ES2204544T3 - DEVICE FOR FLAME SURVEILLANCE IN OIL BURNERS WITH ADAPTABLE PROPERTIES. - Google Patents
DEVICE FOR FLAME SURVEILLANCE IN OIL BURNERS WITH ADAPTABLE PROPERTIES.Info
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Abstract
Description
Dispositivo para vigilancia de llamas en quemadores de aceite con propiedades adaptables.Flame monitoring device in oil burners with adaptable properties.
La invención se refiere a un dispositivo para vigilancia de llamas en quemadores de aceite conforme al preámbulo de la reivindicación 1.The invention relates to a device for flame monitoring in oil burners according to the preamble of claim 1.
Los dispositivos de este tipo para vigilancia de llamas disponen generalmente de un sensor, que detecta la luz de las llamas del quemador y a partir de aquí genera una señal correspondiente, así como de un circuito amplificador para valorar la señal detectada por el sensor.Devices of this type for surveillance of llamas usually have a sensor, which detects the light of the flames of the burner and from here it generates a signal corresponding, as well as an amplifier circuit to assess the signal detected by the sensor.
La luz de la llama a detectar por el sensor dispone, dependiendo del estado de funcionamiento del quemador de aceite, de un gran margen dinámico. En un quemador de aceite "frío" - es decir, al poner en marcha el quemador de aceite - el sensor detecta sólo una señal pequeña, mientras que en un quemador de aceite "caliente" existe una gran señal. Esta dinámica adolece del problema que los requisitos sobre la sensibilidad de tales dispositivos son variables en el tiempo, ya que es necesario garantizar una puesta en marcha segura y una desconexión del quemador de aceite.The flame light to be detected by the sensor available, depending on the operating state of the burner oil, of a large dynamic range. In an oil burner "cold" - that is, when starting the oil burner - the sensor detects only a small signal while in a "hot" oil burner there is a great sign. Is dynamic suffers from the problem that the requirements on the sensitivity of such devices are variable over time, since that it is necessary to ensure a safe commissioning and a Oil burner disconnection.
En dispositivos para vigilancia de llamas según el estado de la técnica no se tiene en cuenta el margen dinámica antes citado, es decir, la sensibilidad de los dispositivos para vigilancia de llamas se ajusta exclusivamente a un valor fijo. De aquí se deduce directamente que el modo de funcionamiento de los dispositivos según el estado de la técnica sólo puede ser subóptimo.In flame monitoring devices according to the state of the art does not take into account the dynamic range cited above, that is, the sensitivity of the devices to Flame monitoring is set exclusively to a fixed value. From here it follows directly that the mode of operation of devices according to the state of the art can only be suboptimal
Como estado de la técnica se hace referencia al documento DE-A-196 50 972, que hace patente un procedimiento y un dispositivo para vigilar y regular procesos de combustión. Otro estado de la técnica se obtiene de los documentos EP-A-0 474 430, US-A-4 039 844, US-A-3 903 418, GB-A-1 425 456 y el resumen de patente japonés Vol. 018, Nº 023 (M-1541).As prior art, reference is made to document DE-A-196 50 972, which makes patent a procedure and a device to monitor and regulate combustion processes Another state of the art is obtained from EP-A-0 474 430, US-A-4 039 844, US-A-3 903 418, GB-A-1 425 456 and the summary of Japanese patent Vol. 018, No. 023 (M-1541).
Partiendo de aquí, la presente invención se basa en el problema de crear un dispositivo para vigilancia de llamas en quemadores de aceite, que esté optimizado.Starting from here, the present invention is based in the problem of creating a flame monitoring device in Oil burners, which is optimized.
Este problema es resuelto mediante un dispositivo con las particularidades de la reivindicación 1.This problem is solved by a device. with the particularities of claim 1.
Se obtienen otras configuraciones ventajosas de la invención de las reivindicaciones subordinadas y de la descripción. A continuación se explica con más detalle un ejemplo de ejecución preferido de la invención, con base en el dibujo. En el dibujo muestra:Other advantageous configurations of the invention of the dependent claims and of the description. An example of preferred embodiment of the invention, based on the drawing. In the drawing shows:
la figura 1 un dispositivo conforme a la invención para vigilancia de llamas en quemadores de aceite, como esquema de conexiones en bloques esquematizado.Figure 1 a device according to the invention for flame monitoring in oil burners, such as schematic diagram of connections in blocks.
