechselspannung so einwirkt, dass deren Halbwellen phasengleich mit den die UV-Zelle (47) durchfliessenden Halbwellen sind.closable circuit is connected in parallel, and that too a diode (73) with opposite polarity is connected to the base-emitter path of the transistor (64) and an alternating voltage acts in series with a further diode (72) at the base of the transistor (64) in such a way that its half-waves are in phase with the half-waves flowing through the UV cell (47). 10. Flammenwächter nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reihenschaltung des Kondensators (7) mit dem UV-Fühler (3) eine Zenerdiode (13) angeordnet ist.10. Flame monitor according to claim 7, characterized in that in the series connection of the capacitor (7) with a Zener diode (13) is arranged next to the UV sensor (3). PA 2108 130052/0369 PA 2108 130052/0369
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