JP2659492B2 - 紫外線検出装置の故障検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は各種燃焼装置、ボイラ
等の燃焼制御システムにおいて火炎の有無を監視する場
合等に用いる紫外線検出装置、特に紫外線放電管とシャ
ッタとで構成される紫外線検出装置の故障検出装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より燃焼装置におけるバーナの火炎
の有無を監視するために、紫外線放電管（以下、ＵＶチ
ューブと言う）とシャッタとで構成される紫外線検出装
置が用いられている。ＵＶチューブはガラス管内に設け
られた一対の電極間に高電圧を印加した状態で火炎から
放射される紫外線が入射したとき、電極間で放電を発生
させるように成された放電管であり、火炎が検出された
ときはＵＶチューブから放電電流が得られる。またシャ
ッタはＵＶチューブへの光の入射、遮断を制御するよう
に成されている。

【０００３】このような紫外線検出装置を炎の検出に用
いる場合は、ＵＶチューブに一定周期の高電圧パルスを
与えた状態で、シャッタをこのパルスより充分長い一定
周期で開閉させるようにしている。従って、火炎が有る
ときにシャッタが開けばＵＶチューブから放電パルスが
得られ、シャッタが閉じれば放電パルスは得られなくな
る。また、火炎が無ければシャッタの開閉に拘らずＵＶ
チューブからは放電パルスは得られない。

【０００４】ＵＶチューブは経年変化等により劣化する
と、紫外線が入射しないのに自己放電を起こしたり、あ
るいは放電能力が減少して紫外線が入射しても放電が生
じなくなる等の故障が生じる。また、ガラスが曇って紫
外線が入射しなくなる場合もある。上記シャッタはＵＶ
チューブの故障チェックを行うために設けられている。
例えば火炎が有ってＵＶチューブから放電パルスが得ら
れている状態でシャッタを閉じたとき放電パルスが無く
なるか、あるいは火炎が無い状態でシャッタを開けたと
き、放電パルスが得られるか等のチェックを行うことに
より、ＵＶチューブの異常を知ることができる。従来は
ＵＶチューブの異常が検出されると、フレームリレーを
ＯＦＦとして燃焼装置の燃焼動作を停止させるシステム
ダウンを行うようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＵＶチ
ューブとシャッタとから成る紫外線検出装置において
は、ＵＶチューブには上記のような故障が生じると共
に、シャッタも開閉を繰り返す間に開閉機構が故障し、
開閉信号を与えても円滑に開閉しなくなることがある。
従って、紫外線検出装置の異常検出があっても実際には
ＵＶチューブの異常がシャッタの異常かは容易には判別
できない。その場合、従来では紫外線検出装置を一旦製
造元に持ち帰って故障の原因を調べていたため、燃焼装
置の復帰が大幅に遅れる等の問題があった。

【０００６】この発明は上記のように問題を解決するた
めになされたもので、ＵＶチューブの異常がシャッタの
異常かを容易に判別することのできる紫外線検出装置の
故障検出装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明においては、Ｕ
Ｖチューブから得られる放電パルスを計数する計数手段
と、シャッタの開閉を検出するシャッタ開閉検出手段
と、上記放電パルスを電圧に変換するＦ／Ｖ変換回路
と、上記Ｆ／Ｖ変換回路の出力に基いて上記シャッタを
開閉させるシャッタ開閉信号を発生するシャッタ駆動部
と、上記計数手段から得られる上記シャッタの開時及び
閉時における各放電パルス数及び上記Ｆ／Ｖ変換回路の
出力の平均レベルにより上記紫外線放電管の異常を検出
する検出手段と、上記シャッタ開閉信号と上記シャッタ
開閉検出手段から得られるシャッタ開閉検出信号との一
致を調べることにより、上記シャッタの異常を検出する
検出手段とを設けている。