El dispositivo conforme a la invención mostrado en el dibujo para vigilancia de llamas en quemadores de aceite dispone de un sensor 10, así como de un circuito amplificador 11 subordinado al sensor 10. El sensor 10 vigila una llama no representada de un quemador de aceite, tampoco representado. En concreto se trata, en el sensor 10, con preferencia de un sensor de infrarrojos, que detecta la luz de la llama del quemador de aceite en el margen de infrarrojos y, a partir de aquí, genera una señal 12 correspondiente. El circuito amplificador 11 sirve para valorar la señal 12 detectada por el sensor 10. Para completar esto debe subrayarse que el sensor 10 no tiene porqué estar configurado como sensor de infrarrojos. Más bien pueden utilizarse también otros sensores para vigilar la llama del quemador de aceite.The device according to the invention shown in the drawing for flame monitoring in oil burners It has a sensor 10, as well as an amplifier circuit 11 subordinate to sensor 10. Sensor 10 monitors a flame not represented by an oil burner, also not represented. In concrete is, in sensor 10, preferably a sensor of infrared, which detects the oil burner flame light in the infrared range and, from here, generates a signal 12 corresponding. The amplifier circuit 11 serves to assess signal 12 detected by sensor 10. To complete this you must underline that sensor 10 does not have to be configured as infrared sensor Rather others can also be used sensors to monitor the oil burner flame.
El circuito amplificador 11 conforme a la invención adapta su sensibilidad, automáticamente, al nivel real de la señal 12 detectada por el sensor 10. Por medio de esto se garantiza que el circuito amplificador 11 y, de este modo, también el dispositivo para vigilar las llamas, compuesto del sensor 10 y del circuito amplificador 11, sea independiente del estado del quemador, es decir, que trabaje de forma fiable en todo el margen dinámico de la llama del quemador de aceite.The amplifier circuit 11 according to the invention adapts its sensitivity, automatically, to the real level of the signal 12 detected by the sensor 10. By means of this guarantees that the amplifier circuit 11 and, thus, also the flame monitoring device, composed of sensor 10 and of amplifier circuit 11, be independent of the state of the burner, that is, work reliably on the entire margin Dynamic oil burner flame.
El circuito amplificador 11 dispone para esto de una instalación divisora de tensión 13, una instalación de filtrado 14, una instalación rectificadora 15 y una instalación amplificadora 16. Conforme a la figura 1, la señal 12 detectada por el sensor 10 y una señal de regulación 17 sirven de magnitudes de entrada para una instalación divisora de tensión 13. En la instalación divisora de tensión 13, que está configurada como combinación entre resistencia fija y resistencia ajustable, se calculan de tal modo entre sí la señal 12 detectada por el sensor 10 y la señal de regulación 17, que la amplitud de la señal 12 detectada por el sensor se ajusta a una amplitud definida. Esta señal ajustada a la amplitud definida es la señal de salida 18 de la instalación divisora de tensión 13, que se alimenta a la instalación de filtrado 14 como señal de entrada. La instalación de filtrado 14 comprende dos filtros, precisamente un primer filtro pasabanda 19 y un segundo filtro pasabanda 20,conectado aguas abajo del primer filtro pasabanda 19. En la instalación de filtrado 14 se filtra después la señal de salida 18 de la instalación divisora de tensión 13, y a continuación se alimenta una señal de salida 21 de la instalación de filtrado 14 a la instalación rectificadora 15, que genera, a partir de la señal de salida 21 que se presenta en la tensión alterna, una señal de salida 22 rectificada. En la señal de salida 22 se trata en consecuencia de una señal de salida del sensor 10, ajustada a la amplitud definida, filtrada y rectificada. Como puede deducirse de la figura 1, la instalación rectificadora 15 dispone de una resistencia 24 conectada en serie con un diodo 23, estando conectada en paralelo el circuito en serie formado por el diodo 23 y la resistencia 24, respectivamente a un condensador 25 y a otra resistencia 26.The amplifier circuit 11 has for this purpose a voltage divider installation 13, a filtration installation 14, a grinding installation 15 and an installation amplifier 16. According to figure 1, the signal 12 detected by the sensor 10 and a regulation signal 17 serve as magnitudes of input for a voltage divider installation 13. In the voltage divider installation 13, which is configured as combination between fixed resistance and adjustable resistance, it thereby calculate the signal 12 detected by the sensor 10 with each other and the regulation signal 17, that the amplitude of the signal 12 detected by the sensor adjusts to a defined amplitude. Is signal set at the defined amplitude is the output signal 18 of the tension divider installation 13, which is fed to the filtering system 14 as input signal. The installation of filtering 14 comprises two filters, precisely a first filter passband 19 and a second filter passband 20, connected downstream of the first bandpass filter 19. In the filter installation 14, then filters the output signal 18 of the divider installation of voltage 13, and then an output signal 21 of the filtering installation 14 to the grinding installation 15, which generates, from the output signal 21 presented in the AC voltage, an output signal 22 rectified. In the signal of output 22 is consequently a sensor output signal 10, adjusted to the defined amplitude, filtered and rectified. How it can be deduced from figure 1, the rectifier installation 15 it has a resistor 24 connected in series with a diode 23, the series circuit formed by the diode 23 and resistor 24, respectively to a capacitor 25 and to another resistance 26.
