JP3258778B2 - Flame detection and combustion diagnostic device - Google Patents

Flame detection and combustion diagnostic device

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JP3258778B2
JP3258778B2 JP22017393A JP22017393A JP3258778B2 JP 3258778 B2 JP3258778 B2 JP 3258778B2 JP 22017393 A JP22017393 A JP 22017393A JP 22017393 A JP22017393 A JP 22017393A JP 3258778 B2 JP3258778 B2 JP 3258778B2
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flame
combustion
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信夫 森本
弘 西田
紘二郎 山田
紀一郎 本田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は発電用火力プラント等の
燃焼炉内火炎の有無を検出し、かつ、その燃焼状態を診
断する火炎検出および燃焼診断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flame detection and combustion diagnosis apparatus for detecting the presence or absence of a flame in a combustion furnace of a thermal power plant and diagnosing the combustion state.

【0002】[0002]

【従来の技術】環境対策の面から、ボイラ等の燃焼装置
においては、窒素酸化物、すす、一酸化炭素等の公害物
質を発生させないことが望まれている。このような燃焼
状態を形成するためには、燃焼炉内で燃料と空気が適度
に混合する火炎を形成し、これにより、燃焼炉内に極端
な高温度領域又は極端な低温度領域を形成させないこと
が必要である。このような燃焼状態の監視を行う装置の
一つに、燃焼火炎の発光のスペクトル強度を分析し、こ
の分析結果から燃焼状態を診断する燃焼診断装置があ
る。これを図13および図14により説明する。
2. Description of the Related Art From the viewpoint of environmental measures, it is desired that combustion devices such as boilers do not generate pollutants such as nitrogen oxides, soot and carbon monoxide. In order to form such a combustion state, a flame in which the fuel and the air are appropriately mixed in the combustion furnace is formed, and thereby, an extremely high temperature region or an extremely low temperature region is not formed in the combustion furnace. It is necessary. As one of the apparatuses for monitoring such a combustion state, there is a combustion diagnosis apparatus that analyzes the spectrum intensity of light emission of a combustion flame and diagnoses the combustion state based on the analysis result. This will be described with reference to FIGS.

【0003】図13は従来の燃焼診断装置のブロツク
図、図14は図13に示す分光分析部の斜視図である。
図13で、1はバーナ、2はバーナ1の火炎、3は火炎
2の発する光を受光する光プローブ、4は光を異なる波
長の単色光に分離する分光分析部、5は光プローブ3の
光を分光分析部4へ導く中継光ファイバ、6はローパス
フィルタ、7はデータ解析部である。
FIG. 13 is a block diagram of a conventional combustion diagnostic apparatus, and FIG. 14 is a perspective view of the spectroscopic analyzer shown in FIG.
In FIG. 13, reference numeral 1 denotes a burner, 2 denotes a flame of the burner 1, 3 denotes an optical probe that receives light emitted by the flame 2, 4 denotes a spectral analysis unit that separates light into monochromatic light having different wavelengths, and 5 denotes an optical probe 3. A relay optical fiber for guiding light to the spectroscopic analysis unit 4, a low-pass filter 6, and a data analysis unit 7.

【0004】光プローブ3は1個以上の視野を有し、燃
焼炉のバーナ1近傍に設置され、バーナ火炎2からの光
を受光する。燃焼炉に設置された光プローブ3によつて
受光されたバーナ火炎2の発光は、中継光ファイバ5を
経て分光分析部4に送られる。分光分析部4は後述する
ように送られた光を可視から近赤外線波長域の所定の数
点の波長について分光し、これら分光された光を光検出
器により電気信号に変換する。この電気信号から、ロー
パスフィルタ(電気的フィルタ)6において直流(D
C)信号成分を取り出し、このDC成分に基づいてデー
タ解析部7で発光スペクトル強度分析を行い、この分析
結果に基づき燃焼状態を診断する。
The optical probe 3 has one or more visual fields, is installed near the burner 1 of the combustion furnace, and receives light from the burner flame 2. Light emitted from the burner flame 2 received by the optical probe 3 installed in the combustion furnace is sent to the spectroscopic analyzer 4 via the relay optical fiber 5. As will be described later, the spectroscopic analysis unit 4 splits the transmitted light at predetermined wavelengths in the visible to near-infrared wavelength range, and converts the split light into an electric signal by a photodetector. From this electric signal, a low-pass filter (electrical filter) 6 directs (DC)
C) The signal component is taken out, the emission spectrum intensity analysis is performed by the data analysis unit 7 based on the DC component, and the combustion state is diagnosed based on the analysis result.

【0005】図13に示した分光分析部4は、図14に
示すように、光ファイバ5の先端部10と光検出器11
との間に透過波長の異なる数枚の光干渉フィルタ12を
同心円上に配置した円盤13を回転可能に装架し、この
円盤13をモータ14で回転させることにより光検出器
11に入射する光の波長を切り替え、火炎の発光のうち
所定の数点の各波長の光を光検出器11で電気信号に変
換し、ケーブル15を介して増幅部16に送信し、増幅
された電気信号がローパスフィルタ6に入力される。
[0005] As shown in FIG. 14, the spectroscopic analyzer 4 shown in FIG. 13 comprises a tip 10 of an optical fiber 5 and a photodetector 11.
A disk 13 in which several optical interference filters 12 having different transmission wavelengths are arranged on a concentric circle is rotatably mounted between the optical disk and the optical disk, and the disk 13 is rotated by a motor 14 so that light incident on the photodetector 11 is rotated. Of the flame, the light of each predetermined wavelength of the flame emission is converted into an electric signal by the photodetector 11 and transmitted to the amplifying unit 16 via the cable 15. Input to the filter 6.

【0006】一方、近年の発電用ボイラでは、中間負荷
運用やDSS(毎日起動・停止)運転によりバーナの点
消火作業が頻繁に行われ、バーナ火炎の点火、消火状態
を検出する火炎検出装置は重要な構成要素になつてい
る。火炎検出装置として一般に使用されているもののほ
とんどは、火炎の発光を検出し火炎の有無を判定するも
のである。発電用ボイラ等のマルチバーナ炉では、隣接
および対向火炎の影響により火炎形状が時間的・空間的
に変化するため、火炎の発するちらつき(AC)成分の
光量の大小で判定するAC光検出方式が有効である。ま
た光の波長については可視−近赤外線波長域が多く利用
されている。このような火炎検出装置を図により説明す
る。
On the other hand, in a recent power generation boiler, a point fire extinguishing operation of a burner is frequently performed by an intermediate load operation or a DSS (daily start / stop) operation, and a flame detecting device for detecting the ignition and extinguishing state of a burner flame is provided. It is an important component. Most of the devices generally used as a flame detecting device detect the emission of the flame to determine the presence or absence of the flame. In a multi-burner furnace such as a boiler for power generation, the flame shape changes temporally and spatially due to the influence of adjacent and opposed flames. It is valid. As for the wavelength of light, a visible-near-infrared wavelength region is often used. Such a flame detection device will be described with reference to the drawings.

