JP3001798B2 - 着火検知装置 - Google Patents
着火検知装置Info
- Publication number
- JP3001798B2 JP3001798B2 JP7215451A JP21545195A JP3001798B2 JP 3001798 B2 JP3001798 B2 JP 3001798B2 JP 7215451 A JP7215451 A JP 7215451A JP 21545195 A JP21545195 A JP 21545195A JP 3001798 B2 JP3001798 B2 JP 3001798B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- correlation
- ignition
- burner
- degree
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工業炉等における
バーナの着火を検知するための着火検知方法に関する。
バーナの着火を検知するための着火検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１は、従来の音響式の着火検知装置
を示したものである。図１１において、３１は音センサ
（もしくは圧力センサ）の本体部であって、炉４０の炉
壁４１を通してバーナ４２の先端部近傍に臨ませたプロ
ーブ３２の炉外側の端部に設けられる。４３は点火バー
ナ（パイロットバーナ）を示している。
を示したものである。図１１において、３１は音センサ
（もしくは圧力センサ）の本体部であって、炉４０の炉
壁４１を通してバーナ４２の先端部近傍に臨ませたプロ
ーブ３２の炉外側の端部に設けられる。４３は点火バー
ナ（パイロットバーナ）を示している。
【０００３】バーナ４２から噴射される燃料が燃焼する
と、体積膨張が起こり、これによって微小圧力振動が発
生する。プローブ３２は、この圧力振動に起因する燃焼
音を炉外の本体部３１のマイクロホンに導く。マイクロ
ホンが出力する電気信号のうち、「燃焼」を明確に識別
可能な高周波数成分（例えば、２００Ｈｚ〜１ｋＨｚ）
を帯域通過フィルタ３３で取り出し、平滑回路３４で直
流信号に変換し、この直流信号の電圧レベルが比較器３
５で判定値（しきい値）と比較される。３６は判定値測
定器である。なお、失火状態時の上記マイクロホンが出
力する電気信号は低周波数成分（例えば、２０Ｈｚ〜１
００Ｈｚ）であるので、帯域通過フィルタ３３を通過し
ない。比較器３５は、上記直流信号の電圧レベルが上記
判定値を超えていると「火炎あり」（着火）と判別し、
判定値以下の場合は、「火炎なし」（失火）と判別す
る。なお、「失火」とは、立ち消え状態をいう。
と、体積膨張が起こり、これによって微小圧力振動が発
生する。プローブ３２は、この圧力振動に起因する燃焼
音を炉外の本体部３１のマイクロホンに導く。マイクロ
ホンが出力する電気信号のうち、「燃焼」を明確に識別
可能な高周波数成分（例えば、２００Ｈｚ〜１ｋＨｚ）
を帯域通過フィルタ３３で取り出し、平滑回路３４で直
流信号に変換し、この直流信号の電圧レベルが比較器３
５で判定値（しきい値）と比較される。３６は判定値測
定器である。なお、失火状態時の上記マイクロホンが出
力する電気信号は低周波数成分（例えば、２０Ｈｚ〜１
００Ｈｚ）であるので、帯域通過フィルタ３３を通過し
ない。比較器３５は、上記直流信号の電圧レベルが上記
判定値を超えていると「火炎あり」（着火）と判別し、
判定値以下の場合は、「火炎なし」（失火）と判別す
る。なお、「失火」とは、立ち消え状態をいう。
【０００４】
【発明を解決しようとする課題】ところで、上記炉内に
送り込まれる燃焼空気の流速が速い炉では、この空気の
気流音が高く、上記失火時（立ち消え現象）のマイクロ
ホンによる音検知位置における炉内音が、バーナ燃焼時
の同位置における炉内音と大きな差異が無くなり、燃焼
／失火を誤判定する恐れがある。
送り込まれる燃焼空気の流速が速い炉では、この空気の
気流音が高く、上記失火時（立ち消え現象）のマイクロ
ホンによる音検知位置における炉内音が、バーナ燃焼時
の同位置における炉内音と大きな差異が無くなり、燃焼
／失火を誤判定する恐れがある。
【０００５】また、例えば発電所のボイラ炉等では、１
０〜４０本のバーナが炉内に配設されている上、炉内は
音が反響しやすい音場であるので、他のバーナの相互干
渉音があり、相互干渉音も燃焼／失火の誤判定を惹起す
る原因となっている。
０〜４０本のバーナが炉内に配設されている上、炉内は
音が反響しやすい音場であるので、他のバーナの相互干
渉音があり、相互干渉音も燃焼／失火の誤判定を惹起す
る原因となっている。
【０００６】すなわち、各バーナに対して１本の音セン
サを配設し、この音センサが出力する電気信号を電気的
に処理して、その信号レベルや周波数レベルをしきい値
と比較する方法では、上記気流音や炉の残響音に起因す
る誤判定の恐れがあり、充分な信頼性を得るには、Ｓ／
Ｎ比を低減するのに、上記電気的処理が相当に複雑なも
のとならざるを得ないという問題があった。
サを配設し、この音センサが出力する電気信号を電気的
に処理して、その信号レベルや周波数レベルをしきい値
と比較する方法では、上記気流音や炉の残響音に起因す
る誤判定の恐れがあり、充分な信頼性を得るには、Ｓ／
Ｎ比を低減するのに、上記電気的処理が相当に複雑なも
のとならざるを得ないという問題があった。