Conforme a la figura 1, la señal de salida 22 se alimenta como señal de entrada a la instalación rectificadora 15 de la instalación amplificadora 16. Asimismo se alimenta a la instalación amplificadora 16 una señal de referencia, obtenida a partir de resistencias 27, 28 y 29 dimensionadas de forma correspondiente, como valor nominal. La señal de referencia para la instalación amplificadora 16 se toma, conforme a la figura 1, entre las resistencias 27 y 28. La instalación amplificadora 16 genera la señal de regulación 17 a partir de estas señales de entrada. Es especialmente ventajosa una configuración de la instalación amplificadora 16 si ésta dispone de una característica de amplificación proporcional/integral.According to figure 1, the output signal 22 is feeds as an input signal to the rectifier installation 15 of amplifier installation 16. It is also fed to the amplifier installation 16 a reference signal, obtained at from resistors 27, 28 and 29 sized corresponding, as nominal value. The reference signal for the amplifier installation 16 is taken, according to figure 1, between resistors 27 and 28. Amplifier installation 16 generates the regulation signal 17 from these input signals. It is especially advantageous an installation configuration amplifier 16 if it has a characteristic of proportional / integral amplification.
La señal de salida 22 de la instalación rectificadora 15 se alimenta adicionalmente a un comparador 30 como señal de entrada, el cual compara la señal de salida 22 de la instalación rectificadora 15 con un valor de referencia, que se toma entre las resistencias 29 y 27. Este valor de referencia para el comparador 30 es por ejemplo del 70% de la amplitud definida, a la que se ajusta la señal 12 detectada por el sensor 10 en la instalación divisora de tensión 13. Como magnitud de salida 31, el comparador genera una señal de llama, que contiene información sobre la presencia o no presencia de la llama del quemador de aceite.The output signal 22 of the installation grinding machine 15 is additionally fed to a comparator 30 as input signal, which compares the output signal 22 of the grinding system 15 with a reference value, which is taken between resistors 29 and 27. This reference value for the comparator 30 is for example 70% of the defined amplitude, at that the signal 12 detected by the sensor 10 in the voltage divider installation 13. As output magnitude 31, the comparator generates a flame signal, which contains information on the presence or absence of the burner flame of oil.
Debido a que, como se ha representado anteriormente, la amplitud de la señal 12 detectada por el sensor 10 se normaliza siempre a la amplitud definida, se optimiza la sensibilidad del circuito amplificador 11 en todo el margen dinámico de la llama del quemador de aceite.Because, as represented previously, the amplitude of the signal 12 detected by the sensor 10 is always normalized to the defined amplitude, the sensitivity of amplifier circuit 11 over the entire dynamic range of the oil burner flame.
