EP0525345A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen einer Flamme - Google Patents

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EP0525345A1
EP0525345A1 EP92109976A EP92109976A EP0525345A1 EP 0525345 A1 EP0525345 A1 EP 0525345A1 EP 92109976 A EP92109976 A EP 92109976A EP 92109976 A EP92109976 A EP 92109976A EP 0525345 A1 EP0525345 A1 EP 0525345A1
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EP
European Patent Office
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signal
flame
voltage
sensor
frequency
Prior art date
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EP92109976A
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EP0525345B2 (de
EP0525345B1 (de
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Klaus Krieger
Markus Dipl.-Ing. Koenig (Fh)
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F23N5/123—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electronic means
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    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for monitoring a flame according to the preamble of the independent claims.
  • a circuit is known from EP 0 388 065 in which a flame is detected by means of a sensor and the information as to whether a flame is present or not is transmitted as a charge to a capacitor. This capacitor is discharged at certain time intervals, the discharge current emitting a signal to a signal processing arrangement. This is done via a unit separating the potentials of the sensor circuit and the signal processing arrangement.
  • This circuit has the characteristic that the discharge of the capacitor and the further processing of the signals within the signal processing arrangement must have a fixed phase relationship. For this reason, another potential isolating unit is required.
  • the device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the signal emitted by the sensor is fed to a voltage / frequency converter, the output signal of which is passed on to a signal processing arrangement.
  • the signal emitted by the sensor is thus converted into a dynamic signal, the transmission and evaluation of which is simple and safe.
  • each component failure that prevents the dynamic behavior leads to the same information as the signal behavior when the flame is extinguished. Depending on the design of the signal processing arrangement, this can lead to the fuel-heated device being switched off and / or to an alarm.
  • the conversion of the sensor signal into a variable independent of the potential of the sensor circuit ensures simple and safe transmission of the sensor signal to the signal processing arrangement. This conversion takes place by means of a voltage / frequency converter, which can also be designed as a current / frequency converter.
  • the voltage / frequency converter is constructed in the form of a pulse width modulator or a frequency modulator
  • dynamic characteristic variables are assigned to the sensor signal, e.g. the pulse duty factor or the frequency or the phase of an oscillating signal, which can be produced and detected again in a simple manner. It is also possible to assign several parameters to the sensor signal and thus generate redundancy.
  • the sensor signal can be converted particularly easily into a pulse-width-modulated signal if a comparator is provided which compares the sensor signal with a triangular voltage.
  • the basic frequency of the delta voltage which can also be changed over time, specifies a frame time and the level of the sensor signal determines the relationship between pulse and pause within the frame time.
  • the senor can be designed as a simple electrode extending into the flame area, for example in the form of a wire. If a voltage is applied between the torch and the electrode, a current flows when the flame is present. This current, or the resulting voltage drop across an electrical component, can be used to evaluate whether a flame is present or not. In this way, expensive optical sensors can be avoided.
  • the parallel processing of the output signal of the voltage / frequency converter in the signal processing arrangement which can also be used to control the fuel supply, and in a safety circuit generates redundancy and thus reduces malfunction in the event of errors.
  • the safety circuit can be constructed by the simplest means, which only checks the characteristic values contained in the flame information for upper or lower limit values. The safety circuit can then act directly on the valve in the fuel supply line or, for example, on the energy supply of this valve.
  • An opto-coupler can advantageously be used for this.
  • a circuit operating according to the method for monitoring a flame of a fuel-heated device advantageously converts the signal emitted by the sensor into an oscillating signal with predefinable characteristic values.
  • the characteristic values containing the information relating to the flame for example the pulse-pause ratio of a square-wave signal or the frequency and / or phase position of the oscillating signal, can be selected such that influences, such as stray effects in the circuit containing the sensor, have no influence on the characteristic values. Furthermore, it is possible to select such characteristic values that assume certain extreme values in the event of errors, such as a component failure, that are easy to detect.
  • a safety circuit which checks the characteristic values of the oscillating signal for specific limit values and emits an alarm signal when the signal is exceeded or fallen below. This results in a redundant circuit with a high level of error protection in a simple manner.
  • FIG. 1 shows a schematic overview of assemblies
  • FIG. 2 shows a schematic circuit diagram of a possible embodiment
  • FIG. 3 shows two voltage / time diagrams which correspond to one another and which explain the generation of a pulse-width-modulated signal after the embodiment according to FIG. 2.