【０００７】本発明はこの問題を解消するためになされ
たもので、簡便な手段を用いて、バーナの着火／失火判
定の信頼性を従来に比し向上することができる着火検知
装置を提供することを目的とする。
たもので、簡便な手段を用いて、バーナの着火／失火判
定の信頼性を従来に比し向上することができる着火検知
装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１では、炉内の微小圧力振動を音セン
サにより電気信号として取り出し、この電気信号を処理
して炉内バーナの着火／失火を判定する装置において、
上記炉の各バーナ毎に設けられた対をなす複数本の音セ
ンサ、各音センサが出力する電気信号の特定帯域の周波
数成分を取り出す帯域通過フィルタ部、各帯域通過フィ
ルタ部の出力相互の相関度を演算し演算結果を相関度設
定値と比較する相関度判定部、上記帯域通過フィルタ部
のうちの任意の１つの帯域通過フィルタ部の出力を平滑
してレベル設定値と比較する信号レベル判定部、当該信
号レベル判定部の判定結果と上記相関度判定部の判定結
果とに基づきバーナの着火の有無を判定する着火／失火
判定部を備える構成とした。請求項２では、上記着火／
失火判定部が、信号レベル判定部の出力を反転する第１
の符号反転器と、相関度判定部の出力を反転する第２の
符号反転器と、上記信号レベル判定部の出力と上記相関
度判定部の出力を導かれる主バーナ着火検知用ゲート回
路と、上記信号レベル判定部の出力と上記第２の符号反
転器の出力を導かれる主バーナ失火検知用ゲート回路
と、上記第１の符号反転器の出力と上記第２の符号反転
器の出力を導かれる点火バーナ着火検知用ゲート回路
と、上記第１の符号反転器の出力と上記相関度判定部の
出力を導かれる主バーナ消火検知用ゲート回路とを備え
る構成とした。請求項３では、上記相関度判定部は、相
関度を演算する演算回路と、当該演算回路の出力を時間
平均する平均化演算回路と、この平均化演算回路の出力
を設定値と比較する比較器とを備える構成とした。請求
項４では、炉内の微小圧力振動を音センサにより電気信
号として取り出し、この電気信号を処理して炉内バーナ
の着火／失火を判定する装置において、上記炉の各バー
ナ毎に設けられた対をなす複数本の音センサ、各音セン
サが出力する電気信号の特定帯域の周波数成分を取り出
す第１の帯域通過フィルタ部、各音センサが出力する電
気信号の上記とは異なる特定帯域の周波数成分を取り出
す第２の帯域通過フィルタ部、上記第１のフィルタ部の
出力相互の相関度を演算し演算結果を相関度設定値と比
較する第１の相関度判定部、上記第２の帯域通過フィル
タ部の出力相互の相関度を演算し演算結果を相関度設定
値と比較する第２の相関度判定部、上記第１の相関度判
定部の判定結果と上記第２の相関度判定部の判定結果と
に基づきバーナの着火の有無を判定する着火／失火判定
部を備える構成とした。請求項５では、請求項３の上記
着火／失火判定部が、第１の相関度判定部の出力を反転
する第１の符号反転器と、第２の相関度判定部の出力を
反転する第２の符号反転器と、上記第１の相関度判定部
の出力と上記第２の相関度判定部の出力を導かれる主バ
ーナ着火検知用ゲート回路と、上記第１の相関度判定部
の出力と上記第２の符号反転器の出力を導かれる主バー
ナ失火検知用ゲート回路と、上記第１の符号反転器の出
力と上記第２の符号反転器の出力を導かれる点火バーナ
着火検知用ゲート回路と、上記第１の符号反転器の出力
と上記第２の相関度判定部の出力を導かれる主バーナ消
火検知用ゲート回路とを備える構成とした。請求項６で
は、上記第１および第２の相関度判定部は、相関度を演
算する演算回路と、当該演算回路の出力を時間平均する
平均化演算回路と、この平均化演算回路の出力を設定値
と比較する比較器とを備える構成とした。
するため、請求項１では、炉内の微小圧力振動を音セン
サにより電気信号として取り出し、この電気信号を処理
して炉内バーナの着火／失火を判定する装置において、
上記炉の各バーナ毎に設けられた対をなす複数本の音セ
ンサ、各音センサが出力する電気信号の特定帯域の周波
数成分を取り出す帯域通過フィルタ部、各帯域通過フィ
ルタ部の出力相互の相関度を演算し演算結果を相関度設
定値と比較する相関度判定部、上記帯域通過フィルタ部
のうちの任意の１つの帯域通過フィルタ部の出力を平滑
してレベル設定値と比較する信号レベル判定部、当該信
号レベル判定部の判定結果と上記相関度判定部の判定結
果とに基づきバーナの着火の有無を判定する着火／失火
判定部を備える構成とした。請求項２では、上記着火／
失火判定部が、信号レベル判定部の出力を反転する第１
の符号反転器と、相関度判定部の出力を反転する第２の
符号反転器と、上記信号レベル判定部の出力と上記相関
度判定部の出力を導かれる主バーナ着火検知用ゲート回
路と、上記信号レベル判定部の出力と上記第２の符号反
転器の出力を導かれる主バーナ失火検知用ゲート回路
と、上記第１の符号反転器の出力と上記第２の符号反転
器の出力を導かれる点火バーナ着火検知用ゲート回路
と、上記第１の符号反転器の出力と上記相関度判定部の
出力を導かれる主バーナ消火検知用ゲート回路とを備え
る構成とした。請求項３では、上記相関度判定部は、相
関度を演算する演算回路と、当該演算回路の出力を時間
平均する平均化演算回路と、この平均化演算回路の出力
を設定値と比較する比較器とを備える構成とした。請求
項４では、炉内の微小圧力振動を音センサにより電気信
号として取り出し、この電気信号を処理して炉内バーナ