【0007】図15は従来の火炎検出装置のブロツク図
である。この火炎検出装置は、図に示すように、バーナ
1の火炎2の発光を光プローブ20と中継光ファイバ2
1により光電変換増幅部22に導き、所定の波長域の光
を電気信号に変換し、バンドパスフィルタ(電気的フィ
ルタ)23において、電気信号の特定周波数帯域の信号
を取り出し、整流部24において特定周波数帯域の信号
強度に応じた直流信号に変換し、この直流信号の大小か
ら火炎の点火、消火をデータ解析部25で判定する構成
となつている。
FIG. 15 is a block diagram of a conventional flame detector. As shown in the figure, this flame detection device uses the optical probe 20 and the relay optical fiber 2 to emit light of the flame 2 of the burner 1.
The light is guided to the photoelectric conversion amplifier 22 by 1, converts light in a predetermined wavelength range into an electric signal, and a bandpass filter (electric filter) 23 extracts a signal of a specific frequency band of the electric signal, and the rectifier 24 specifies the signal. The data is converted into a DC signal corresponding to the signal strength in the frequency band, and the data analysis unit 25 determines the ignition and extinction of the flame based on the magnitude of the DC signal.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、燃焼炉
に火炎検出装置と燃焼診断装置とを設置する場合、両者
は別個の装置であり、それぞれ単独の光プローブ、中継
光ファイバを付設するか、又は、同一の光プローブによ
り受け、同一の中継光ファイバにより導かれる火炎の発
光を光カプラにより光分岐し、分岐された光を火炎検出
器と燃焼診断装置に導くシステム構成になつていた。
According to the prior art, when a flame detecting device and a combustion diagnosing device are installed in a combustion furnace, they are separate devices, and a single optical probe and a relay optical fiber are separately provided. Alternatively, the system has a system configuration in which the emission of a flame guided by the same relay optical fiber, received by the same optical probe, is branched by an optical coupler, and the branched light is guided to a flame detector and a combustion diagnostic device.

【0009】前者の構成では、バーナ周りの取り付けに
大きなスぺースを必要とし、かつ、光プローブ、中継光
ファイバの付設費用が高額になるという問題を有してい
た。又、後者の構成では、光カプラによる光の2分岐に
より、火炎検出装置および燃焼診断装置のそれぞれの光
検出器に入射する光量が単独に装置を設置する場合に比
較し大幅に減少するという問題があつた。
In the former configuration, there is a problem that a large space is required for mounting around the burner, and the cost of attaching the optical probe and the relay optical fiber is high. Further, in the latter configuration, the amount of light incident on each of the photodetectors of the flame detecting device and the combustion diagnosing device is greatly reduced due to the two branches of light by the optical coupler as compared with a case where the devices are installed alone. There was.

【0010】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、同一の光プローブと中継光ファイバを使用
することができ、かつ、光量の減少をなくすことができ
る火炎検出および燃焼診断装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and to provide a flame detection and combustion diagnosis apparatus which can use the same optical probe and relay optical fiber and can prevent a decrease in light quantity. To provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、バーナの火炎が発する光を受光する光プ
ローブと、この光プローブで受光した光を外部に取り出
す光ファイバとを備えたものにおいて、前記光ファイバ
で取り出された光を波長の異なる複数の単色光に分光す
る分光部と、この分光部からの各単色光をその光量に応
じた電気信号に変換する複数の光電変換部と、これら各
光電変換部で変換された電気信号のうちの所定の波長の
単色光に対応する電気信号に基づいて前記バーナの燃焼
状態を診断する燃焼診断部と、前記各光電変換部で変換
された電気信号のうちの前記所定の波長の単色光以外の
単色光に対応する電気信号に基づいて前記バーナの火炎
の有無を検出する火炎検出部とを設けたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the present invention comprises an optical probe for receiving light emitted from a flame of a burner, and an optical fiber for extracting the light received by the optical probe to the outside. The light extracted by the optical fiber is split into a plurality of monochromatic lights having different wavelengths.
And the monochromatic light from the spectroscopic section
A plurality of photoelectric conversion units for converting the
Of a predetermined wavelength of the electrical signal converted by the photoelectric conversion unit.
Combustion of the burner based on an electrical signal corresponding to monochromatic light
A combustion diagnosis unit for diagnosing a state and conversion by each of the photoelectric conversion units
Of the electrical signals other than the monochromatic light of the predetermined wavelength
And a flame detector for detecting the presence or absence of a flame of the burner based on an electric signal corresponding to monochromatic light .

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【作用】発明においては、光プローブの光は分光部に
導入され、複数の異なる波長の単色光に分光される。分
光された各単色光は光電変換部に導入されて各単色光の
光量に比例する電気信号に変換される。変換された各電
気信号のうち、所定の波長に対応する電気信号は燃焼診
断部に入力されてバーナの火炎の燃焼状態の診断に用い
られ、上記以外の波長に対応する電気信号は火炎検出部
に入力されてバーナの火炎の点火又は消火の判定に用い
られる。
In the present invention, the light of the optical probe is introduced into the light splitting unit and split into a plurality of monochromatic lights having different wavelengths. Minute
Each monochromatic light emitted is introduced into the photoelectric conversion unit, and
It is converted into an electric signal proportional to the amount of light. Each converted power
Among the air signals, the electric signal corresponding to a predetermined wavelength is a combustion diagnosis.
Used for diagnosis of burner flame combustion status
The electric signals corresponding to the wavelengths other than those described above are input to the flame detector and used for determining whether the burner flame is ignited or extinguished.