  • 10 denotes a burner of a fuel-heated device, not shown, and 12 the fuel supply line to the burner 10.
  • Two valves 14 act on the fuel supply line 12 and can advantageously be designed as solenoid valves. These valves are generally known and are not described in detail here.
  • the flame area 16 of the burner 10 is scanned with a sensor 18 which is connected via a line 20 to a signal processing arrangement 22.
  • the line 20 is interrupted by a potential separation 24, which is constructed in the form of an optocoupler.
  • the opto-coupler 24 is a common component, so that its operation will not be discussed.
  • a microcomputer circuit which also controls the entire device, is used as the signal processing arrangement 22. This is connected to the valves 14 and can act on and off as well as continuously regulating them.
  • a voltage / frequency converter 26 is also provided in line 20, which is shown in the embodiment of FIG. 2 in the form of a pulse width modulator and is described in more detail here.
  • the pulse width modulator contains a comparator 28, to the first input of which line 20 is connected.
  • the further line 20 is connected to the output of the comparator 28.
  • a triangle generator 30 is provided, the output of which is led to the second input of the comparator.
  • a frequency modulator can also be used which emits an output signal of a specific frequency or a specific phase as a function of the sensor signal coupled into it by means of the line 20.
  • the sensor 18 is designed in the form of an electrode extending into the flame region 16, in particular through a wire end, and is connected to a voltage source 34 via a voltage divider 32.
  • the other side of the voltage source 34 is connected to a device ground via the burner 10.
  • the circuit electrode 18, voltage divider 32, voltage source 34 and burner 10 is open and no current flows. If there is a flame, the path between the burner 10 and the electrode 18 is ionized, a current flows and partial voltages drop across the partial resistors of the voltage divider 32.
  • the line 20 is connected between the partial resistors on the voltage divider 32, whereby a partial voltage is used as a signal. The information results from the fact that a voltage drops across the partial resistance in the case of a flame, whereas there is no voltage without a flame.
  • the voltage source 34 is designed as an AC voltage source.
  • the flame has a rectifying effect, so that a uniform voltage drops across the resistors 32.
  • a diode 38 in the form of a zener diode limits the maximum input voltage at the comparator 28 and a capacitor 40 additionally smoothes this voltage.
  • a line 42 branches off from the line 20 between the potential separation 24 and the signal processing arrangement 22, which leads to a safety circuit 44 which acts directly (FIG. 1) or indirectly (FIG. 2) on the solenoid valves 14.
  • the safety circuit 44 contains a frequency / voltage converter 46 whose output is negated to the input of an AND gate 48.
  • the second input of the AND gate 48 is connected to the solenoid valves 14.
  • the output of the AND gate 48 leads to a bimetallic switch 50, which is in the power supply to the solenoid valves 14, not shown. This arrangement creates a simple redundant safety circuit which closes the solenoid valves 14 independently and reliably in the event of errors.
  • a signal is present at the output of the frequency / voltage converter 46 and is fed to the AND gate 48 via a negation.
  • the valves 14 are open, whereby a signal is present at the second input of the AND gate 48. In this state, the AND gate produces no output signal, the bimetal switch 50 remains closed and the current supply to the solenoid valves 14 is maintained.
  • the voltage across the partial resistors of the voltage divider 32 is omitted and thus influences the frequency of the signal transmitted to the signal processing arrangement 22.
  • the microcomputer detects that there is no flame and outputs a signal to close the valves 14 if this has not already been done.
  • opening the solenoid valves 14 leads to the extinction of the signal led to the second input of the AND gate 48, so that the change in the output signal of the frequency voltage converter 46 does not lead to the opening of the bimetal switch 50.
  • the safety circuit 44 also operates in a corresponding manner if, instead of the pulse-width modulated, a frequency-modulated or a mixed form of pulse-width and frequency-modulated signal is used. It is only important for this that the frequency / voltage converter 46 checks the output signal of the voltage / frequency converter 26 for predetermined limit values and, when these limits are exceeded or undershot, can be identified by a signal change at its output.
  • assemblies 36, 26, 24, 22, 44 shown in FIG. 1 are implemented in whole or in part as program sequences in a microcomputer.
  • the method according to the invention for monitoring a flame provides that any sensor 18, for example an optical sensor or an electrode, emits a signal to a signal processing arrangement 22.