の着火／失火を判定する装置において、上記炉の各バー
ナ毎に設けられた対をなす複数本の音センサ、各音セン
サが出力する電気信号の特定帯域の周波数成分を取り出
す第１の帯域通過フィルタ部、各音センサが出力する電
気信号の上記とは異なる特定帯域の周波数成分を取り出
す第２の帯域通過フィルタ部、上記第１のフィルタ部の
出力相互の相関度を演算し演算結果を相関度設定値と比
較する第１の相関度判定部、上記第２の帯域通過フィル
タ部の出力相互の相関度を演算し演算結果を相関度設定
値と比較する第２の相関度判定部、上記第１の相関度判
定部の判定結果と上記第２の相関度判定部の判定結果と
に基づきバーナの着火の有無を判定する着火／失火判定
部を備える構成とした。請求項５では、請求項３の上記
着火／失火判定部が、第１の相関度判定部の出力を反転
する第１の符号反転器と、第２の相関度判定部の出力を
反転する第２の符号反転器と、上記第１の相関度判定部
の出力と上記第２の相関度判定部の出力を導かれる主バ
ーナ着火検知用ゲート回路と、上記第１の相関度判定部
の出力と上記第２の符号反転器の出力を導かれる主バー
ナ失火検知用ゲート回路と、上記第１の符号反転器の出
力と上記第２の符号反転器の出力を導かれる点火バーナ
着火検知用ゲート回路と、上記第１の符号反転器の出力
と上記第２の相関度判定部の出力を導かれる主バーナ消
火検知用ゲート回路とを備える構成とした。請求項６で
は、上記第１および第２の相関度判定部は、相関度を演
算する演算回路と、当該演算回路の出力を時間平均する
平均化演算回路と、この平均化演算回路の出力を設定値
と比較する比較器とを備える構成とした。
【０００９】上記の構成によれば、１つのバーナに配設
した対をなす音センサの出力相互の相関度は、他バーナ
の着火の有無にかかわらず、特定の周波数帯域におい
て、当該バーナの着火中は、値１に近く（すなわち、有
意の値）、当該バーナの失火時には、値０に近くなる。
した対をなす音センサの出力相互の相関度は、他バーナ
の着火の有無にかかわらず、特定の周波数帯域におい
て、当該バーナの着火中は、値１に近く（すなわち、有
意の値）、当該バーナの失火時には、値０に近くなる。
【００１０】このように、着火時と失火時とで、相関度
が顕著に相違し、両相関度は、他のバーナに起因する反
響音の影響を受けにくく、燃焼空気の流速が速く気流音
が高くても、また炉の反響性が高い場合にも、バーナの
着火／失火／消火を高い信頼性を持って判別することが
できる。
が顕著に相違し、両相関度は、他のバーナに起因する反
響音の影響を受けにくく、燃焼空気の流速が速く気流音
が高くても、また炉の反響性が高い場合にも、バーナの
着火／失火／消火を高い信頼性を持って判別することが
できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。図１において、１０Ａ1 、１０Ａ
2 は、図２に示す主バーナ１Ａのバーナ口４４に臨ませ
た音センサである。１１Ａ1 、１１Ａ2 は増幅器、１２
Ａ1 、１２Ａ2 は低域通過フィルタ、１３Ａ1 、１３Ａ
2 は高域通過フィルタ、１４Ａ1 、１４Ａ2 は増幅器、
１５Ａ1 は平滑回路、１６Ａ1 は比較器、１７Ａ1 は信
号レベル判定値測定回路、２０は相関演算回路、２１は
平均化演算回路、２２は比較器、２３は相関測定値設定
回路、２４は消火検知用のゲート回路（符号反転器）、
２５は符号反転器、２６は失火検知用ゲート回路（ナン
ド回路）、２７は着火検知用ゲート回路（ナンド回路）
である。この符号反転器２４、２５、ナンド回路２６、
２７は着火／失火判定部を構成している。
照して説明する。図１において、１０Ａ1 、１０Ａ
2 は、図２に示す主バーナ１Ａのバーナ口４４に臨ませ
た音センサである。１１Ａ1 、１１Ａ2 は増幅器、１２
Ａ1 、１２Ａ2 は低域通過フィルタ、１３Ａ1 、１３Ａ
2 は高域通過フィルタ、１４Ａ1 、１４Ａ2 は増幅器、
１５Ａ1 は平滑回路、１６Ａ1 は比較器、１７Ａ1 は信
号レベル判定値測定回路、２０は相関演算回路、２１は
平均化演算回路、２２は比較器、２３は相関測定値設定
回路、２４は消火検知用のゲート回路（符号反転器）、
２５は符号反転器、２６は失火検知用ゲート回路（ナン
ド回路）、２７は着火検知用ゲート回路（ナンド回路）
である。この符号反転器２４、２５、ナンド回路２６、
２７は着火／失火判定部を構成している。
【００１２】低域通過フィルタ１２Ａ1 、１２Ａ2 は音
センサ１０Ａ1 、１０Ａ2 が出力する電気信号のうちの
低周波数成分（例えば４００Ｈｚ以下）を通過させる。
高域通過フィルタ１３Ａ1 、１３Ａ2 はセンサ１０
Ａ1 、１０Ａ2 が出力する電気信号のうちの高周波成分
（例えば４００Ｈｚ以上）を通過させる。従って、高域
通過フィルタ１３Ａ1 、１３Ａ2 からは、２００Ｈｚ〜
４００Ｈｚの周波数成分を持つ電気信号が取り出され
る。低域通過フィルタ１２Ａ1 、高域通過フィルタ１３
Ａ1 と低域通過フィルタ１２Ａ2 、高域通過フィルタ１
３Ａ2 は周波数成分２００Ｈｚ〜４００Ｈｚの電気信号
を取り出すためのフィルタ部を構成している。
センサ１０Ａ1 、１０Ａ2 が出力する電気信号のうちの
低周波数成分（例えば４００Ｈｚ以下）を通過させる。
高域通過フィルタ１３Ａ1 、１３Ａ2 はセンサ１０
Ａ1 、１０Ａ2 が出力する電気信号のうちの高周波成分
（例えば４００Ｈｚ以上）を通過させる。従って、高域
通過フィルタ１３Ａ1 、１３Ａ2 からは、２００Ｈｚ〜