Como ya se ha presentado anteriormente, la instalación amplificadora 16 dispone de una característica de amplificación proporcional/integral. La característica de amplificación de la instalación amplificadora 16 está dimensionada con ello de tal modo, que se regula rápidamente una señal de salida 22 cada vez mayor, mientras que una señal de salida 22 decreciente se regula lentamente. Por medio de esto se garantiza que, en caso de reducirse una llama, la señal de salida 22 caiga rápidamente por debajo de un valor umbral de preferentemente el 70% y, de este modo, el comparador pueda comunicar de forma segura y rápida una reducción de llama correspondiente.As already presented above, the amplifier installation 16 has a characteristic of proportional / integral amplification. The characteristic of amplification of amplifier installation 16 is sized thereby, that an output signal is quickly regulated 22 increasing, while an output signal 22 decreasing It regulates slowly. This ensures that, in case if a flame is reduced, the output signal 22 drops rapidly through below a threshold value of preferably 70% and, thus, the comparator can communicate safely and quickly a corresponding flame reduction.
La característica de amplificación de la instalación amplificadora 16 puede modificarse además, conforme a la figura 1, por medio de una señal 32. Esta característica tiene importancia cuando el dispositivo conforme a la invención debe utilizarse en quemadores de aceite que trabajan en varias etapas. De esta manera precisamente, con relación a quemadores de aceite de varias etapas, durante un paso de una etapa de potencia a otra etapa del quemador de aceite, puede tener lugar una modificación a saltos de las condiciones de luminosidad con relación a la llama del quemador de aceite. Aquí es necesario impedir de forma fiable que una reducción provocada a causa de esto de la señal 12, detectada por el sensor 10, se interprete como desaparición o reducción de llama. Para esto se ajusta a un máximo la característica de amplificación de la instalación amplificadora 16, a través de la señal 32, sincrónicamente con una conmutación escalonada del quemador de aceite. Por medio de esto se hace después momentáneamente sensible el circuito amplificador 1, selectivamente durante conmutaciones escalonadas del quemador de aceite, de tal manera que, en el caso de una reducción a saltos de la señal 12, como consecuencia de una conmutación escalonada, puede deducirse con seguridad la presencia de una llama del quemador de aceite.The amplification characteristic of the amplifier installation 16 can also be modified according to Figure 1, by means of a signal 32. This feature has importance when the device according to the invention must used in oil burners that work in several stages. In this way precisely, in relation to oil burners of several stages, during a step from one power stage to another oil burner stage, a modification can take place to jumps of the light conditions in relation to the flame of the oil burner Here it is necessary to reliably prevent a reduction caused by this of the signal 12, detected by sensor 10, be interpreted as disappearance or reduction of call. For this, the characteristic of amplification of the amplifier installation 16, through the signal 32, synchronously with a staggered switching of the oil burner This is done afterwards momentarily sensitive amplifier circuit 1, selectively during staggered switching of the oil burner, such so that, in the case of a jump reduction of signal 12, as a consequence of a staggered switching, it can be deduced safely the presence of an oil burner flame.
Aparte de esto, el circuito amplificador 1 dispone de una función de autocomprobación. Para esto puede alimentarse al circuito amplificador 11 una señal de autocomprobación 33, a través de una segunda instalación divisora de tensión 34. La señal de autocomprobación 33 hace aquí de magnitud de entrada para la segunda instalación divisora de tensión 34, poniéndose una magnitud de salida 35 de la segunda instalación divisora de tensión 34 a disposición de la instalación de filtrado 14, precisamente del primer filtro pasabanda 19, como magnitud de entrada. En la señal de autocomprobación 33 se trata de una secuencia de impulsos, reduciéndose a través de la instalación divisora de tensión 34, sincrónicamente respecto a los impulsos de la señal de autocomprobación 33, la amplificación del primer filtro pasabanda 19 con preferencia a un tercio de su amplificación nominal. Un circuito de valoración no representado, que está conectado aguas abajo del comparador 30, comprueba si el comparador 30 reconoce la reducción de señal llevada a cabo en el intervalo de los impulsos de la señal de autocomprobación 33. Si es éste el caso, el circuito amplificador 11 funciona sin fallos. Aquí es importante que la amplificación del primer filtro pasabanda 19 no se reduzca a cero, a través de la instalación divisora de tensión 34, sino que con preferencia sólo se divida por tres o incluso por dos. Si la instalación amplificadora 16 se sobreexcita precisamente a causa