  • This signal which can be uniform or alternating, is converted into an oscillating signal with certain characteristic values, such that the characteristic values contain the information as to whether a flame is present or not.
  • the characteristic values are, for example, a pulse width ratio, a frequency or a phase position or combinations thereof. If these characteristic values exceed or fall below certain limits, it can thereby be recognized whether the flame is present or not or whether there is an error.
  • the signal processing arrangement 22 can be connected in parallel with a safety circuit 44, the task of which is merely to check whether the characteristic values lie within predefinable limit values and to generate an output signal as a function thereof.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Flamme eines brennstoffbeheiztes Gerätes, mit mindestens einem Sensor (18) zum Erfassen der Flamme, der ein Signal an eine signalverarbeitende Anordnung (22) abgibt. Es wird vorgeschlagen, daß das vom Sensor (18) abgegebene Signal einem Spannungs-/Frequenzumsetzer (26) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal an die signalverarbeitende Anordnung (22) weitergeleitet wird. Dadurch wird erreicht, daß das vom Sensor (18) abgegebene Signal in ein dynamisches Signal überführt wird, dessen Auswertung einfach und sicher zu gestalten ist. <IMAGE>

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Flamme nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche. Durch die EP 0 388 065 ist eine Schaltung bekannt geworden, bei der eine Flamme mittels eines Sensors detektiert wird und die Information, ob eine Flamme vorhanden ist oder nicht, als Ladung auf einen Kondensator übertragen wird. In bestimmten Zeitabständen wird dieser Kondensator entladen, wobei der Entladestrom ein Signal an eine signalverarbeitende Anordnung abgibt. Dies erfolgt über eine die Potentiale des Sensorkreises und der signalverarbeitenden Anordnung trennende Einheit.
  • Dieser Schaltung ist zu eigen, daß die Entladung des Kondensators und die Weiterverarbeitung der Signale innerhalb der signalverarbeitenden Anordnung eine feste Phasenbeziehung aufweisen müssen. Aus diesem Grund ist eine weitere potentialtrennende Einheit erforderlich.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß das vom Sensor abgegebene Signal einem Spannungs-/Frequenzumsetzer zugeführt wird, dessen Ausgangssignal an eine signalverarbeitende Anordnung weitergeleitet wird. Das vom Sensor abgegebene Signal wird so in ein dynamisches Signal überführt, dessen Übertragung und Auswertung einfach und sicher ist.
  • Durch die dynamische Signalübertragung führt jeder Bauteilausfall, der das dynamische Verhalten unterbindet, zur gleichen Information wie das Signalverhalten bei erloschener Flamme. Je nach Auslegung der signalverarbeitenden Anordnung kann dies zur Abschaltung des brennstoffbeheizten Gerätes und/oder zu einem Alarm führen.
  • Die Umsetzung des Sensorsignals in eine vom Potential des Sensorkreises unabhängige Größe gewährleistet ein einfaches und sicheres Übertragen des Sensorsignals auf die signalverarbeitende Anordnung. Diese Umsetzung erfolgt mittels eines Spannungs-/Frequenzumsetzers, der auch als Strom-/Frequenzumsetzer ausgeführt sein kann.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführte Maßnahme sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltung möglich.
  • Wird der Spannungs-/Frequenzumsetzer in der Form eines Pulsweitenmodulators oder eines Frequenzmodulators aufgebaut, werden dem Sensorsignal dadurch dynamische Kenngrößen zugeordnet, wie z.B. das Tastverhältnis oder die Frequenz bzw. die Phase eines oszillierenden Signals, die auf einfache Weise herstellbar und wieder detektierbar sind. Es ist auch möglich, dem Sensorsignal mehrere Kenngrößen zuzuordnen und so eine Redundanz zu erzeugen.
  • Besonders einfach kann das Sensorsignal in ein pulsweitenmoduliertes Signal überführt werden, wenn ein Komparator vorgesehen ist, der das Sensorsignal mit einer Dreieckspannung vergleicht. Die Grundfrequenz der Dreieckspannung, die auch zeitlich veränderbar sein kann, gibt eine Rahmenzeit vor und die Höhe des Sensorsignals bestimmt das Verhältnis zwischen Impuls und Pause innerhalb der Rahmenzeit.