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図1は本発明の実施例に係る火炎検出および燃焼
診断装置のブロツク図である。この図で、1はバーナ、
2はバーナ1の火炎、3は光プローブ、5は中継光ファ
イバである。20は分光・光電変換部であり、導入され
た光を異なる波長に分光するとともに、分光された各光
をそれらの光量に比例した電気信号に変換する。40は
ローパスフィルタ、50は燃焼診断部、60はバンドパ
スフィルタ、70は火炎検出部である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a block diagram of a flame detection and combustion diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention. In this figure, 1 is a burner,
2 is a flame of the burner 1, 3 is an optical probe, and 5 is a relay optical fiber. Reference numeral 20 denotes a spectroscopic / photoelectric conversion unit that splits the introduced light into different wavelengths and converts each split light into an electric signal proportional to the amount of the light. 40 is a low-pass filter, 50 is a combustion diagnosis unit, 60 is a band-pass filter, and 70 is a flame detection unit.

【0016】図2は図1に示す分光・光電変換部30の
構成を示すブロツク図である。この図で、31は中継光
ファイバ5から導入された光を異なる複数の波長の光に
分光する分光部であり、本実施例では6種類の波長の光
に分光される。32は分光部31で分光された各波長の
光が直接照射される6つの光検出素子であり、照射され
た光の光量に比例した電気信号を出力する。これら光検
出素子で光電変換部33が構成される。34は各光検出
素子32で変換された電気信号を増幅する増幅部であ
り、増幅された電気信号はローパスフィルタ40とバン
ドパスフィルタ60へ出力される。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the spectral / photoelectric conversion unit 30 shown in FIG. In this figure, reference numeral 31 denotes a light splitting unit for splitting the light introduced from the relay optical fiber 5 into light having a plurality of different wavelengths. In this embodiment, the light is split into light having six types of wavelengths. Reference numeral 32 denotes six light detection elements to which light of each wavelength split by the light splitting unit 31 is directly irradiated, and outputs an electric signal proportional to the light amount of the irradiated light. The photoelectric conversion unit 33 is configured by these light detection elements. Reference numeral 34 denotes an amplifying unit that amplifies the electric signal converted by each of the photodetectors 32. The amplified electric signal is output to the low-pass filter 40 and the band-pass filter 60.

【0017】図3および図4は図2に示す分光部31の
具体例を示す図である。図3で、310はプリズムを示
す。又、図4で、311は解折格子を示し、入射光は法
線312に対して各波長毎に分離される。プリズム31
0又は解折格子311では、例えば波長域0.7〜1.
0μmから数点、波長域1.3〜1.5μmから数点を
分光する。なお、前者の波長域に対して、図2に示され
る光検出素子32にはシリコンフォトダイオードが使用
され、後者の波長域に対してゲルマニウムフォトダイオ
ードが使用される。
FIGS. 3 and 4 are diagrams showing specific examples of the spectroscopy unit 31 shown in FIG. In FIG. 3, reference numeral 310 denotes a prism. In FIG. 4, reference numeral 311 denotes a diffraction grating, and the incident light is separated from the normal line 312 for each wavelength. Prism 31
0 or the diffraction grating 311, for example, in the wavelength range of 0.7 to 1.
The light is split at several points from 0 μm and several points from a wavelength range of 1.3 to 1.5 μm. For the former wavelength range, a silicon photodiode is used for the photodetector 32 shown in FIG. 2, and for the latter wavelength range, a germanium photodiode is used.

【0018】次に、本実施例の動作を説明する。光プロ
ーブ3は1個以上の視野を有し燃焼炉の各バーナ1又は
その近傍に取り付けられ、バーナ火炎2からの光を受光
する。光プローブ3によつて受光された光は、中継光フ
ァイバ5を経て分光・光電変換部30に導かれる。分光
・光電変換部30では、分光部31で所定の数点(図示
例では6つ)の検出波長の単色光に火炎の発光を分光
し、光電変換部33で各単色光をそれらの光量に応じた
電気信号に変換する。光電変換増幅器34で増幅された
各電気信号はローパスフィルタ40で直流成分が、又、
バンドパスフィルタ60で特定周波数の交流成分が抽出
される。ローパスフィルタ40で抽出された直流成分は
燃焼診断部50に入力され、これら各交流成分から所定
の複数検出波長におけるスペクトル強度を演算し、この
結果に基づき燃焼状態を診断する。同時に、バンドパス
フィルタ60で抽出された特定周波数の交流成分は火炎
検出部70に入力され、特定周波数帯域、例えば30〜
300Hzの帯域の交流成分のレベルを求め火炎の点
火、消火の判定を行う。
Next, the operation of this embodiment will be described. The optical probe 3 has one or more visual fields and is attached to or near each burner 1 of the combustion furnace, and receives light from the burner flame 2. The light received by the optical probe 3 is guided to the spectral / photoelectric conversion unit 30 via the relay optical fiber 5. In the spectral / photoelectric conversion unit 30, the light emission of the flame is divided into monochromatic lights having predetermined detection points (six in the illustrated example) by the spectral unit 31, and each monochromatic light is converted into the light amount by the photoelectric conversion unit 33. Convert to the corresponding electric signal. Each electric signal amplified by the photoelectric conversion amplifier 34 has a DC component in the low-pass filter 40,
An AC component of a specific frequency is extracted by the bandpass filter 60. The DC component extracted by the low-pass filter 40 is input to the combustion diagnostic section 50, and the spectrum intensity at a plurality of predetermined detection wavelengths is calculated from each of the AC components, and the combustion state is diagnosed based on the result. At the same time, the AC component of the specific frequency extracted by the band-pass filter 60 is input to the flame detection unit 70, and the specific frequency band, for example, 30 to
The level of the AC component in the 300 Hz band is determined, and the ignition and extinction of the flame are determined.

【0019】なお、火炎の発光の交流(ちらつき)成
分、即ち、光電変換部33の各光検出素子32の各出力
電気信号の交流成分を分析するためには、各出力電気信
号はオンラインで生じる必要がある。このためには、図
14に示した従来技術の分光分析部のように透過波長の
異なる数枚の光干渉フィルタ12を機械的に切り替えて
火炎の発光を分光分析する方法は適していない。これに
対して本実施例では、図示のように火炎の発光をオンラ
インで分光分析することができる。
In order to analyze the alternating current (flickering) component of the emission of the flame, that is, the alternating current component of each output electric signal of each photodetector 32 of the photoelectric conversion unit 33, each output electric signal is generated online. There is a need. For this purpose, a method of spectrally analyzing the light emission of a flame by mechanically switching several optical interference filters 12 having different transmission wavelengths as in the conventional spectral analysis unit shown in FIG. 14 is not suitable. On the other hand, in the present embodiment, the emission of the flame can be spectrally analyzed on-line as shown.