de un fallo, la división por tres o dos de la amplificación del primer filtro pasabanda 19 no es suficiente para que el comparador 30 pueda reaccionar de forma correspondiente a los impulsos de la señal de autocomprobación 33. Con esto se reconoce un fallo. Sin embargo, si la amplificación del primer filtro pasabanda 19 se redujera a cero, el comparador 30 reaccionaría ante los impulsos en la señal de autocomprobación, incluso con una instalación amplificadora 16 sobreexcitada, y entonces no podría reconocer el fallo.Apart from this, the amplifier circuit 1 It has a self-test function. For this you can feed the amplifier circuit 11 a signal of self-test 33, through a second splitter installation voltage 34. The self-test signal 33 here makes input magnitude for the second voltage divider installation 34, putting an output magnitude 35 of the second installation voltage divider 34 available to the filtering system 14, precisely from the first bandpass filter 19, as the magnitude of entry. In the self-test signal 33 it is a pulse sequence, reducing through installation voltage divider 34, synchronously with respect to the impulses of the self-test signal 33, the amplification of the first filter passband 19 with preference to one third of its amplification nominal. A rating circuit not shown, which is connected downstream of comparator 30, check if the comparator 30 recognizes the signal reduction carried out in the range of the impulses of the self-test signal 33. If this is the case, The amplifier circuit 11 operates without failures. Here is important that the amplification of the first bandpass filter 19 is not reduced to zero, through the voltage divider installation 34, but preferably it is only divided by three or even by two. If the amplifier installation 16 is overexcited precisely because of a fault, the division by three or two of the amplification of the first bandpass filter 19 is not enough for comparator 30 can react correspondingly to the impulses of the signal self-test 33. This recognizes a fault. Nevertheless, if the amplification of the first bandpass filter 19 were reduced to zero, comparator 30 would react to pulses in the signal of self-test, even with an amplifier installation 16 overexcited, and then I could not recognize the fault.
Es además ventajoso que el dispositivo conforme a la invención, compuesto por el sensor 10 y el circuito amplificador 11 adaptador, esté integrado en un aparato de control o regulador digital, controlado por microprocesador. Con esta integración puede aplicarse precisamente de forma óptima el dispositivo conforme a la invención. De este modo un aparato de control o regulador digital, controlado por microprocesador, puede valorar directamente la magnitud de salida 31 del comparador 30. Un aparato de control o regulador digital puede generar también, de forma segura y sencilla, la señal de autocomprobación 33 y la señal 32. Asimismo puede valorarse fácilmente, de forma y modo sencillos, la señal de regulación 17. Asimismo se obtiene, con una integración del dispositivo conforme a la invención en un microprocesador, un ahorro de costes, ya que se simplifica la estructura constructiva.It is also advantageous that the device conforms to the invention, composed of the sensor 10 and the amplifier circuit 11 adapter, be integrated in a control device or regulator Digital, microprocessor controlled. With this integration you can precisely apply the device according to the invention. Thus a control device or digital regulator, Microprocessor controlled, you can directly assess the output quantity 31 of comparator 30. A control device or digital regulator can also generate, safely and easily, self-test signal 33 and signal 32. You can also easily assess, in a simple way and way, the signal of Regulation 17. It is also obtained, with an integration of device according to the invention in a microprocessor, a cost savings, since the structure is simplified constructive
- 1010
- SensorSensor
- 11eleven
- Circuito amplificadorCircuit amplifier
- 1212
- SeñalSignal
- 1313
- Instalación divisora de tensiónInstallation tension divider
- 1414
- Instalación de filtradoInstallation of filtered out
- 15fifteen
- Instalación rectificadoraInstallation grinding machine
- 1616
- Instalación amplificadoraInstallation amplifier
- 1717
- Señal de regulaciónSignal of regulation
- 1818
- Señal de salidaSignal of exit
- 1919
- Filtro pasabandaFilter band pass
- 20twenty
- Filtro pasabandaFilter band pass
- 21twenty-one
- Señal de salidaSignal of exit
- 2222
- Señal de salidaSignal of exit
- 232. 3
- DiodoDiode
- 2424
- ResistenciaResistance
- 2525
- CondensadorCondenser
- 2626
- ResistenciaResistance
- 2727
- ResistenciaResistance
- 2828
- ResistenciaResistance
- 2929
- ResistenciaResistance
- 3030
- ComparadorComparator
- 3131
- Magnitud de salidaMagnitude of exit
- 3232
- SeñalSignal
- 3333
- Señal de autocomprobaciónSignal of self check
- 343. 4
- Instalación divisora de tensiónInstallation tension divider
- 3535
- Magnitud de salidaMagnitude of exit
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