  • Unter Ausnützung der ionisierenden Eigenschaften der Flamme kann der Sensor als einfache, sich in den Flammenbereich erstreckende Elektrode, beispielsweise in Form eines Drahtes, ausgebildet sein. Wird zwischen Brenner und Elektrode eine Spannung angelegt, so fließt, wenn die Flamme vorhanden ist, ein Strom. Dieser Strom, oder auch der dadurch bedingte Spannungsabfall an einem elektrischen Bauteil, kann zur Auswertung, ob eine Flamme vorhanden ist oder nicht, herangezogen werden. Auf diese Weise lassen sich teure optische Sensoren vermeiden.
  • Das parallele Verarbeiten des Ausgangssingnals des Spannungs-/Frequenzumsetzers in der signalverarbeitenden Anordnung, die auch zur Steuerung der Brennstoffzufuhr Verwendung finden kann, und in einer Sicherheitsschaltung erzeugt eine Redundanz und vermindert so ein Fehlverhalten bei auftretenden Fehlern. Die Sicherheitsschaltung kann durch einfachste Mittel aufgebaut sein, die lediglich die die Flammeninformation enthaltenen Kennwerte auf obere oder untere Grenzwerte überprüft. Die Sicherheitsschaltung kann dann direkt auf das Ventil in der Brennstoffzufuhrleitung wirken, oder zum Beispiel auf die Energieversorgung dieses Ventils.
  • Durch die Trennung der Potentiale des Sensorkreises und des Kreises der signalverarbeitenden Anordnung lassen sich Einstreuungen in die empfindliche Sensorschaltung weitgehend vermeiden. Hierzu kann vorteilhaft ein Opto-Koppler eingesetzt werden.
  • Eine nach dem Verfahren zum Überwachen einer Flamme eines brennstoffbeheizten Gerätes arbeitende Schaltung überführt vorteilhaft das vom Sensor abgegebene Signal in ein oszillierendes Signal mit vorgebbaren Kennwerten. Die die Information bezüglich der Flamme enthaltenden Kennwerte, zum Beispiel das Impulspausenverhältnis eines Rechtecksignals oder die Frequenz und/oder Phasenlage des oszillierenden Signals, können so ausgewählt werden, daß Einflüsse, wie Einstreuungen in die den Sensor enthaltende Schaltung, keinen Einfluß auf die Kennwerte ausüben. Weiterhin ist es möglich, solche Kennwerte auszuwählen, die bei auftretenden Fehlern, wie zum Beispiel ein Bauteilausfall, bestimmte Extremwerte annehmen, die sich leicht detektieren lassen.
  • Ferner kann vorgesehen werden, daß unabhängig von der signalverarbeitenden Anordnung eine Sicherheitsschaltung vorgesehen wird, die die Kennwerte des oszillierenden Signals auf bestimmte Grenzwerte überprüft und bei Über- oder Unterschreiten ein Alarmsignal abgibt. Dadurch erhält man auf einfache Weise eine redundante Schaltung hoher Fehlersicherheit.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine schematische Übersicht von Baugruppen, Figur 2 ein schematisches Schaltbild einer möglichen Ausführung und Figur 3 zwei miteinander korrespondierende Spannungs-/Zeitdiagramme, die das Erzeugen eines pulsweitenmodulierten Signals nach der Ausführung gemäß Figur 2 erläutert.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In Figur 1 ist mit 10 ein Brenner eines nicht dargestellten brennstoffbeheizten Gerätes und mit 12 die Brennstoffzufuhrleitung zum Brenner 10 bezeichnet. Auf die Brennstoffzufuhrleitung 12 wirken zwei Ventile 14, die vorteilhaft als Magnetventile ausgebildet sein können. Diese Ventile sind allgemein bekannt und werden hier nicht näher beschrieben.
  • Der Flammenbereich 16 des Brenners 10 wird mit einem Sensor 18 abgetastet, der über eine Leitung 20 mit einer signalverarbeitenden Anordnung 22 verbunden ist. Die Leitung 20 wird unterbrochen durch eine Potentialtrennung 24, die in Form eines Opto-Kopplers aufgebaut ist. Der Opto-Koppler 24 ist ein gängiges Bauteil, so daß auch auf dessen Funktionsweise nicht eingegangen wird.