【0020】ここで、燃焼診断部50の診断手法および
火炎検出部70の検出手法の概略を説明する。燃焼診断
部50は、火炎の発光のうち可視から近赤外の波長域に
おいて、前述の例で0.7〜1.0μmの波長域の発光
スペクトル強度から演算される火炎温度と、1.3〜
1.5μmの発光スペクトル強度から演算される水蒸気
の吸光量をもとに燃焼状態を診断するものである。図5
は重油燃焼火炎の発光スペクトル強度を示す図である。
0.7μmより長波長側には、火炎中のスート(炭素質
粒子)による連続スペクトルが見られ、この連続スペク
トル上に1.1μmおよび1.4μm近傍に水蒸気吸光
によるスペクトル強度の減少が見られる。スートは黒体
に近い発光特性を有しており、一般に灰色体として扱わ
れる。灰色体の波長と放射エネルギー(スペクトル強
度)の関係は次式のPlankの式により温度の関係と
して与えられる。この関係を用いてスペクトル強度の測
定から火炎温度を演算する。
Here, an outline of a diagnosis method of the combustion diagnosis unit 50 and a detection method of the flame detection unit 70 will be described. The combustion diagnosis unit 50 calculates the flame temperature calculated from the emission spectrum intensity in the wavelength range of 0.7 to 1.0 μm in the above-described example in the visible to near-infrared wavelength range of the flame emission, and 1.3. ~
The combustion state is diagnosed based on the amount of water vapor absorbed calculated from the emission spectrum intensity of 1.5 μm. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the emission spectrum intensity of a heavy oil combustion flame.
On the longer wavelength side than 0.7 μm, a continuous spectrum due to soot (carbonaceous particles) in the flame is observed. On this continuous spectrum, a decrease in spectral intensity due to water vapor absorption is observed at around 1.1 μm and 1.4 μm. . The soot has a light emission characteristic close to a black body, and is generally treated as a gray body. The relationship between the wavelength of the gray body and the radiant energy (spectral intensity) is given as a temperature relationship by the following Plank equation. The flame temperature is calculated from the spectrum intensity measurement using this relationship.

【0021】Mλ={ε・C1・/λ5}/{exp(C
2/λT)−1} Mλ;波長λにおける放射エネルギー(スペクトル強
度) ε;放射率 λ;波長 T;絶対温度 C1,C2;Plankの式の第1、第2定数 1.4μm近傍におけるスペクトル強度の減少は、光プ
ローブ3と火炎の間を水蒸気を含む排ガスが流れること
により、水蒸気の吸光帯(1.4、1.9、2.7μ
m)に限つて火炎からの光が吸収された結果生じたもの
である。燃焼診断部50は火炎温度、水蒸気の吸光量の
変化と燃焼条件との因果関係のデータベースをもとに燃
焼状態を診断するものである。なお、このような燃焼状
態の診断については、例えば、燃料協会誌;第70巻
第4号 P359、第29回日本伝熱シンポジウム講演
論文集(1992−5) P851等がある。
M λ = {ε · C 1 / λ 5 } / {exp (C
2 / λT) -1} M λ ; radiant energy (spectral intensity) at wavelength λ; emissivity λ; wavelength T; absolute temperature C 1 , C 2 ; first and second constants in the Plank equation: around 1.4 μm Is decreased by the flow of the exhaust gas containing water vapor between the optical probe 3 and the flame, so that the absorption band of the water vapor (1.4, 1.9, 2.7 μm).
m) only as a result of the absorption of light from the flame. The combustion diagnosis unit 50 diagnoses a combustion state based on a database of a causal relationship between a change in a flame temperature and a light absorption amount of water vapor and a combustion condition. The diagnosis of such a combustion state is described in, for example, Journal of Fuel Association, Vol. 70.
No. 4 P359, 29th Japan Heat Transfer Symposium Lecture Papers (1992-5) P851.

【0022】次に、火炎検出部70の検出手法について
説明する。火炎検出部70は、バンドパスフィルタ60
により抽出された成分から特定周波数帯域、例えば30
〜300Hzの周波数帯域の信号の強度を求める。即
ち、火炎の発光のうち可視から近赤外波長域の光のちら
つき(交流)成分から火炎の有無を判定するものであ
る。図6はバーナが点火、消火しているときの火炎から
の交流成分の強度を示す図である。Aが点火、Bが消火
の状態である。バーナ火炎の有無が顕著に現れている特
定周波数帯域に着目することにより火炎の点火・消火判
定をすることができる。
Next, a detection method of the flame detection unit 70 will be described. The flame detecting unit 70 includes a band-pass filter 60.
A specific frequency band, for example, 30
The strength of the signal in the frequency band of ~ 300 Hz is determined. That is, the presence or absence of a flame is determined from the flicker (alternating current) component of light in the visible to near-infrared wavelength region of the flame emission. FIG. 6 is a diagram showing the intensity of the AC component from the flame when the burner is igniting and extinguishing. A is the state of ignition and B is the state of fire extinguishing. The ignition / extinguishing of the flame can be determined by focusing on a specific frequency band in which the presence / absence of a burner flame appears remarkably.

【0023】このように、本実施例によれば、光分岐を
行わないので、大幅な光量の減少がなく、かつ、同一の
光プローブと中継光ファイバを使用して火炎検出機能と
燃焼診断機能を備えた装置を構成できる効果が得られ
る。
As described above, according to the present embodiment, since the optical branching is not performed, there is no significant decrease in the amount of light, and the flame detecting function and the combustion diagnosing function are performed using the same optical probe and the relay optical fiber. The effect which can comprise the apparatus provided with this is acquired.

【0024】図7は本発明の他の実施例に係る火炎検出
および燃焼診断装置の分光・光電変換部のブロツク図で
ある。本実施例がさきの実施例と異なるのは分光・光電
変換部30の構成のみであり、他の構成はさきの構成と
同じである。図7で、図2に示す部分と同一部分には同
一符号が付してある。35は光ファイバである。さきの
実施例の各光検出素子32が分光部31で分光された各
光の到達位置に配置されていたのに対し、本実施例では
各光ファイバ35を介して配置されている。
FIG. 7 is a block diagram of a spectral / photoelectric converter of a flame detection and combustion diagnosis apparatus according to another embodiment of the present invention. This embodiment is different from the previous embodiment only in the configuration of the spectral / photoelectric conversion unit 30, and the other configuration is the same as the previous configuration. 7, the same parts as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. 35 is an optical fiber. In the present embodiment, the respective photodetectors 32 are arranged via the respective optical fibers 35, whereas the respective photodetectors 32 in the previous embodiment are arranged at the arrival positions of the respective beams split by the spectroscope 31.