【０００８】

【作用】ＵＶチューブの故障がシャッタの故障かを容易
に判別することができ、速やかに対処することができ、
システムを早期に復帰させることができるようになる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１はＵＶチューブ、２はＵＶチュ
ーブ１に所定周期の高電圧パルスを加えるＵＶチューブ
駆動回路、３はＵＶチューブ１から得られる放電パルス
を検出する検出回路、４は検出回路３で検出された放電
パルス信号を積分してアナログ電圧に変換するＦ／Ｖ
（周波数−電圧）変換回路、５はＵＶチューブ１で検出
される火炎、６は火炎５からの紫外線の入射・遮断を行
うシャッタ、７はシャッタ６を上記高電圧パルスの周期
より充分長い周期で開閉するシャッタ駆動部で、Ｆ／Ｖ
変換回路４のＦ／Ｖ変換電圧が一定値を越えたときにシ
ャッタ６を閉じるように動作する。８はシャッタ６の開
閉を検出する開閉検出手段としてのフォトインタラプタ
である。

【００１０】９はＦ／Ｖ変換電圧が加えられるフレーム
インタフェース、１０はフレームインタフェース９と接
続される燃焼コントローラである。１１，１２はそれぞ
れＵＶチューブ１の前方及び後方（操作側）に設けられ
た温度センサ、１３は上記放電パルス信号、Ｆ／Ｖ変換
電圧、シャッタ開閉検出信号等に基いてＵＶチューブ
１、シャッタ６の異常を検出するマイクロコンピュータ
（以下、マイコンと言う）である。

【００１１】１４はマイコン１３に接続されたＲＡＭ、
１５はＲＡＭ１４の電源バックアップ用コンデンサ、１
６はマイコン１３に接続されたＥ² ＰＲＯＭ、１７はマ
イコン１３からの異常検出等の表示信号の表示部、１８
はマイコン１３と燃焼コントローラ１０とを接続する通
信インタフェースである。

【００１２】ここでマイコン１３に接続された各ライン
〜は次の信号を伝送する。 ＵＶチューブ１前方の温度センサ１１からの信号 ＵＶチューブ１後方の温度センサ１２からの信号
（操作側） フォトインタラプタ８からのシャッタ開閉検出信号 放電パルス信号 Ｆ／Ｖ変換電圧 表示部１７への表示信号 通信インターフェース１８との通信データ ＲＡＭ１４、Ｅ² ＰＲＯＭ１６へのバス／コントロ
ール信号

【００１３】次に上記構成による動作について図２を用
いて説明する。ＵＶチューブ１及びシャッタ６が正常な
状態では、火炎５が有るときは、シャッタ６が開の時、
ＵＶチューブ１から放電パルスが得られ、検出回路３で
検出される。この検出された放電パルス信号はＦ／Ｖ変
換回路４で電圧に変換される。このＦ／Ｖ変換電圧が一
定値を越えると、シャッタ駆動部７がシャッタ６を閉じ
る。従ってＵＶチューブ１は放電停止し、放電パルス信
号は得られなくなり、Ｆ／Ｖ変換電圧がゼロになる。す
るとシャッタ駆動部７は再びシャッタ６を開き、再び放
電パルス信号が得られる。

【００１４】従って、図２において、シャッタ閉の期間
に点線で示すように、放電パルスが一定数以上現れたら
ＵＶチューブ１の故障であり、また、シャッタ開の期間
における放電パルス数が一定数以下のときもＵＶチュー
ブ１の故障と見なせる。さらに、Ｆ／Ｖ変換電圧の一定
期間における平均レベルが一定値より低い場合も、ＵＶ
チューブ１のガラスの曇り等による異常と見なすことが
できる。また、シャッタ駆動部７からシャッタ６に加え
られる図２のシャッタ開閉信号と、フォトインタラプタ
８から得られる実際のシャッタ６の開閉検出信号とがず
れたときは、シャッタ６の故障とすることができる。

【００１５】マイコン１３は、上記放電パルス数を計数
すると共に、上記シャッタ開閉信号、開閉検出信号及び
Ｆ／Ｖ変換電圧等を入力して、ＲＡＭ１４に履歴情報と
して記録する。またこれらのパルス数や信号に基いてＵ
Ｖチューブ１の故障やシャッタ６の故障を検出して表示
部１７で表示したり、通信インタフェース１８を介して
燃焼コントローラ１０に通知して、フレームスイッチを
ＯＦＦにすることにより、燃焼装置をシステムダウンさ
せる。

【００１６】また、燃焼装置に用いられるＵＶチューブ
１は屋外の低温環境に置かれたり、また、燃焼時には高
温に晒される等の苛酷な条件下で用いられ、これも故障
の原因となる。このため温度センサ１１，１２の検出温
度も入力して故障を検出するようにしている。