  • Als signalverarbeitende Anordnung 22 findet eine Mikrocomputerschaltung Anwendung, die auch die Steuerung des gesamten Gerätes wahrnimmt. Diese ist mit den Ventilen 14 verbunden und kann sowohl an- und abschaltend als auch stetigregelnd auf diese einwirken.
  • In der Leitung 20 ist ferner ein Spannungs-/Frequenzumsetzer 26 vorgesehen, der im Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2 in der Form eines Pulsweitenmodulators dargestellt und hier näher beschrieben ist.
  • Der Pulsweitenmodulator enthält einen Komparator 28, an dessen erstem Eingang die Leitung 20 angeschlossen ist. An dem Ausgang des Komparators 28 ist die weiterführende Leitung 20 angeschlossen. Weiterhin ist ein Dreiecksgenerator 30 vorgesehen, dessen Ausgang auf den zweiten Eingang des Komparators geführt ist. Durch das Vergleichen der Dreieckspannung Ud (Figur 3) mit der auf Leitung 20 liegenden Signalspannung Ue entsteht am Ausgang des Komperators 28 eine Rechteckspannung, deren Amplitude Ua einen voreinstellbaren Wert besitzt und deren Impulspausenverhältnis bei festvorgegebener Dreieckspannung von der Signalspannung Ue auf der Leitung 20 abhängt (siehe Figur 3).
  • Anstatt des Impulsweitenmodulators kann auch ein Frequenzmodulator eingesetzt werden, der ein Ausgangssignal bestimmter Frequenz oder bestimmter Phase in Abhängigkeit des mittels der Leitung 20 in ihn eingekoppelten Sensorsignals abgibt.
  • Es ist auch denkbar, einen Pulsweitenmodulator einzusetzen, dem eine Frequenzmodulation in der Form überlagert ist, daß sich die Impulsfolgefrequenz beziehungsweise die vorgegebene Rahmenzeit der Impulsfolge ändert. Die hierzu erforderliche Schaltung kann zum Beispiel in Form eines Multivibrators aufgebaut sein.
  • Der Sensor 18 ist in Form einer sich in den Flammenbereich 16 erstreckenden Elektrode, insbesondere durch ein Drahtende, ausgebildet und über einen Spannungsteiler 32 mit einer Spannungsquelle 34 verbunden. Die andere Seite der Spannungsquelle 34 ist über den Brenner 10 mit einer Gerätemasse verbunden.
  • Steht über dem Brenner 10 keine Flamme, so ist der Kreis Elektrode 18, Spannungsteiler 32, Spannungsquelle 34 und Brenner 10 offen und es fließt kein Strom. Bei vorhandener Flamme wird die Strecke zwischen Brenner 10 und Elektrode 18 ionisiert, ein Strom fließt und über den Teilwiderständen des Spannungsteilers 32 fallen Teilspannungen ab. Die Leitung 20 ist zwischen den Teilwiderständen am Spannungsteiler 32 angeschlossen, wodurch eine Teilspannung als Signal verwendet wird. Die Information ergibt sich daraus, daß bei einer Flamme eine Spannung am Teilwiderstand abfällt, während ohne Flamme keine Spannung vorhanden ist.
  • Um einen Materialtransport innerhalb der Flamme zu vermeiden, wird die Spannungsquelle 34 als Wechselspannungsquelle ausgelegt. Die Flamme besitzt eine gleichrichtende Wirkung, so daß über den Widerständen 32 eine gleichförmige Spannung abfällt. Eine Diode 38 in der Form einer Zenerdiode begrenzt die maximale Eingangsspannung am Komparator 28 und ein Kondensator 40 glättet diese Spannung zusätzlich.
  • Von der Leitung 20 zweigt zwischen der Potentialtrennung 24 und, der signalverarbeitenden Anordnung 22 eine Leitung 42 ab, die zu einer Sicherheitsschaltung 44 führt, die direkt (Figur 1) oder indirekt (Figur 2) auf die Magnetventile 14 wirkt.
  • In Figur 2 enthält die Sicherheitsschaltung 44 einen Frequenz-/Spannungsumsetzer 46 dessen Ausgang negiert auf den Eingang eines UND-Glieds 48 geführt ist. Der zweite Eingang des UND-Glieds 48 ist mit den Magnetventilen 14 verbunden. Der Ausgang des UND-Glieds 48 führt zu einem Bimetallschalter 50, der sich in der nicht dargestellten Stromzufuhr zu den Magnetventilen 14 befindet. Durch diese Anordnung ist eine einfache redundante Sicherheitsschaltung geschaffen, die bei auftretenden Fehlern die Magnetventile 14 selbständig und zuverlässig schließt.