【0025】本実施例では光ファイバを用いることによ
り、さきの実施例におけるような各光検出素子を正確に
配列した光電変換部33を用いる必要はなく、単一の光
検出素子32を用いることができ、装置のコストを低下
させることができる。他の効果はさきの実施例の効果と
同じである。
In this embodiment, by using an optical fiber, it is not necessary to use the photoelectric conversion unit 33 in which the respective photodetectors are accurately arranged as in the previous embodiment, and a single photodetector 32 is used. And the cost of the apparatus can be reduced. Other effects are the same as those of the previous embodiment.

【0026】図8は本発明のさらに他の実施例に係る火
炎検出および燃焼診断装置の分光・光電変換部のブロツ
ク図である。本実施例が図1に示す実施例と異なるのは
分光・光電変換部30の構成、およびローパスフィルタ
40とバンドパスフィルタ60への電気信号を区分した
点にあり、他の構成は図1に示す実施例の構成と同じで
ある。図8で、図1に示す部分と同一部分には同一符号
が付してある。301は本実施例の分光・光電変換部で
ある。
FIG. 8 is a block diagram of a spectral / photoelectric converter of a flame detection and combustion diagnosis apparatus according to still another embodiment of the present invention. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that the configuration of the spectral / photoelectric conversion unit 30 and that the electric signals to the low-pass filter 40 and the band-pass filter 60 are divided are shown in FIG. The configuration is the same as that of the embodiment shown. 8, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Reference numeral 301 denotes a spectral / photoelectric conversion unit according to this embodiment.

【0027】図9は図8に示す光電・変換部301の構
成を示す図である。この図で、5は中継光ファイバ、3
11はコリメータレンズ、312a〜312gは多層膜
干渉フィルタ、313a〜313dはシリコンフォトダ
イオード、313e〜313gはゲルマニウムフォトダ
イオード、313hは硫化鉛(PbS)光導電型素子、
314は各多層膜干渉フィルタ312a〜312gを収
納するガラスブロツクである。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the photoelectric conversion section 301 shown in FIG. In this figure, 5 is a relay optical fiber, 3
11 is a collimator lens, 312a to 312g are multilayer interference filters, 313a to 313d are silicon photodiodes, 313e to 313g are germanium photodiodes, 313h is a lead sulfide (PbS) photoconductive element,
314 is a glass block for accommodating each of the multilayer interference filters 312a to 312g.

【0028】次に、本実施例の動作を説明する。光ファ
イバ5を経てコリメータレンズ311により平行光線に
された火炎の発光は多層膜干渉フィルタ312a〜31
2gを収納したガラスブロツク314に入射する。各多
層膜干渉フィルタは周囲の雰囲気(ガス、水分)等によ
り経年劣化し、このため透過率、反射率等が低下する。
これを防ぐためガラスブロツク314で各多層膜干渉フ
ィルタを覆い、経年劣化の影響を減少させる。多層膜干
渉フィルタ312aに入射する光は光ファイバ5の波長
伝送特性により0.4〜1.6μmの波長域の光であ
る。多層膜干渉フィルタ312aは0.4〜1.1μm
の波長域の光を透過し、その他の波長域の光を反射す
る。
Next, the operation of this embodiment will be described. The emission of the flame, which has been made into a parallel light beam by the collimator lens 311 via the optical fiber 5, is emitted by the multilayer interference filters 312a to 312.
The light enters the glass block 314 containing 2 g. Each multilayer interference filter deteriorates over time due to the surrounding atmosphere (gas, moisture) and the like, so that the transmittance, the reflectance, and the like decrease.
To prevent this, each multilayer interference filter is covered with a glass block 314 to reduce the effects of aging. The light incident on the multilayer interference filter 312a is light in a wavelength range of 0.4 to 1.6 μm due to the wavelength transmission characteristics of the optical fiber 5. The multilayer interference filter 312a has a thickness of 0.4 to 1.1 μm.
, And reflects light in other wavelength ranges.

【0029】多層膜干渉フィルタ312aを透過した
0.4〜1.1μmの波長域の光は、まず多層膜干渉フ
ィルタ312bに入射する。図10はこの多層膜干渉フ
ィルタ312bのスペクトル特性図である。図示のよう
に多層膜干渉フィルタ312bは波長0.8μmを中心
とした狭波長帯域の光のみを透過し、透過光はシリコン
フォトダイオード313aにより電気信号に変換され、
この電気信号はローパスフィルタ40に入力される。多
層膜干渉フィルタ312bにおけるその他の波長域の光
は反射され、多層膜干渉フィルタ312cに入射する。
多層膜干渉フィルタ312cは波長0.9μmを中心と
した狭波長帯域の光のみを透過し、透過光はシリコンフ
ォトダイオード313bにより電気信号に変換され、ロ
ーパスフィルタ40に入力される。多層膜干渉フィルタ
312cにおけるその他の波長域の光は反射され多層膜
干渉フィルタ312dに入射する。
The light in the wavelength range of 0.4 to 1.1 μm transmitted through the multilayer interference filter 312a first enters the multilayer interference filter 312b. FIG. 10 is a spectrum characteristic diagram of the multilayer interference filter 312b. As shown, the multilayer interference filter 312b transmits only light in a narrow wavelength band centered on a wavelength of 0.8 μm, and the transmitted light is converted into an electric signal by a silicon photodiode 313a.
This electric signal is input to the low-pass filter 40. Light in other wavelength ranges in the multilayer interference filter 312b is reflected and enters the multilayer interference filter 312c.
The multilayer interference filter 312c transmits only light in a narrow wavelength band centered on a wavelength of 0.9 μm, and the transmitted light is converted into an electric signal by the silicon photodiode 313b and input to the low-pass filter 40. Light in other wavelength ranges in the multilayer interference filter 312c is reflected and enters the multilayer interference filter 312d.