４００Ｈｚの周波数成分を持つ電気信号が取り出され
る。低域通過フィルタ１２Ａ1 、高域通過フィルタ１３
Ａ1 と低域通過フィルタ１２Ａ2 、高域通過フィルタ１
３Ａ2 は周波数成分２００Ｈｚ〜４００Ｈｚの電気信号
を取り出すためのフィルタ部を構成している。
【００１３】相関演算回路２０は、高域通過フィルタ１
３Ａ1 から取り出される電気信号と高域通過フィルタ１
３Ａ2 から取り出される電気信号との相関度を定量的に
演算する回路であって、両信号の周波数パターンが完全
に一致している場合には、数値「１」を出力し、両信号
の周波数パターン相互に相関性が全く無い場合には、数
値「０」を出力する。
３Ａ1 から取り出される電気信号と高域通過フィルタ１
３Ａ2 から取り出される電気信号との相関度を定量的に
演算する回路であって、両信号の周波数パターンが完全
に一致している場合には、数値「１」を出力し、両信号
の周波数パターン相互に相関性が全く無い場合には、数
値「０」を出力する。
【００１４】平均化演算回路２１は、相関演算回路２０
の出力値を、所定の時間毎に平均する。比較器２２は上
記両信号の相関の有無を判定するものであって、平均化
演算回路２１の出力が相関判定値設定回路２３に設定さ
れた判定値より大きい場合は、「相関有り」と判定して
レベル「１」を出力し、判定値より小さい場合は、「相
関無し」と判定してレベル「０」を出力する。相関演算
回路２０、平均化演算回路２１、比較器２２、判定値設
定回路２３は相関度判定部を構成する。
の出力値を、所定の時間毎に平均する。比較器２２は上
記両信号の相関の有無を判定するものであって、平均化
演算回路２１の出力が相関判定値設定回路２３に設定さ
れた判定値より大きい場合は、「相関有り」と判定して
レベル「１」を出力し、判定値より小さい場合は、「相
関無し」と判定してレベル「０」を出力する。相関演算
回路２０、平均化演算回路２１、比較器２２、判定値設
定回路２３は相関度判定部を構成する。
【００１５】比較器１６Ａ1 は平滑回路１５Ａ1 から取
り出される直流化信号を判定値設定回路１７Ａ1 に設定
された判定値と比較し、当該設定値以下である場合に、
「完全消火」と判定し、「０」を出力する。設定値以上
である場合には「非完全消火」と判定し、「１」を出力
する。
り出される直流化信号を判定値設定回路１７Ａ1 に設定
された判定値と比較し、当該設定値以下である場合に、
「完全消火」と判定し、「０」を出力する。設定値以上
である場合には「非完全消火」と判定し、「１」を出力
する。
【００１６】「非完全消火」の場合、比較器２２が「相
関有り」と判定すると、ナンド回路２７から着火検知信
号が出力される。また、「非完全消火」の場合比較器２
２が「相関無し」と判定すると、ナンド回路２６から失
火検知信号「０」を出力する。相関演算回路２０、平均
化演算回路２１、比較器２２、判定値設定回路２３は相
関度判定部を構成する。
関有り」と判定すると、ナンド回路２７から着火検知信
号が出力される。また、「非完全消火」の場合比較器２
２が「相関無し」と判定すると、ナンド回路２６から失
火検知信号「０」を出力する。相関演算回路２０、平均
化演算回路２１、比較器２２、判定値設定回路２３は相
関度判定部を構成する。
【００１７】なお、音センサ対１０Ａ1 、１０Ａ2 は、
主バーナ毎に設ける。
主バーナ毎に設ける。
【００１８】次に、高域通過フィルタ１３Ａ1 から取り
出される電気信号と高域通過フィルタ１３Ａ2 から取り
出される電気信号との相関度について説明する。
出される電気信号と高域通過フィルタ１３Ａ2 から取り
出される電気信号との相関度について説明する。
【００１９】今、主バーナ１Ａが着火しているものとす
ると、センサ１０Ａ1 、１０Ａ2 が内蔵しているマイク
ロホンは主バーナ１Ａの燃焼音ＳＸと気流音ＳＹとの合
成音を受音し、これを電気信号に変換する。この電気信
号の周波数パターンをそれぞれＳＡ1 、ＳＡ2 とする。
ると、センサ１０Ａ1 、１０Ａ2 が内蔵しているマイク
ロホンは主バーナ１Ａの燃焼音ＳＸと気流音ＳＹとの合
成音を受音し、これを電気信号に変換する。この電気信
号の周波数パターンをそれぞれＳＡ1 、ＳＡ2 とする。
【００２０】また、主バーナ１Ａが失火している場合、
センサ１０Ａ1 、１０Ａ2 が内蔵しているマイクロホン
は気流音ＳＹのみを受音し、これを電気信号に変換す
る。この電気信号の周波数パターンをそれぞれＳ
Ａ1 ’、ＳＡ2 ’とする。
センサ１０Ａ1 、１０Ａ2 が内蔵しているマイクロホン
は気流音ＳＹのみを受音し、これを電気信号に変換す
る。この電気信号の周波数パターンをそれぞれＳ
Ａ1 ’、ＳＡ2 ’とする。
【００２１】炉壁４１が吸音性の高い炉材から形成さ
れ、残響音が無いと仮定した場合、ＳＡ1 ＝ＳＡ2 であ
り、ＳＡ1 ’＝ＳＡ2 ’であるから、ＳＡ1 とＳＡ2 の
相関性（ＲA-A ）を見た場合、（ＲA-A ）＝１と見るこ
とができる。同様に、ＳＡ1 ’、ＳＡ2 ’の相関性（Ｒ
A'-A' ）＝１と見ることができる。すなわち、対をなす
センサ相互の上記周波数パターンの相関度ＲA-A ＝Ｒ
A'-A' ＝１である。また、ＳＡ1 とＳＡ1 ’、ＳＡ2 ’
の相関度、ＳＡ2 とＳＡ1 ’、ＳＡ2 ’との相関度、す
なわち、着火バーナ側のセンサと消火バーナ側のセンサ
の上記周波数パターンの相関度ＲA-A'を見た場合、Ｒ
A-A'＝０と見ることができる。実際には、炉内に残響音
が存在するので、ＲA'-A' ≠１（１に近い有意の値）、