【００１７】図３はマイコン１３のデータ処理を示すフ
ローチャートであり、この処理は例えば０．５秒置きの
割り込み処理によって実行される。システムが正常なと
きは、ステップＳＴ１〜ＳＴ２により、上記シャッタ開
閉信号、開閉検出装置、検出温度等のデータをＲＡＭ１
４の４ｎ番地までに格納すると共に、ステップＳＴ３で
Ｆ／Ｖ変換電圧値、放電パルス数のデータをＲＡＭ１４
の６ｎ番地までに格納する。この処理をステップＳＴ４
でフレームリレーがＯＦＦとなる状態が検出されるま
で、ステップＳＴ５でｎの値１つづつ増やしながら行
う。この場合、ｎの値を最大で２０とし、ステップＳＴ
６でｎ＝２０となるまで上記処理を繰り返し、ｎ＞２０
となったらステップＳＴ７でｎ＝０にクリアした後、同
じ処理を繰り返す。このようにすることにより、ＲＡＭ
１４の０〜１２０番地の領域に上記の各種データが一定
時間毎に循環的に格納される。

【００１８】そしてステップＳＴ４でフレームスイッチ
ＯＦＦとなる状態が検出されたら、ステップＳＴ８で現
在のｎの値を調べて最新のデータが格納されている番地
を知り、それを適当なＸ番地に格納する。次に、ステッ
プＳＴ９により、０〜１２０番地に格納されている全デ
ータと、上記Ｘ番地のデータとをＥ² ＰＲＯＭ１６に転
送し、そこから必要データを読み出して、必要に応じて
表示部１７で履歴情報として表示したり、あるいは通信
インタフェース１８を介して燃焼コントローラ１０に通
知する。

【００１９】なお、上記ステップＳＴ４におけるフレー
ムリレーがＯＦＦとなる状態か否かの検出は、例えば、
フレームインタフェース９に入力されるＦ／Ｖ変換電圧
に基いてシャッタ６の開閉の有無を調べることにより行
うか、あるいはフレームリレーの動作を直接検出するこ
とにより行われる。また、Ｅ² ＰＲＯＭ１６は電源ＯＦ
Ｆ時にもデータを保存するために設けられる。

【００２０】以上によればシャッタ６とＵＶチューブ１
とから成る紫外線検出装置が故障したとき、その故障が
ＵＶチューブ１か、シャッタ６かあるいは異常な低温又
は高温によるものか等を容易に知ることができ、その場
で交換、修理等を行って、システムを早期に復帰させる
ことができる。

【００２１】

【発明の効果】この発明によれば、放電パルス数、シャ
ッタ開閉信号、シャッタ開閉検出信号及び放電パルスの
Ｆ／Ｖ変換電圧等を用いてＵＶチューブの異常検出とシ
ャッタの異常検出とを行うようにしているので、紫外線
検出装置の故障原因を容易に知ることができ、燃焼装置
に用いた場合はシステムダウンが生じても、速やかに対
処することができ、システムを早期に復帰させることが
できる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による紫外線検出装置の故
障検出装置を示す構成図である。

【図２】同装置の動作を示すタイミングチャートであ
る。

【図３】同装置のマイクロコンピュータのデータ処理を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 紫外線放電管 ４ Ｆ／Ｖ変換回路 ６ シャッタ ７ シャッタ駆動部 ８ フォトインタラプタ １３ マイクロコンピュータ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャッタを開閉しながら所定周期のパル
   スで駆動される紫外線放電管から得られる放電パルスを
   計数する計数手段と、上記シャッタの開閉を検出するシ
   ャッタ開閉検出手段と、上記放電パルスを電圧に変換す
   るＦ／Ｖ変換回路と、上記Ｆ／Ｖ変換回路の出力に基い
   て上記シャッタを開閉させるシャッタ開閉信号を発生す
   るシャッタ駆動部と、上記計数手段から得られる上記シ
   ャッタの開時及び閉時における各放電パルス数及び上記
   Ｆ／Ｖ変換回路の出力の平均レベルにより上記紫外線放
   電管の異常を検出する検出手段と、上記シャッタ開閉信
   号と上記シャッタ開閉検出手段から得られるシャッタ開
   閉検出信号との一致を調べることにより、上記シャッタ
   の異常を検出する検出手段とを備えた紫外線検出装置の
   故障検出装置。