【0030】多層膜干渉フィルタ312dは波長1.0
μmを中心とした狭波長帯域の光のみを透過し、透過光
は同様にシリコンフォトダイオード313cにより電気
信号に変換され、ローパスフィルタ40に入力される。
多層膜干渉フィルタ312dにおけるその他の波長域の
光は反射されシリコンフォトダイオード313dに入射
し、電気信号に変換され、バンドパスフィルタ60に入
力される。シリコンフォトダイオード313dに入射す
る光は多層膜干渉フィルタ312aを透過した波長0.
4〜1.1μmのシリコンフォトダイオードの感度波長
域の光のうち、それぞれ波長0.8,0.9,1.0μ
mを中心とした狭波長帯域の光を除いた波長域の光であ
る。このシリコンフォトダイオード313dの出力電気
信号の特定周波数帯域、例えば30〜300Hzの周波
数帯域の信号強度から火炎検出を行う。即ち、前述のよ
うに可視〜近赤外線域の火炎の発光スペクトルは火炎中
の固体粒子(すす等)の発光(固体放射)による連続ス
ペクトルが主である。可視〜近赤外線域の光は同一の発
光源からの光であるため、光検出器により変換された電
気信号の周波数特性は波長によらず同様の特性となる。
故に、それぞれ波長0.8,0.9,1.0μmを中心
とした狭波長帯域の光を除いた波長域の光を火炎検出用
の入力に用いても、図6の関係を用いた火炎検出原理に
より火炎の有無の判定が可能である。
The multilayer interference filter 312d has a wavelength of 1.0
Only light in a narrow wavelength band centered on μm is transmitted, and the transmitted light is similarly converted into an electric signal by the silicon photodiode 313 c and input to the low-pass filter 40.
Light in the other wavelength range in the multilayer interference filter 312d is reflected and incident on the silicon photodiode 313d, converted into an electric signal, and input to the bandpass filter 60. The light incident on the silicon photodiode 313d has a wavelength of 0.1 mm transmitted through the multilayer interference filter 312a.
Of the light in the sensitivity wavelength range of the silicon photodiode of 4 to 1.1 μm, wavelengths of 0.8, 0.9, and 1.0 μm, respectively.
This is light in a wavelength range excluding light in a narrow wavelength band around m. Flame detection is performed from the signal intensity of a specific frequency band of the output electric signal of the silicon photodiode 313d, for example, a frequency band of 30 to 300 Hz. That is, as described above, the emission spectrum of a flame in the visible to near-infrared region is mainly a continuous spectrum due to the emission (solid emission) of solid particles (such as soot) in the flame. Since the light in the visible to near-infrared region is light from the same light source, the frequency characteristics of the electric signal converted by the photodetector have the same characteristics regardless of the wavelength.
Therefore, even if light in a wavelength range excluding light in a narrow wavelength band centered on 0.8, 0.9, and 1.0 μm is used as an input for flame detection, the flame using the relationship shown in FIG. It is possible to determine the presence or absence of a flame based on the detection principle.

【0031】多層膜干渉フィルタ312aにより反射さ
れた光は、同様に多層膜干渉フィルタ312e,312
f,312gにより、波長1.3,1.4,1.5μm
をそれぞれ中心とした狭波長帯域の光のみが透過され、
ゲルマニウムフォトダイオード313e,313f,3
13gにより電気信号に変換される。これらの電気信号
はローパスフィルタ40に入力される。その他の波長域
の光は硫化鉛光導電型素子313hに入射し、電気信号
に変換され、この電気信号の特定周波数帯域の信号強度
がシリコンフォトダイオード313dの信号と同様にバ
ンドパスフィルタ60に入力され、火炎検出に使用され
る。硫化鉛光導電型素子313hに入射する光は火炎の
発光のうち0.4〜1.1μm及び波長1.3,1.
4,1.5μmをそれぞれ中心波長とする狭波長帯域の
光を除いた波長域の光である。図11はシリコンフォト
ダイオードと硫化鉛光導電型素子分光感度の特性図であ
り、Cはシリコンフォトダイオード、Dは硫化鉛光導電
型素子の特性を示す。
The light reflected by the multilayer interference filter 312a is similarly transmitted to the multilayer interference filters 312e and 312.
f, 312 g, wavelength 1.3, 1.4, 1.5 μm
Only the light in the narrow wavelength band centered on each is transmitted,
Germanium photodiodes 313e, 313f, 3
The signal is converted into an electric signal by 13g. These electric signals are input to the low-pass filter 40. Light in other wavelength ranges enters the lead sulfide photoconductive element 313h and is converted into an electric signal. The signal intensity of this electric signal in a specific frequency band is input to the band-pass filter 60 in the same manner as the signal of the silicon photodiode 313d. And used for flame detection. The light incident on the lead sulfide photoconductive element 313h is 0.4 to 1.1 μm out of the emission of the flame and the wavelength is 1.3, 1..
This is light in a wavelength range excluding light in a narrow wavelength band having a center wavelength of 4, 1.5 μm. FIG. 11 is a characteristic diagram of the spectral sensitivity of the silicon photodiode and the lead sulfide photoconductive element. C indicates the characteristic of the silicon photodiode, and D indicates the characteristic of the lead sulfide photoconductive element.

【0032】なお、上記実施例の説明では、光検出素子
としてシリコンフォトダイオード、ゲルマニウムフォト
ダイオード、硫化鉛光導電型素子を使用したが、ゲルマ
ニウムフォトダイオードの代わりに硫化鉛光導電型素子
を使用しても良いし、硫化鉛光導電型素子の代わりにゲ
ルマニウムフォトダイオードを使用しても良い。また、
ゲルマニウムフォトダイオードと硫化鉛光導電型素子の
代わりにセレン化鉛(PbSe)光導電型素子を使用す
ることもできる。
In the description of the above embodiment, a silicon photodiode, a germanium photodiode, and a lead sulfide photoconductive element are used as photodetectors. However, a lead sulfide photoconductive element is used instead of a germanium photodiode. Alternatively, a germanium photodiode may be used instead of the lead sulfide photoconductive element. Also,
Instead of a germanium photodiode and a lead sulfide photoconductive element, a lead selenide (PbSe) photoconductive element may be used.