ＲA-A'≠０（０に近い値）となる。
れ、残響音が無いと仮定した場合、ＳＡ1 ＝ＳＡ2 であ
り、ＳＡ1 ’＝ＳＡ2 ’であるから、ＳＡ1 とＳＡ2 の
相関性（ＲA-A ）を見た場合、（ＲA-A ）＝１と見るこ
とができる。同様に、ＳＡ1 ’、ＳＡ2 ’の相関性（Ｒ
A'-A' ）＝１と見ることができる。すなわち、対をなす
センサ相互の上記周波数パターンの相関度ＲA-A ＝Ｒ
A'-A' ＝１である。また、ＳＡ1 とＳＡ1 ’、ＳＡ2 ’
の相関度、ＳＡ2 とＳＡ1 ’、ＳＡ2 ’との相関度、す
なわち、着火バーナ側のセンサと消火バーナ側のセンサ
の上記周波数パターンの相関度ＲA-A'を見た場合、Ｒ
A-A'＝０と見ることができる。実際には、炉内に残響音
が存在するので、ＲA'-A' ≠１（１に近い有意の値）、
ＲA-A'≠０（０に近い値）となる。
【００２２】図７、図８は、上記相関度ＲA-A 、Ｒ
A'-A' について、本発明者等が行った実験結果を示した
ものである。図７は主バーナ１Ａが着火している時のＳ
Ａ1 とＳＡ2 の相関度の周波数分析結果を示したもので
あり、また図８は主バーナ１Ａが失火している時のＳＡ
1 ’、ＳＡ2 ’の相関度の周波数分析結果を示したもの
である。また、図１０は、上記「完全消火」時の相関度
（ＲA0-A0 とする）を示している。
A'-A' について、本発明者等が行った実験結果を示した
ものである。図７は主バーナ１Ａが着火している時のＳ
Ａ1 とＳＡ2 の相関度の周波数分析結果を示したもので
あり、また図８は主バーナ１Ａが失火している時のＳＡ
1 ’、ＳＡ2 ’の相関度の周波数分析結果を示したもの
である。また、図１０は、上記「完全消火」時の相関度
（ＲA0-A0 とする）を示している。
【００２３】図７と図８の対比から、特定の周波数帯域
２００〜４００Ｈｚにおける相関度が両図において、大
きく異なる。すなわち、センサ１０Ａ1 、１０Ａ2 の出
力の相関度は、着火時と失火時とで、大きく異なること
が理解される。上記周波数範囲では、着火時の相関度は
高く、失火時の相関度は低い。また、着火時の信号レベ
ルは高い。上記相関演算回路２０はこの相関度を演算す
る。
２００〜４００Ｈｚにおける相関度が両図において、大
きく異なる。すなわち、センサ１０Ａ1 、１０Ａ2 の出
力の相関度は、着火時と失火時とで、大きく異なること
が理解される。上記周波数範囲では、着火時の相関度は
高く、失火時の相関度は低い。また、着火時の信号レベ
ルは高い。上記相関演算回路２０はこの相関度を演算す
る。
【００２４】従って、主バーナに配設した対をなすセン
サの出力相互の上記周波数帯域における相関度を監視
し、この相関度が、有意の値であれば、当該主バーナが
着火中であると見なし、有意の値でなくなると、失火し
たものと見なすことができる。
サの出力相互の上記周波数帯域における相関度を監視
し、この相関度が、有意の値であれば、当該主バーナが
着火中であると見なし、有意の値でなくなると、失火し
たものと見なすことができる。
【００２５】主バーナ１Ａが完全消火した時（すなわ
ち、燃焼空気の炉内への送り込みが無いので気流音も燃
焼音も無い状態）では、センサ１０Ａ1 、１０Ａ2 と他
のバーナによる音を受音するので、図１０に示すよう
に、相関度は、着火時と同様に、高くなり、相関度だけ
では、完全消失と着火の判別が難しいが、本実施例で
は、高域通過フィルタ１３Ａ1 から取り出される電気信
号のレベルに基づきこれを判定する構成をとり、誤判断
を防止している。
ち、燃焼空気の炉内への送り込みが無いので気流音も燃
焼音も無い状態）では、センサ１０Ａ1 、１０Ａ2 と他
のバーナによる音を受音するので、図１０に示すよう
に、相関度は、着火時と同様に、高くなり、相関度だけ
では、完全消失と着火の判別が難しいが、本実施例で
は、高域通過フィルタ１３Ａ1 から取り出される電気信
号のレベルに基づきこれを判定する構成をとり、誤判断
を防止している。
【００２６】表１に、本実施例の着火／失火／消火判定
部の判定マトリクスを示す。
部の判定マトリクスを示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】図３は、本発明の第２の実施例を示したも
ので、「完全消火」／「非完全消火」の判別に、信号レ
ベルではなく、エネルギーを用いている点において図１
の実施例とは異なる。１８Ａ1 はエネルギー演算回路
（２乗演算器）である。
ので、「完全消火」／「非完全消火」の判別に、信号レ
ベルではなく、エネルギーを用いている点において図１
の実施例とは異なる。１８Ａ1 はエネルギー演算回路
（２乗演算器）である。
【００２９】図４は、本発明の第３の実施例を示したも
のである。この実施例では、低域通過フィルタ１２Ａ1
と高域通過フィルタ１３Ａ1 からなるフィルタ部の他
に、低域通過フィルタ１２Ａ1 ’と高域通過フィルタ１
３Ａ1 ’からなる第２のフィルタ部を設けるとともに、
低域通過フィルタ１２Ａ2 と高域通過フィルタ１３Ａ2
からなるフィルタ部の他に、低域通過フィルタ１２
Ａ2 ’と高域通過フィルタ１３Ａ2 ’からなる第２のフ
ィルタ部を設けている。この両第２のフィルタ部は周波
数成分１．１〜１．３ｋＨｚの電気信号を取り出すため
のフィルタ部を構成している。また、高域通過フィルタ
１３Ａ1 ’の出力と高域通過フィルタ１３Ａ2 ’の出力
との相関度を判定する第２の相関度判定部を設けてい
る。この相関度判定部は、相関演算回路２０Ａ、平均化