  • Die vorbeschriebene Schaltung arbeitet wie folgt:
    • Ist der in Figur 2 abgebildete Brenner 10 in Betrieb, so fällt über den Teilwiderständen des Spannungsteilers 32 eine Spannung ab. Diese Spannung wird gleichgerichtet und geglättet, anschließend im Komparator 28 mit einer Dreieckspannung verglichen und so ein Pulsweiten moduliertes Signal einheitlicher Amplitude erzeugt. Dieses wird über die Potentialtrennung 24 der signalverarbeitenden Anordnung 22 und dem Frequenz-/Spannungsumsetzer 46 der Sicherheitsschaltung 44 zugeführt. Bei fehlerfreiem Betrieb liegt die Frequenz des übertragenen Signals innerhalb bestimmter Grenzwerte. Die beispielsweise als Mikrocomputer ausgelegte signalverarbeitende Anordnung 22 steuert oder regelt den normalen Betrieb des brennstoffbeheizten Gerätes.
  • Am Ausgang des Frequenz- /Spannungsumsetzers 46 liegt ein Signal an, das über eine Negierung dem UND-Glied 48 zugeführt ist. Die Ventile 14 sind geöffnet, wodurch ein Signal am zweiten Eingang des UND-Glieds 48 anliegt. In diesem Zustand erzeugt das UND-Glied kein Ausgangssignal, der Bimetallschalter 50 bleibt geschlossen und die Stromzufuhr zu den Magnetventilen 14 bleibt erhalten.
  • Erlischt die Flamme, zum Beispiel durch eine normale Abschaltung oder durch einen auftretenden Fehler, so entfällt die Spannung an den Teilwiderständen des Spannungsteilers 32 und beeinflußt damit die Frequenz des zur signalverarbeitenden Anordnung 22 übertragenen Signals. Der Mikrocomputer detektiert, daß keine Flamme mehr vorhanden ist und gibt ein Signal zum Schließen der Ventile 14 aus, wenn dies nicht bereits geschehen ist.
  • Da auch das Eingangssignal der Sicherheitsschaltung 44 beeinflußt ist, ändert sich ebenfalls das Ausgangssignal des Frequenzspannungsumsetzers 46. Durch die Negation des Eingangs des UND-Glieds 48 führt dies zu einem Ausgangssignal des UND-Glieds 48 wodurch der Bimetallschalter 50 geöffnet und die Stromzufuhr zu den Magnetventilen unterbrochen wird, wenn die Magnetventile 22 nicht bereits durch die Steuereinheit 22 abgeschaltet werden. Auf diese Weise wird - unabhängig von der signalverarbeitenden Anordnung 22 - das brennstoffbeheizte Gerät im Fehlerfall durch Schließen der Magnetventile 14 abgeschaltet. Bei einer normalen Abschaltung im fehlerfreien Betrieb, führt das Öffnen der Magnetventile 14 zum Erlöschen des auf den zweiten Eingang des UND-Gliedes 48 geführten Signals, so daß die Änderung des Ausgangssignals des Frequenzspannungsumsetzers 46 nicht zum Öffnen des Bimetallschalters 50 führt.
  • In entsprechender Weise arbeitet die Sicherheitsschaltung 44 auch dann, wenn statt des pulsweitenmodulierten ein frequenzmoduliertes oder eine Mischform aus pulsweiten- und frequenzmoduliertem Signal Verwendung findet. Wichtig ist hierfür nur, daß der Frequenz-/Spannungsumsetzer 46 das Ausgangssignals des Spannungs-/Frequenzumsetzers 26 auf vorgegebene Grenzwerte überprüft und bei Über- oder Unterschreiten dieser Grenzwerte durch eine Signaländerung an seinem Ausgang erkennbar macht.