【0033】さらに、上記実施例の分光・光電変換部3
01は、図では1本の光ファイバにより伝送される光を
所定の数点の波長の単色光とその他の波長域の光に分光
する構成として説明したが、紙面に向かつて奥行き方向
に光ファイバ5を複数本並べ、これと対応させてシリコ
ンフォトダイオード313a〜313d、ゲルマニウム
フォトダイオード313e〜313g、硫化鉛光導電型
素子313hを光ファイバ本数分の個数奥行き方向に配
置し、多層膜干渉フィルタ312a〜312gの紙面に
向かつて奥行き方向のサイズを複数本の光ファイバによ
り伝送される光を受け透過または反射できるサイズにす
ることにより、複数本の光ファイバにより伝送される火
炎の発光を所定の数点の波長の単色光とその他の波長域
の光に分光し、光電変換できる。この構成を図12に示
す。
Further, the spectral / photoelectric conversion unit 3 of the above embodiment
In FIG. 1, the light transmitted by one optical fiber has been described as being configured to be split into monochromatic light having a predetermined number of wavelengths and light in other wavelength ranges. 5, a plurality of silicon photodiodes 313a to 313d, germanium photodiodes 313e to 313g, and a lead sulfide photoconductive element 313h are arranged in the depth direction corresponding to the number of optical fibers, and a multilayer film interference filter 312a The size of the flame transmitted by the plurality of optical fibers is set to a predetermined number by setting the size in the depth direction toward the paper surface of 〜312 g to a size capable of receiving or transmitting or reflecting the light transmitted by the plurality of optical fibers. The light can be separated into monochromatic light having a wavelength at a point and light in other wavelength ranges and photoelectrically converted. This configuration is shown in FIG.

【0034】即ち、燃焼炉の各バーナに設置される光プ
ローブは1個以上の視野を有しており、3視野がよく使
用される。中継光ファイバはこの3視野からの火炎の発
光を伝送する場合には3本の光ファイバからなる。図1
2において、3本の光ファイバ5により3視野の火炎の
発光がそれぞれコリメータレンズ311に導かれ、3本
の平行光線とされガラスブロツク314に入射する。3
本の光線は多層膜干渉フイルタ312aに入射し、その
後は図9と同様に3本の光線それぞれについて、多層膜
干渉フイルタ312a〜312gにより所定の数点の波
長の単色光とその他の波長域の光に分光される。
That is, the optical probe installed in each burner of the combustion furnace has one or more visual fields, and three visual fields are often used. The relay optical fiber is composed of three optical fibers when transmitting the light emission of the flame from the three visual fields. FIG.
In 2, the light emitted from the flame in three fields of view is guided by the three optical fibers 5 to the collimator lens 311, converted into three parallel light beams, and incident on the glass block 314. 3
The light beams enter the multilayer interference filter 312a, and thereafter, for each of the three light beams, as in FIG. 9, the monochromatic light having a predetermined number of wavelengths and the other monochromatic light beams for the other wavelength regions are output by the multilayer interference filters 312a to 312g. Dispersed into light.

【0035】又、図12において、光ファイバ315は
多層膜干渉フィルタ312a〜312gの経年劣化等に
対する補正用のもので、標準白色光源(タングステンラ
ンプ)の光を分光部に導き、この光を測定用の光ファイ
バ5の光と同様に分光し、補正用光検出器により電気信
号に変換する。図12では補正用光検出器316のみ示
されているが、計測用と同じくシリコンフォトダイオー
ド、ゲルマニウムフォトダイオード、硫化鉛光導電型素
子が分光された各光の出射位置に配置されている。これ
ら補正用光検出器出力信号の経年変化から、多層膜干渉
フィルタの経年劣化を判定し、測定値の補正を行う。な
お、図12において、光ファイバは1方向だけに並べた
が、縦横に2次元的に配置してもよい。
In FIG. 12, an optical fiber 315 is used to correct the aging of the multilayer interference filters 312a to 312g and the like. The light from a standard white light source (tungsten lamp) is guided to the spectroscopic section, and this light is measured. In the same manner as the light of the optical fiber 5 for conversion, and is converted into an electric signal by a photodetector for correction. Although only the correction photodetector 316 is shown in FIG. 12, a silicon photodiode, a germanium photodiode, and a lead sulfide photoconductive element are arranged at the emission positions of the separated light, as in the measurement. Aging deterioration of the multilayer interference filter is determined from the aging of these correction photodetector output signals, and the measured value is corrected. Although the optical fibers are arranged in only one direction in FIG. 12, they may be arranged two-dimensionally in the vertical and horizontal directions.

【0036】本実施例の効果も、図1に示す実施例の効
果と同じである。又、図12に示したように構成すれ
ば、光ファイバを複数本並べて、同じ多層膜干渉フィル
タを使用した同一の光学系により分光できる。また補正
用の光ファイバを同様に配置し、標準白色光により多層
膜干渉フィルタの光学性能の経年劣化を測定し補正を行
うことができる。なお、図9および図12に示す構成を
図1に示す分光・光電変換部に用いることができるのは
当然である。
The effect of this embodiment is the same as that of the embodiment shown in FIG. Further, with the configuration as shown in FIG. 12, a plurality of optical fibers can be arranged and the light can be separated by the same optical system using the same multilayer interference filter. In addition, the optical fiber for correction is similarly arranged, and the aging of the optical performance of the multilayer interference filter can be measured and corrected using standard white light. It should be noted that the configuration shown in FIGS. 9 and 12 can be used for the spectral / photoelectric conversion unit shown in FIG.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、光ファ
イバによつて導かれる火炎の光を波長の異なる複数の単
色光に分光する分光部と、この分光部からの各単色光を
その光量に応じた電気信号に変換する複数の光電変換部
と、これら各光電変換部で変換された電気信号のうちの
所定の波長の単色光に対応する電気信号に基づいて前記
バーナの燃焼状態を診断する燃焼診断部と、前記各光電
変換部で変換された電気信号のうちの前記所定の波長の
単色光以外の単色光に対応する電気信号に基づいて前記
バーナの火炎の有無を検出する火炎検出部とを設けたこ
とを特徴とするものである。 そのため大幅な光量の減少
を生じさせることなく、かつ、同一の光プローブと中継
光ファイバを使用して火炎検出と燃焼診断とを行うこと
ができる。
As described above, according to the present invention, the light of the flame guided by the optical fiber is transmitted to a plurality of units having different wavelengths.
A spectroscopic unit that splits the light into color light, and each monochromatic light from this spectroscopic unit.
A plurality of photoelectric conversion units that convert the electric signal according to the light amount
And of the electric signals converted by these photoelectric conversion units
Based on an electrical signal corresponding to monochromatic light of a predetermined wavelength,
A combustion diagnostic section for diagnosing the combustion state of the burner;
Of the predetermined wavelength of the electric signal converted by the conversion unit.
Based on an electrical signal corresponding to monochromatic light other than monochromatic light
A flame detector that detects the presence of a burner flame
It is characterized by the following. Therefore, flame detection and combustion diagnosis can be performed without causing a significant decrease in the amount of light and using the same optical probe and relay optical fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係る火炎検出および燃焼診断
装置のブロツク図である。
FIG. 1 is a block diagram of a flame detection and combustion diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す分光・光電変換部の構成を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a spectral / photoelectric conversion unit illustrated in FIG. 1;

【図3】図2に示す分光部の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a spectroscopy unit illustrated in FIG. 2;

【図4】図2に示す分光部の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a spectroscopy unit illustrated in FIG. 2;

【図5】燃焼診断部の診断方法を説明するスペクトル特
性図である。
FIG. 5 is a spectrum characteristic diagram illustrating a diagnosis method of a combustion diagnosis unit.

【図6】火炎検出部の検出方法を説明する光信号強度特
性図である。
FIG. 6 is an optical signal intensity characteristic diagram illustrating a detection method of a flame detection unit.

【図7】本発明の他の実施例に係る火炎検出および燃焼
診断装置の分光・光電変換部の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a spectral / photoelectric conversion unit of a flame detection and combustion diagnosis apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明のさらに他の実施例に係る火炎検出およ
び燃焼診断装置のブロツク図である。
FIG. 8 is a block diagram of a flame detection and combustion diagnosis apparatus according to still another embodiment of the present invention.

【図9】図8に示す分光・光電変換部の構成を示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a spectral / photoelectric conversion unit illustrated in FIG. 8;

【図10】図9に示す多層膜干渉フィルタのスペクトル
特性図である。
FIG. 10 is a spectrum characteristic diagram of the multilayer interference filter shown in FIG. 9;

【図11】図9に示す光電変換素子の分光感度特性図で
ある。
11 is a spectral sensitivity characteristic diagram of the photoelectric conversion element shown in FIG.

【図12】多視野の場合の図9に示す分光・光電変換部
の上面図である。
12 is a top view of the spectral / photoelectric conversion unit shown in FIG. 9 in a case of a multi-view.

【図13】従来の燃焼状態診断装置のブロツク図であ
る。
FIG. 13 is a block diagram of a conventional combustion state diagnostic apparatus.

【図14】図13に示す分光分析部の斜視図である。FIG. 14 is a perspective view of the spectroscopic analyzer shown in FIG.

【図15】従来の火炎検出装置のブロツク図である。FIG. 15 is a block diagram of a conventional flame detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バーナ 2 火炎 3 光プローブ 5 中継光ファイバ 30 分光・光電変換部 40 ローパスフィルタ 50 燃焼診断部 60 バンドパスフィルタ 70 火炎検出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Burner 2 Flame 3 Optical probe 5 Relay optical fiber 30 Spectroscopic / photoelectric conversion part 40 Low-pass filter 50 Combustion diagnostic part 60 Band-pass filter 70 Flame detection part

フロントページの続き (72)発明者 本田 紀一郎 広島県呉市宝町6番9号 バブコツク日 立株式会社 呉工場内 (56)参考文献 特開 昭61−138022(JP,A) 特開 平5−79624(JP,A) 特開 昭62−134418(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23N 5/08 G01J 3/443 G01N 21/27 Continuation of the front page (72) Inventor Kiichiro Honda 6-9 Takara-cho, Kure City, Hiroshima Prefecture Inside the Kure Plant of Babkotsuk Hitachi Ltd. (56) References JP-A-61-138022 (JP, A) JP-A-5-79624 (JP, A) JP-A-62-134418 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F23N 5/08 G01J 3/443 G01N 21/27

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バーナの火炎が発する光を受光する光プ
ローブと、この光プローブで受光した光を外部に取り出
す光ファイバとを備えたものにおいて、前記光ファイバ
で取り出された光を波長の異なる複数の単色光に分光す
る分光部と、この分光部からの各単色光をその光量に応
じた電気信号に変換する複数の光電変換部と、これら各
光電変換部で変換された電気信号のうちの所定の波長の
単色光に対応する電気信号に基づいて前記バーナの燃焼
状態を診断する燃焼診断部と、前記各光電変換部で変換
された電気信号のうちの前記所定の波長の単色光以外の
単色光に対応する電気信号に基づいて前記バーナの火炎
の有無を検出する火炎検出部とを設けたことを特徴とす
る火炎検出および燃焼診断装置。
1. An apparatus comprising: an optical probe for receiving light emitted by a flame of a burner; and an optical fiber for extracting the light received by the optical probe to the outside, wherein the light extracted by the optical fiber has a different wavelength. A spectroscopic unit that splits the light into a plurality of monochromatic lights, a plurality of photoelectric conversion units that convert each monochromatic light from the spectroscopic light into an electric signal corresponding to the amount of light, and an electric signal that is converted by each of the photoelectric conversion units. A combustion diagnostic unit for diagnosing the combustion state of the burner based on an electric signal corresponding to the monochromatic light having a predetermined wavelength, and the electric signals converted by the photoelectric conversion units other than the monochromatic light having the predetermined wavelength. A flame detection unit for detecting the presence or absence of flame of the burner based on an electric signal corresponding to the monochromatic light.
【請求項2】 請求項1において、前記分光部は、プリ
ズム又は解折格子であることを特徴とする火炎検出およ
び燃焼診断装置。
Wherein Oite to claim 1, wherein the spectroscopic unit, flame detection and combustion diagnosis apparatus, characterized in that a prism or Kaiori grating.
【請求項3】 請求項1において、前記分光部は、多層
膜干渉フィルタで構成されていることを特徴とする火炎
検出および燃焼診断装置。
3. Oite to claim 1, wherein the spectroscopic unit, flame detection and combustion diagnosis apparatus characterized by being composed of a multilayer interference filter.
【請求項4】 請求項1において、前記光電変換部は、
前記分光部からの光を直接受光する位置に配置されてい
ることを特徴とする火炎検出および燃焼診断装置。
4. Oite to claim 1, wherein the photoelectric conversion unit,
A flame detection and combustion diagnosis device, which is arranged at a position where light from the spectroscopic unit is directly received.
【請求項5】 請求項1において、前記光電変換部は、
前記分光部からの光を光ファイバを介して受光すること
を特徴とする火炎検出および燃焼診断装置。
5. A Oite to claim 1, wherein the photoelectric conversion unit,
A flame detection and combustion diagnosis apparatus, wherein light from the beam splitting unit is received via an optical fiber.
【請求項6】 請求項において、前記多層膜干渉フィ
ルタは、ガラスブロツク内に収納されていることを特徴
とする火炎検出および燃焼診断装置。
6. The flame detection and combustion diagnosis apparatus according to claim 3 , wherein the multilayer interference filter is housed in a glass block.
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