演算回路２１Ａ、比較器２２Ａ、判定値設定回路２３Ａ
を備えている。１４Ａ1 ’、１４Ａ1 ’は増幅器、２８
は符号反転器、２９は消火検知用ゲート回路（ナンド回
路）
のである。この実施例では、低域通過フィルタ１２Ａ1
と高域通過フィルタ１３Ａ1 からなるフィルタ部の他
に、低域通過フィルタ１２Ａ1 ’と高域通過フィルタ１
３Ａ1 ’からなる第２のフィルタ部を設けるとともに、
低域通過フィルタ１２Ａ2 と高域通過フィルタ１３Ａ2
からなるフィルタ部の他に、低域通過フィルタ１２
Ａ2 ’と高域通過フィルタ１３Ａ2 ’からなる第２のフ
ィルタ部を設けている。この両第２のフィルタ部は周波
数成分１．１〜１．３ｋＨｚの電気信号を取り出すため
のフィルタ部を構成している。また、高域通過フィルタ
１３Ａ1 ’の出力と高域通過フィルタ１３Ａ2 ’の出力
との相関度を判定する第２の相関度判定部を設けてい
る。この相関度判定部は、相関演算回路２０Ａ、平均化
演算回路２１Ａ、比較器２２Ａ、判定値設定回路２３Ａ
を備えている。１４Ａ1 ’、１４Ａ1 ’は増幅器、２８
は符号反転器、２９は消火検知用ゲート回路（ナンド回
路）
【００３０】図７と図８の対比から明らかなように、
１．１〜１．３ｋＨｚの周波数帯域では、相関度
ＲA-A 、ＲA'-A' は共に小さい。本実施例は、この特徴
を利用するもので、着火／失火／消火の判定マトリクス
を表２に示す。
１．１〜１．３ｋＨｚの周波数帯域では、相関度
ＲA-A 、ＲA'-A' は共に小さい。本実施例は、この特徴
を利用するもので、着火／失火／消火の判定マトリクス
を表２に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】図５は、本発明の第４の実施例を示したも
ので、主バーナだけでなく、点火バーナの着火の有無も
判定し得る構成としてある。図５は点火バーナの着火時
の相関度を示したもので、センサ１０Ａ1 、１０Ａ2 の
出力の相関度が高い周波数範囲では、点火バーナの着火
時、図９に示すように、周波数帯域２００〜４００Ｈｚ
では、その相関度は、逆に、低くなっている。本実施例
は、この特徴を利用している。２７Ａは着火／失火判定
部の点火バーナ着火検知用のゲート回路（ナンド回路）
である。この着火／失火判定部の着火／失火／消火の判
定マトリクスを表３に示す。
ので、主バーナだけでなく、点火バーナの着火の有無も
判定し得る構成としてある。図５は点火バーナの着火時
の相関度を示したもので、センサ１０Ａ1 、１０Ａ2 の
出力の相関度が高い周波数範囲では、点火バーナの着火
時、図９に示すように、周波数帯域２００〜４００Ｈｚ
では、その相関度は、逆に、低くなっている。本実施例
は、この特徴を利用している。２７Ａは着火／失火判定
部の点火バーナ着火検知用のゲート回路（ナンド回路）
である。この着火／失火判定部の着火／失火／消火の判
定マトリクスを表３に示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】図６は、本発明の第５の実施例を示したも
ので、相関度のみにより、主バーナだけでなく、点火バ
ーナの着火の有無も判定し得る構成としてある。この実
施例における着火／失火／消火の判定マトリクスを表４
に示す。
ので、相関度のみにより、主バーナだけでなく、点火バ
ーナの着火の有無も判定し得る構成としてある。この実
施例における着火／失火／消火の判定マトリクスを表４
に示す。
【００３５】
【表４】
【００３６】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、１つのバー
ナに設けた対をなす複数の音センサの出力相互の相関度
を導入しており、バーナ着火時の相関度とバーナ失火時
の相関度には大きな差異があり、共に他のバーナに起因
する反響音の影響を受けにくいので、燃焼空気の流速が
速く気流音が高くても、また炉の反響性が高い場合に
も、バーナの着火／失火／消火を高い信頼性を持って判
別できる。
ナに設けた対をなす複数の音センサの出力相互の相関度
を導入しており、バーナ着火時の相関度とバーナ失火時
の相関度には大きな差異があり、共に他のバーナに起因
する反響音の影響を受けにくいので、燃焼空気の流速が
速く気流音が高くても、また炉の反響性が高い場合に
も、バーナの着火／失火／消火を高い信頼性を持って判
別できる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】バーナと音センサの配置関係を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】本発明の第３の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】本発明の第４の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図６】本発明の第５の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図７】バーナ着火時のセンサ対出力相互の相関度−周
波数の関係を示す線図である。
波数の関係を示す線図である。
【図８】バーナ失火時のセンサ対出力相互の相関度−周
波数の関係を示す線図である。
波数の関係を示す線図である。
【図９】点火バーナ着火時のセンサ対出力相互の相関度
−周波数の関係を示す線図である。
−周波数の関係を示す線図である。
【図１０】バーナ完全消火時のセンサ対出力相互の相関