  • Es ist auch denkbar, daß die in Figur 1 aufgezeigten Baugruppen 36, 26, 24, 22, 44 ganz oder teilweise als Programmabläufe in einem Mikrocomputer realisiert sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen einer Flamme sieht vor, daß ein beliebiger Sensor 18, zum Beispiel ein optischer Sensor oder eine Elektrode, ein Signal an eine signalverarbeitende Anordnung 22 abgibt. Dieses Signal, das gleichförmig oder wechselförmig sein kann, wird in ein oszillierendes Signal mit bestimmten Kennwerten überführt, derart, daß die Kennwerte die Information, ob eine Flamme vorhanden ist oder nicht, enthalten. Die Kennwerte sind beispielsweise ein Pulsweitenverhältnis, eine Frequenz oder eine Phaselage oder auch Kombinationen hiervon. Über-oder unterschreiten diese Kennwerte bestimmte Grenzen, so kann dadurch erkannt werden, ob die Flamme vorhanden ist oder nicht oder ob ein Fehler vorliegt.
  • Weiterhin kann der signalverarbeitenden Anordnung 22 eine Sicherheitsschaltung 44 parallelgeschaltet werden, deren Aufgabe lediglich darin besteht, zu überprüfen, ob die Kennwerte innerhalb vorgebbarer Grenzwerte liegen und in Abhängigkeit davon ein Ausgangssignal zu generieren.
  • Auf diese Weise kann eine Flamme einfach, fehlersicher und redundant überwacht werden. Auftretende Fehler, wie ein Bauteilausfall oder Einstreuungen in den Sensorkreis müssen nicht durch die signalverarbeitende Anordnung 22 erkennbar sein, sondern führen durch die Grenzwertüberwachung der Sicherheitsschaltung direkt zum Abschalten des brennstoffbeheizten Gerätes.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Überwachen eines brennstoffbeheizten Gerätes, mit mindestens einem Sensor zum Erfassen der Flamme, der ein Signal an eine signalverarbeitende Anordnung abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Sensor (18) abgegebene Signal einem Spannungs-/Frequenzumsetzer (26) zugeführt ist, dessen Ausgangssignal an die signalverarbeitende Anordnung (22) weitergeleitet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungs-/Frequenzumsetzer (26) als Pulsweitenmodulator (28, 30) realisiert ist, dessen Ausgangssignal die Information über die Flamme als Tastverhältnis enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungs-/Frequenzumsetzer (26) als Frequenzmodulator realisiert ist, dessen Ausgangssignal die Information über die Flamme als Frequenz oder als Phase enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungs-/Frequenzumsetzer (26) in der Form einer Kombination aus Pulsweiten- und Frequenzmodulators realisiert ist, dessen Ausgangssignal die Information über die Flamme in den Kennwerten Tastverhältnis und Frequenz oder Phase enthält.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) als eine, sich in einen Flammenbereich (16) erstreckende Elektrode ausgebildet ist, die an eine Spannungsquelle (34) angeschlossen ist, und durch die ein Strom fließt, wenn eine Flamme vorhanden ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die signalverarbeitende Anordnung (22) eine Auswertung enthält, die Steuersignale wenigstens an ein auf eine Brennstoffzufuhrleitung (12) des brennstoffbeheizten Gerätes wirkendes Ventil (14) abgibt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherheitsschaltung (44) vorgesehen ist, die einen Frequenz-/Spannungsumsetzer (46) enthält, dem ein Ausgangssignal des Spannungs-/Frequenzumsetzer (26) zugeführt ist, und die Steuersignale wenigstens an ein auf eine Brennstoffzufuhrleitung (12) des brennstoffbeheizten Gerätes wirkendes Ventil abgibt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwischen dem Spannungs-/Frequenzumsetzer (26) und der signalverarbeitenden Anordnung (22) Mittel (24) zur Potentialtrennung, insbesondere ein Opto-Koppler, vorgesehen sind.
9. Verfahren zum Überwachen einer Flamme eines brennstoffbeheizten Gerätes, mit einem Sensor zum Erfassen der Flamme, der ein Signal an eine signalverarbeitende Anordnung abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Sensor (18) abgegebene Signal in ein oszillierendes Signal vorgebbarer Kennwerte überführt wird, wobei die Kennwerte die Information des Sensors (18) enthalten.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das oszillierende Signal einer Sicherheitsschaltung (44) zugeführt wird, die, wenn die Kennwerte bestimmte Grenzwerte über- oder unterschreiten, unabhängig von der signalverarbeitenden Anordnung (22) ein Signal mindestens an ein auf eine Brennstoffzufuhrleitung (12) des brennstoffbeheizten Gerätes wirkenden Ventil (14) abgibt.
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