度−周波数の関係を示す線図である。
度−周波数の関係を示す線図である。
【図１１】従来の音響式着火検知装置を示すブロック図
である。
である。
【図１２】上記音響式着火検知装置における要部配置図
である。
である。
１Ａ 主バーナ １０Ａ1 、１０Ａ2 センサ １２Ａ1 、１２Ａ2 低域通過フィルタ １２Ａ1 ’、１２Ａ2 ’ 低域通過フィルタ １３Ａ1 、１３Ａ2 高域通過フィルタ １３Ａ1 ’、１３Ａ2 ’ 高域通過フィルタ １６Ａ1 比較器 １７Ａ1 レベル判定値設定回路 １８Ａ1 ２乗器 ２０、２０Ａ 相関演算回路 ２１、２１Ａ 平均化演算回路 ２２、２２Ａ 比較器 ２３、２３Ａ 相関判定値設定回路 ２４、２５、２８ 符号反転器 ２６、２７、２７Ａ、２９ ナンド回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 達夫 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研 究所内 (72)発明者 伊藤 芳則 青森県八戸市大字河原木字宇兵衛河原１ −１ 東北電力株式会社 八戸火力発電 所内 (72)発明者 秋田 衆平 青森県八戸市大字河原木字宇兵衛河原１ −１ 東北電力株式会社 八戸火力発電 所内 (72)発明者 佐藤 直樹 宮城県仙台市青葉区一番町三丁目７番１ 号 東北電力株式会社 火力部内 (56)参考文献 特開 昭63−163217（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−313539（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01H 17/00 F23M 11/04 F23N 5/24 106 F27D 21/00
Claims (6)
- 【請求項１】 炉内の微小圧力振動を音センサにより電
気信号として取り出し、この電気信号を処理して炉内バ
ーナの着火／失火を判定する装置において、上記炉の各
バーナ毎に設けられた対をなす複数本の音センサ、各音
センサが出力する電気信号の特定帯域の周波数成分を取
り出す帯域通過フィルタ部、各帯域通過フィルタ部の出
力相互の相関度を演算し演算結果を相関度設定値と比較
する相関度判定部、上記帯域通過フィルタ部のうちの任
意の１つの帯域通過フィルタ部の出力を平滑してレベル
設定値と比較する信号レベル判定部、当該信号レベル判
定部の判定結果と上記相関度判定部の判定結果とに基づ
きバーナの着火の有無を判定する着火／失火判定部を備
えることを特徴とする着火検知装置。 - 【請求項２】 着火／失火判定部が、信号レベル判定部
の出力を反転する第１の符号反転器と、相関度判定部の
出力を反転する第２の符号反転器と、上記信号レベル判
定部の出力と上記相関度判定部の出力を導かれる主バー
ナ着火検知用ゲート回路と、上記信号レベル判定部の出
力と上記第２の符号反転器の出力を導かれる主バーナ失
火検知用ゲート回路と、上記第１の符号反転器の出力と
上記第２の符号反転器の出力を導かれる点火バーナ着火
検知用ゲート回路と、上記第１の符号反転器の出力と上
記相関度判定部の出力を導かれる主バーナ消火検知用ゲ
ート回路とを備えることを特徴とする請求項１記載の着
火検知装置。 - 【請求項３】 相関度判定部は、相関度を演算する演算
回路と、当該演算回路の出力を時間平均する平均化演算
回路と、この平均化演算回路の出力を設定値と比較する
比較器とを備えていることを特徴とする請求項１記載の
着火検知装置。 - 【請求項４】 炉内の微小圧力振動を音センサにより電
気信号として取り出し、この電気信号を処理して炉内バ
ーナの着火／失火を判定する装置において、上記炉の各
バーナ毎に設けられた対をなす複数本の音センサ、各音
センサが出力する電気信号の特定帯域の周波数成分を取
り出す第１の帯域通過フィルタ部、各音センサが出力す
る電気信号の上記とは異なる特定帯域の周波数成分を取
り出す第２の帯域通過フィルタ部、上記第１の帯域通過
フィルタ部の出力相互の相関度を演算し演算結果を相関
度設定値と比較する第１の相関度判定部、上記第２の帯
域通過フィルタ部の出力相互の相関度を演算し演算結果
を相関度設定値と比較する第２の相関度判定部、上記第
１の相関度判定部の判定結果と上記第２の相関度判定部
の判定結果とに基づきバーナの着火の有無を判定する着
火／失火判定部を備えることを特徴とする着火検知装
置。 - 【請求項５】 着火／失火判定部が、第１の相関度判定
部の出力を反転する第１の符号反転器と、第２の相関度
判定部の出力を反転する第２の符号反転器と、上記第１
の相関度判定部の出力と上記第２の相関度判定部の出力
を導かれる主バーナ着火検知用ゲート回路と、上記第１
の相関度判定部の出力と上記第２の符号反転器の出力を
導かれる主バーナ失火検知用ゲート回路と、上記第１の
符号反転器の出力と上記第２の符号反転器の出力を導か
れる点火バーナ着火検知用ゲート回路と、上記第１の符
号反転器の出力と上記第２の相関度判定部の出力を導か
れる主バーナ消火検知用ゲート回路とを備えることを特
徴とする請求項４記載の着火検知装置。 - 【請求項６】 第１および第２の相関度判定部は、相関
度を演算する演算回路と、当該演算回路の出力を時間平
均する平均化演算回路と、この平均化演算回路の出力を
設定値と比較する比較器とを備えていることを特徴とす
る請求項４記載着火検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7215451A JP3001798B2 (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 着火検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7215451A JP3001798B2 (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 着火検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943049A JPH0943049A (ja) | 1997-02-14 |
| JP3001798B2 true JP3001798B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=16672591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7215451A Expired - Fee Related JP3001798B2 (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 着火検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3001798B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106524218A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-03-22 | 深圳东方锅炉控制有限公司 | 一种基于声学法的炉膛温度场重构装置及方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114484495B (zh) * | 2022-04-18 | 2022-07-01 | 北京航空航天大学 | 基于金属粒子添加的热声振荡主动控制装置 |
-
1995
- 1995-07-31 JP JP7215451A patent/JP3001798B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106524218A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-03-22 | 深圳东方锅炉控制有限公司 | 一种基于声学法的炉膛温度场重构装置及方法 |
| CN106524218B (zh) * | 2016-12-30 | 2018-11-27 | 深圳东方锅炉控制有限公司 | 一种基于声学法的炉膛温度场重构装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0943049A (ja) | 1997-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7211622B2 (ja) | 赤外線熱画像を用いた知能型火花検出装置及び方法 | |
| JP6061848B2 (ja) | 火災事象と誤火災事象とを区別するシステム及び方法と同システムを作る方法 | |
| US5472337A (en) | Method and apparatus to detect a flame | |
| JPH01270199A (ja) | 火災の早期検出方法及びこの方法を実施する火災報知機 | |
| KR200417541Y1 (ko) | 가스감지센서를 구비하는 공기흡입형 화재경보기 | |
| EP0474430B1 (en) | Flame monitoring method | |
| JP3001798B2 (ja) | 着火検知装置 | |
| NO169568B (no) | Fremgangsmaate og system for avfoeling av eksplosive branner | |
| CN104930559B (zh) | 燃气灶及其控制方法和装置 | |
| JPS6198498A (ja) | 火災警報装置 | |
| JP3964845B2 (ja) | 警報器 | |
| JP3162601B2 (ja) | 赤外線受光方式による火災検知方法 | |
| JP7210319B2 (ja) | スパークプラグの検査装置、検査方法及び内燃機関 | |
| JP2826489B2 (ja) | 燃焼状況検知方法 | |
| JP2922770B2 (ja) | 着火検知方法 | |
| JP2968160B2 (ja) | 着火検知方法 | |
| JP2598840B2 (ja) | 火災報知装置 | |
| JP3188392B2 (ja) | 火災検出方法 | |
| JP2889382B2 (ja) | 火災報知装置 | |
| JP3814047B2 (ja) | 燃焼状況検知方法 | |
| JPS63284696A (ja) | 火災判断装置 | |
| JPH0541893B2 (ja) | ||
| JP2000123266A (ja) | 火災警報装置及びその制御方法 | |
| JPH072746U (ja) | 着火検知装置 | |
| JPH0942858A (ja) | 燃焼状況検知方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |