JPH05312784A - 炎検出装置 - Google Patents
炎検出装置Info
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- JPH05312784A JPH05312784A JP4123274A JP12327492A JPH05312784A JP H05312784 A JPH05312784 A JP H05312784A JP 4123274 A JP4123274 A JP 4123274A JP 12327492 A JP12327492 A JP 12327492A JP H05312784 A JPH05312784 A JP H05312784A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】フレームロッド式炎検出装置の防爆性、耐雑音
性の向上とフェールセーフの確保を目的とする。 【構成】トランスＴ1 を介して交流信号が電極Ａ，Ｂ間
に印加された状態で、電極Ａ，Ｂ間に炎が存在すると、
炎による電極間通電路と第１の抵抗Ｒ1 との並列回路を
流れる交流電流Ｉu の向きによって並列回路の抵抗値が
変化し交流電流Ｉu に偶数調波が発生する。交流電流Ｉ
u に含まれる前記偶数調波成分を、出力トランスＴ2 と
フィルタ回路３を介して抽出することで炎検出出力を発
生する。
性の向上とフェールセーフの確保を目的とする。 【構成】トランスＴ1 を介して交流信号が電極Ａ，Ｂ間
に印加された状態で、電極Ａ，Ｂ間に炎が存在すると、
炎による電極間通電路と第１の抵抗Ｒ1 との並列回路を
流れる交流電流Ｉu の向きによって並列回路の抵抗値が
変化し交流電流Ｉu に偶数調波が発生する。交流電流Ｉ
u に含まれる前記偶数調波成分を、出力トランスＴ2 と
フィルタ回路３を介して抽出することで炎検出出力を発
生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フレームロッド式の炎
検出装置に関し、特に、フェールセーフな信号処理を可
能とする炎検出装置に関する。
検出装置に関し、特に、フェールセーフな信号処理を可
能とする炎検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】フレームロッド式の炎検出装置は、バー
ナ本体を一方の電極とし、このバーナ本体先端に前方に
他方の電極としてフレームロッドを配置して両電極間に
交流電圧を印加し両電極間の電流の有無を検出して炎の
存在を検出するようになっている。
ナ本体を一方の電極とし、このバーナ本体先端に前方に
他方の電極としてフレームロッドを配置して両電極間に
交流電圧を印加し両電極間の電流の有無を検出して炎の
存在を検出するようになっている。
【０００３】従来のフレームロッド式の炎検出装置の等
価回路を図２に示し、その動作を簡単に説明する。図に
おいて、Ｔは高圧トランス、Ａ，Ｂは電極、Ｃ1 は交流
結合コンデンサ、Ｃ2 は平滑コンデンサ、Ｒは平滑抵
抗、ＲL は負荷抵抗を示す。即ち、商用電圧を例えば20
0 Ｖに高圧トランスＴを用いて昇圧し、この高圧の交流
信号をコンデンサＣ1 を介して電極Ａ，Ｂ間に印加す
る。炎がない場合は、電極Ａ，Ｂ間は開放状態にあっ
て、この高圧交流信号はコンデンサＣ1 ，Ｃ2 を介して
抵抗Ｒに印加され、コンデンサＣ2 両端には電圧は殆ど
生じない。一方、電極Ａ，Ｂ間に炎が存在すると、炎の
イオンの移動によってフレームロッド（電極Ａとする）
側からバーナ本体（電極Ｂとする）側に一方向に僅かな
電流が流れる。この電流の流れは一方向であるから直流
成分を含むことになり、この直流電圧がコンデンサＣ2
の両端に表れることになり、この直流電圧を検出するこ
とで炎の存在を検出するようにしている。そして、前記
直流電圧が存在する時は炎の存在すると判断してバーナ
に燃焼ガスを供給し、直流電圧がないときは炎がないと
判断して燃焼ガスの供給を停止するようにしている。
価回路を図２に示し、その動作を簡単に説明する。図に
おいて、Ｔは高圧トランス、Ａ，Ｂは電極、Ｃ1 は交流
結合コンデンサ、Ｃ2 は平滑コンデンサ、Ｒは平滑抵
抗、ＲL は負荷抵抗を示す。即ち、商用電圧を例えば20
0 Ｖに高圧トランスＴを用いて昇圧し、この高圧の交流
信号をコンデンサＣ1 を介して電極Ａ，Ｂ間に印加す
る。炎がない場合は、電極Ａ，Ｂ間は開放状態にあっ
て、この高圧交流信号はコンデンサＣ1 ，Ｃ2 を介して
抵抗Ｒに印加され、コンデンサＣ2 両端には電圧は殆ど
生じない。一方、電極Ａ，Ｂ間に炎が存在すると、炎の
イオンの移動によってフレームロッド（電極Ａとする）
側からバーナ本体（電極Ｂとする）側に一方向に僅かな
電流が流れる。この電流の流れは一方向であるから直流
成分を含むことになり、この直流電圧がコンデンサＣ2
の両端に表れることになり、この直流電圧を検出するこ
とで炎の存在を検出するようにしている。そして、前記
直流電圧が存在する時は炎の存在すると判断してバーナ
に燃焼ガスを供給し、直流電圧がないときは炎がないと
判断して燃焼ガスの供給を停止するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炎によ
る上述の整流作用は炎を介して流れる電流が極めて微少
であるために、電極Ａ，Ｂ間は極めて高い抵抗値（例え
ば10ＭΩ）になっている。このため、炎検出感度を高め
るために高レベルの直流電圧を負荷抵抗ＲL 側で得よう
とするには、高い抵抗値の負荷抵抗を設ける必要がある
がこれには限界がある。従って、従来では、炎を介して
発生する直流電流を大きくすることで炎検出感度を高め
ているが、このために、高圧トランスＴの出力電圧を高
く（例えば数100 Ｖ）している。しかし、従来のように
燃焼ガスの排出口となるバーナに高圧の電圧を印加する
ことは、火花放電による点火を考慮すると好ましくな
い。
る上述の整流作用は炎を介して流れる電流が極めて微少
であるために、電極Ａ，Ｂ間は極めて高い抵抗値（例え
ば10ＭΩ）になっている。このため、炎検出感度を高め
るために高レベルの直流電圧を負荷抵抗ＲL 側で得よう
とするには、高い抵抗値の負荷抵抗を設ける必要がある
がこれには限界がある。従って、従来では、炎を介して
発生する直流電流を大きくすることで炎検出感度を高め
ているが、このために、高圧トランスＴの出力電圧を高
く（例えば数100 Ｖ）している。しかし、従来のように
燃焼ガスの排出口となるバーナに高圧の電圧を印加する
ことは、火花放電による点火を考慮すると好ましくな
い。
【０００５】このため、印加電圧を低くして炎によって
コンデンサＣ2 両端に発生する直流電圧を増巾して検出
感度を高めることが考えられるが、故障発生時にフェー
ルセーフな構成を備えた直流増巾回路を構成することを
難しく、炎検出システムにおけるフェールセーフな信号
処理ができないという問題が生じる。また、従来の構成
では、炎が存在してしなくとも電極間のインピーダンス
の差があまりなく、外来雑音の影響を受け易いという問
題がある。
コンデンサＣ2 両端に発生する直流電圧を増巾して検出
感度を高めることが考えられるが、故障発生時にフェー
ルセーフな構成を備えた直流増巾回路を構成することを
難しく、炎検出システムにおけるフェールセーフな信号
処理ができないという問題が生じる。また、従来の構成
では、炎が存在してしなくとも電極間のインピーダンス
の差があまりなく、外来雑音の影響を受け易いという問
題がある。
【０００６】本発明は上記の問題点に着目してなされた
もので、電極間の印加電圧を低くでき、且つ、フェール
セーフな信号処理が可能であり、しかも、外来雑音の影
響を受け難い信頼性の高い炎検出装置を提供することを
目的とする。
もので、電極間の印加電圧を低くでき、且つ、フェール
セーフな信号処理が可能であり、しかも、外来雑音の影
響を受け難い信頼性の高い炎検出装置を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、相対
向する電極間に炎が存在する時に発生する電流を検出し
て炎の存在を検出する炎検出装置において、前記相対向
する電極間に接続する抵抗と、電極間に炎が存在する時
に当該炎を介して形成される電極間通電路と前記抵抗と
の並列回路にデューティ比50％の交流信号を供給する交
流信号発生手段と、電極間に炎が存在する時に前記並列
回路に流れる交流電流の偶数調波成分を抽出して炎検出
出力を発生する偶数調波抽出手段とを備えて構成した。
向する電極間に炎が存在する時に発生する電流を検出し
て炎の存在を検出する炎検出装置において、前記相対向
する電極間に接続する抵抗と、電極間に炎が存在する時
に当該炎を介して形成される電極間通電路と前記抵抗と
の並列回路にデューティ比50％の交流信号を供給する交
流信号発生手段と、電極間に炎が存在する時に前記並列
回路に流れる交流電流の偶数調波成分を抽出して炎検出
出力を発生する偶数調波抽出手段とを備えて構成した。
【０００８】また、前記電極間に接続する第１の抵抗と
は抵抗値の異なる第２の抵抗と、前記交流信号発生手段
の交流信号に基づいて前記第１の抵抗に流れる電流とは
逆向きの電流を前記第２の抵抗に流し両抵抗に流れる電
流の差分出力を生成する差動出力生成手段とを設け、該
差動出力生成手段の差動出力に含まれる前記交流信号の
偶数調波成分を前記偶数調波抽出手段で抽出する構成と
した。
は抵抗値の異なる第２の抵抗と、前記交流信号発生手段
の交流信号に基づいて前記第１の抵抗に流れる電流とは
逆向きの電流を前記第２の抵抗に流し両抵抗に流れる電
流の差分出力を生成する差動出力生成手段とを設け、該
差動出力生成手段の差動出力に含まれる前記交流信号の
偶数調波成分を前記偶数調波抽出手段で抽出する構成と
した。
【０００９】更に、前記差動出力生成手段で生成された
差動出力を抽出する差動出力抽出手段を設けると共に、
前記偶数調波抽出手段が抽出した偶数調波成分出力レベ
ルが所定の範囲内にある時に出力を発生し故障時に出力
を生じないフェールセーフな第１のウインドコンパレー
タと、前記差動出力生成手段が抽出した差動出力レベル
が所定範囲内にある時に出力を発生し故障時に出力を生
じないフェールセーフな第２のウインドコンパレータと
を設け、両ウインドコンパレータが共に出力した時に炎
有りの判定を行う構成とした。
差動出力を抽出する差動出力抽出手段を設けると共に、
前記偶数調波抽出手段が抽出した偶数調波成分出力レベ
ルが所定の範囲内にある時に出力を発生し故障時に出力
を生じないフェールセーフな第１のウインドコンパレー
タと、前記差動出力生成手段が抽出した差動出力レベル
が所定範囲内にある時に出力を発生し故障時に出力を生
じないフェールセーフな第２のウインドコンパレータと
を設け、両ウインドコンパレータが共に出力した時に炎
有りの判定を行う構成とした。
【００１０】
【作用】かかる構成において、相対向する電極間及び電
極間に接続する抵抗に、交流信号発生手段からデューテ
ィ比50％の交流信号を供給すると、電極間に炎がない時
には、電極間に整流電流が流れず抵抗を介して交流電流
が流れるだけであり、偶数調波は発生せず、偶数調波抽
出手段で偶数調波の抽出はできず炎検出出力は発生しな
い。一方、電極間に炎が存在する時には、電極間に炎を
介して一方向に整流電流が流れる。このため、電極間の
炎による通電路と抵抗との並列回路に流れる交流電流の
デューティが不平衡となり、交流電流に偶数調波が発生
する。この偶数調波は偶数調波抽出手段で抽出され炎検
出出力が発生する。
極間に接続する抵抗に、交流信号発生手段からデューテ
ィ比50％の交流信号を供給すると、電極間に炎がない時
には、電極間に整流電流が流れず抵抗を介して交流電流
が流れるだけであり、偶数調波は発生せず、偶数調波抽
出手段で偶数調波の抽出はできず炎検出出力は発生しな
い。一方、電極間に炎が存在する時には、電極間に炎を
介して一方向に整流電流が流れる。このため、電極間の
炎による通電路と抵抗との並列回路に流れる交流電流の
デューティが不平衡となり、交流電流に偶数調波が発生
する。この偶数調波は偶数調波抽出手段で抽出され炎検
出出力が発生する。
【００１１】このように、炎検出を交流信号の偶数調波
を抽出することで行うことで、検出感度向上のために抽
出した炎検出出力をフェールセーフな構成の交流増巾手
段を使用して増巾することが可能となり、このため、電
極間に印加する電圧を低くすることができると同時に、
炎検出システムのフェールセーフな信号処理も可能にで
きる。また、電極間に抵抗を接続することで、耐雑音性
を向上できる。
を抽出することで行うことで、検出感度向上のために抽
出した炎検出出力をフェールセーフな構成の交流増巾手
段を使用して増巾することが可能となり、このため、電
極間に印加する電圧を低くすることができると同時に、
炎検出システムのフェールセーフな信号処理も可能にで
きる。また、電極間に抵抗を接続することで、耐雑音性
を向上できる。
【００１２】また、電極間に接続する第１の抵抗とは抵
抗値の異なる第２の抵抗を設け、交流信号発生手段の交
流信号に基づいて前記第１の抵抗と第２の抵抗に互いに
逆向きの電流を流し、その差分である差動出力に含まれ
る偶数調波を抽出するようにすれば、偶数調波抽出対象
となる交流信号の基本波成分レベルを小さくでき、交流
信号の基本波成分に対する偶数調波成分の比を実質的に
高めることができ、偶数調波の抽出が容易となる。
抗値の異なる第２の抵抗を設け、交流信号発生手段の交
流信号に基づいて前記第１の抵抗と第２の抵抗に互いに
逆向きの電流を流し、その差分である差動出力に含まれ
る偶数調波を抽出するようにすれば、偶数調波抽出対象
となる交流信号の基本波成分レベルを小さくでき、交流
信号の基本波成分に対する偶数調波成分の比を実質的に
高めることができ、偶数調波の抽出が容易となる。
【００１３】更に、前記差動出力を差動出力抽出手段で
抽出すると共に、前記偶数調波抽出手段が抽出した偶数
調波成分出力レベルが所定の範囲内にある時に出力を発
生し故障時に出力を生じないフェールセーフな第１のウ
インドコンパレータと、前記差動出力生成手段が抽出し
た差動出力レベルが所定範囲内にある時に出力を発生し
故障時に出力を生じないフェールセーフな第２のウイン
ドコンパレータとを設け、両ウインドコンパレータが共
に出力した時に炎有りの判定を行う構成とすれば、回路
構成要素の故障時に少なくともどちらか一方のウインド
コンパレータの出力が停止し炎検出出力が停止すること
で、フェールセーフな構成となり、信頼性が高まる。
抽出すると共に、前記偶数調波抽出手段が抽出した偶数
調波成分出力レベルが所定の範囲内にある時に出力を発
生し故障時に出力を生じないフェールセーフな第１のウ
インドコンパレータと、前記差動出力生成手段が抽出し
た差動出力レベルが所定範囲内にある時に出力を発生し
故障時に出力を生じないフェールセーフな第２のウイン
ドコンパレータとを設け、両ウインドコンパレータが共
に出力した時に炎有りの判定を行う構成とすれば、回路
構成要素の故障時に少なくともどちらか一方のウインド
コンパレータの出力が停止し炎検出出力が停止すること
で、フェールセーフな構成となり、信頼性が高まる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて説
明する。図１において、信号発生回路１は例えば発振周
波数２ｆの矩形波信号を発生する。フリップフロップ回
路２は、前記信号発生回路１からの矩形波信号を分周し
てデューティ比が50％の周波数ｆの矩形波信号を出力す
る。フリップフロップ回路２の周波数ｆの矩形波信号
は、抵抗Ｒ0 を介して共振用コンデンサＣr と一次巻線
の自己インダクタンスＬとによる共振回路を有するトラ
ンスＴ1 の一次側に入力され、正弦波信号として二次側
に伝達される。トランスＴ1 の二次側には、互いに逆巻
きの２つの二次巻線が設けられ、各二次巻線に互いに並
列に抵抗値の異なる第１の抵抗Ｒ1 と第２の抵抗Ｒ2 が
設けられている。そして、一次側から伝達される交流信
号に基づいて二次側に発生する交流電流は、両抵抗
Ｒ1 ，Ｒ2に互いに逆向きの電流が流れるように結線さ
れている。そして、前記第１の抵抗Ｒ1 は、相対向する
フレームロッドとバーナ本体による電極Ａ，Ｂ間に並列
に接続される。ここで、前記信号発生回路１、フリップ
フロップ回路２、抵抗Ｒ0 及びトランスＴ2 により、電
極Ａ，Ｂ間に炎が存在する時に当該炎を介して形成され
る電極間通電路（図中、破線で示す）と前記第１の抵抗
Ｒ1 との並列回路にデューティ比50％の交流信号を供給
する交流信号発生手段が構成されている。
明する。図１において、信号発生回路１は例えば発振周
波数２ｆの矩形波信号を発生する。フリップフロップ回
路２は、前記信号発生回路１からの矩形波信号を分周し
てデューティ比が50％の周波数ｆの矩形波信号を出力す
る。フリップフロップ回路２の周波数ｆの矩形波信号
は、抵抗Ｒ0 を介して共振用コンデンサＣr と一次巻線
の自己インダクタンスＬとによる共振回路を有するトラ
ンスＴ1 の一次側に入力され、正弦波信号として二次側
に伝達される。トランスＴ1 の二次側には、互いに逆巻
きの２つの二次巻線が設けられ、各二次巻線に互いに並
列に抵抗値の異なる第１の抵抗Ｒ1 と第２の抵抗Ｒ2 が
設けられている。そして、一次側から伝達される交流信
号に基づいて二次側に発生する交流電流は、両抵抗
Ｒ1 ，Ｒ2に互いに逆向きの電流が流れるように結線さ
れている。そして、前記第１の抵抗Ｒ1 は、相対向する
フレームロッドとバーナ本体による電極Ａ，Ｂ間に並列
に接続される。ここで、前記信号発生回路１、フリップ
フロップ回路２、抵抗Ｒ0 及びトランスＴ2 により、電
極Ａ，Ｂ間に炎が存在する時に当該炎を介して形成され
る電極間通電路（図中、破線で示す）と前記第１の抵抗
Ｒ1 との並列回路にデューティ比50％の交流信号を供給
する交流信号発生手段が構成されている。
【００１５】また、前記第１の抵抗Ｒ1 に流れる電流Ｉ
u は出力トランスＴ2 の一次側と抵抗ＲB に図の実線矢
印で示すように供給され、前記第２の抵抗Ｒ1 に流れる
電流Ｉv は出力トランスＴ2 の一次側と抵抗ＲB に図の
破線矢印で示すよう供給され、第１の抵抗Ｒ1 と第２の
抵抗Ｒ2 の抵抗値が異なるため、前記出力トランスＴ 2
と抵抗ＲB には、両電流Ｉu ，Ｉv の差分の電流が供給
され差動出力が生成される。ここで、トランスＴ2 の二
次側の回路が差動出力生成手段に相当する。
u は出力トランスＴ2 の一次側と抵抗ＲB に図の実線矢
印で示すように供給され、前記第２の抵抗Ｒ1 に流れる
電流Ｉv は出力トランスＴ2 の一次側と抵抗ＲB に図の
破線矢印で示すよう供給され、第１の抵抗Ｒ1 と第２の
抵抗Ｒ2 の抵抗値が異なるため、前記出力トランスＴ 2
と抵抗ＲB には、両電流Ｉu ，Ｉv の差分の電流が供給
され差動出力が生成される。ここで、トランスＴ2 の二
次側の回路が差動出力生成手段に相当する。
【００１６】出力トランスＴ2 は、一次側に入力する前
記差動出力に基づいて二次側に出力を発生する。二次側
に伝達された交流信号は、フィルタ回路３に入力し、こ
こで周波数２ｆの倍調波（偶数調波成分）以外の周波数
信号がカットされる。フィルタ回路３の出力は第１の交
流増巾器ＡＭＰ１で増巾され、第１の整流回路４で整流
された後、従来公知（例えば実開昭６１−１８９２７４
号公報等参照）の故障時に出力を生じないフェールセー
フな第１のウインドコンパレータＷＣ１に入力される。
この第１のウインドコンパレータＷＣ１は、入力する倍
調波の入力レベルが所定範囲内にある時のみ出力を発生
する。ここで、前記出力トランスＴ2 とフィルタ回路３
とで偶数調波抽出手段（本実施例では倍調波を抽出して
いる）が構成される。
記差動出力に基づいて二次側に出力を発生する。二次側
に伝達された交流信号は、フィルタ回路３に入力し、こ
こで周波数２ｆの倍調波（偶数調波成分）以外の周波数
信号がカットされる。フィルタ回路３の出力は第１の交
流増巾器ＡＭＰ１で増巾され、第１の整流回路４で整流
された後、従来公知（例えば実開昭６１−１８９２７４
号公報等参照）の故障時に出力を生じないフェールセー
フな第１のウインドコンパレータＷＣ１に入力される。
この第１のウインドコンパレータＷＣ１は、入力する倍
調波の入力レベルが所定範囲内にある時のみ出力を発生
する。ここで、前記出力トランスＴ2 とフィルタ回路３
とで偶数調波抽出手段（本実施例では倍調波を抽出して
いる）が構成される。
【００１７】また、前記抵抗ＲB に発生する差動電圧の
基本波成分は、第２の交流増巾器ＡＭＰ２で増巾され第
２の整流回路５で整流された後、前記第１のウインドコ
ンパレータと同様の構成の第２のウインドコンパレータ
ＷＣ２に入力される。ここで、前記抵抗ＲB が差動出力
抽出手段に相当する。次に本実施例装置の動作について
説明する。
基本波成分は、第２の交流増巾器ＡＭＰ２で増巾され第
２の整流回路５で整流された後、前記第１のウインドコ
ンパレータと同様の構成の第２のウインドコンパレータ
ＷＣ２に入力される。ここで、前記抵抗ＲB が差動出力
抽出手段に相当する。次に本実施例装置の動作について
説明する。
【００１８】信号発生回路１から周波数２ｆの矩形波信
号が出力されると、フリップフロップ回路２はこれを分
周してデューティ比50％の周波数ｆの矩形波信号を発生
する。フリップフロップ回路２による分周は、信号発生
回路１から発生する矩形波信号が必ずしもデューティ比
が50％にならないため偶数調波成分を含んでいるので、
この偶数調波成分を取り除くために行う。フリップフロ
ップ回路２から出力されるデューティ比50％の周波数ｆ
の矩形波信号は、抵抗Ｒ0 を介してトランスＴ 1 の一次
側に入力され、共振回路によって矩形波信号は正弦波信
号に変換されて奇数調波成分が取り除かれ二次次側に伝
達される。これにより、トランスＴ1 の二次側の２つの
巻線にそれぞれ交流電流Ｉu ，Ｉv が発生する。前記電
流Ｉu ，Ｉv は、第１の抵抗Ｒ1 と第２の抵抗Ｒ2 を介
して出力トランスＴ2 の一次側と抵抗ＲB に互いに逆向
きに流れて差動出力を発生する。
号が出力されると、フリップフロップ回路２はこれを分
周してデューティ比50％の周波数ｆの矩形波信号を発生
する。フリップフロップ回路２による分周は、信号発生
回路１から発生する矩形波信号が必ずしもデューティ比
が50％にならないため偶数調波成分を含んでいるので、
この偶数調波成分を取り除くために行う。フリップフロ
ップ回路２から出力されるデューティ比50％の周波数ｆ
の矩形波信号は、抵抗Ｒ0 を介してトランスＴ 1 の一次
側に入力され、共振回路によって矩形波信号は正弦波信
号に変換されて奇数調波成分が取り除かれ二次次側に伝
達される。これにより、トランスＴ1 の二次側の２つの
巻線にそれぞれ交流電流Ｉu ，Ｉv が発生する。前記電
流Ｉu ，Ｉv は、第１の抵抗Ｒ1 と第２の抵抗Ｒ2 を介
して出力トランスＴ2 の一次側と抵抗ＲB に互いに逆向
きに流れて差動出力を発生する。
【００１９】この状態において、電極Ａ，Ｂ間に炎が存
在しない場合は、電極Ａ，Ｂ間に通電路が形成されず電
流Ｉu は第１の抵抗Ｒ1 を介して流れるだけなので、出
力トランスＴ2 に流れる差動電流に偶数調波成分は発生
せず、二次側に発生する基本波成分に基づく交流出力は
フィルタ回路３によってカットされるため第１のウイン
ドコンパレータＷＣ１から出力ｕは発生せず炎検出出力
は生じない。この時、炎検出装置の回路が正常であれ
ば、第２のウインドコンパレータＷＣ２からは差動出力
の基本波成分に基づく出力ｖが発生する。
在しない場合は、電極Ａ，Ｂ間に通電路が形成されず電
流Ｉu は第１の抵抗Ｒ1 を介して流れるだけなので、出
力トランスＴ2 に流れる差動電流に偶数調波成分は発生
せず、二次側に発生する基本波成分に基づく交流出力は
フィルタ回路３によってカットされるため第１のウイン
ドコンパレータＷＣ１から出力ｕは発生せず炎検出出力
は生じない。この時、炎検出装置の回路が正常であれ
ば、第２のウインドコンパレータＷＣ２からは差動出力
の基本波成分に基づく出力ｖが発生する。
【００２０】一方、電極Ａ，Ｂ間に炎が存在する場合、
交流電流の半周期では第１の抵抗Ｒ 1 に電流が流れると
同時に炎を介して電極Ａ，Ｂ間に通電路が形成されて電
極Ａ，Ｂ間にも僅かな電流が流れ、次の半周期では第１
の抵抗Ｒ1 のみに電流が流れ、これが繰り返される。こ
のため、交流電流の半周期毎に電流のアンバランスが生
じ、電流Ｉu に偶数調波成分が発生する。このため、出
力トランスＴ2 の一次側の差動出力に偶数調波成分が含
まれ、出力トランスＴ2 の二次側に発生した出力がフィ
ルタ回路３に入力すると、これに含まれる偶数調波のう
ちの倍調波成分が抽出されて出力される。第１のウイン
ドコンパレータＷＣ１は、前記出力レベルが所定範囲内
となるように設定されており、第１のウインドコンパレ
ータＷＣ１から出力ｕが発生して炎検出出力が発生す
る。この時、炎がない場合と同様に炎検出装置の回路が
正常であれば、第２のウインドコンパレータＷＣ２から
は差動出力の基本波成分に基づく出力ｖが発生する。
交流電流の半周期では第１の抵抗Ｒ 1 に電流が流れると
同時に炎を介して電極Ａ，Ｂ間に通電路が形成されて電
極Ａ，Ｂ間にも僅かな電流が流れ、次の半周期では第１
の抵抗Ｒ1 のみに電流が流れ、これが繰り返される。こ
のため、交流電流の半周期毎に電流のアンバランスが生
じ、電流Ｉu に偶数調波成分が発生する。このため、出
力トランスＴ2 の一次側の差動出力に偶数調波成分が含
まれ、出力トランスＴ2 の二次側に発生した出力がフィ
ルタ回路３に入力すると、これに含まれる偶数調波のう
ちの倍調波成分が抽出されて出力される。第１のウイン
ドコンパレータＷＣ１は、前記出力レベルが所定範囲内
となるように設定されており、第１のウインドコンパレ
ータＷＣ１から出力ｕが発生して炎検出出力が発生す
る。この時、炎がない場合と同様に炎検出装置の回路が
正常であれば、第２のウインドコンパレータＷＣ２から
は差動出力の基本波成分に基づく出力ｖが発生する。
【００２１】次に炎検出装置に故障が発生した場合の動
作について述べる。例えば、フリップフロップ回路２の
入出力間に短絡故障が生じ、信号発生回路１の周波数２
ｆの交流信号が直接抵抗Ｒ0 を介してトランスＴ1 に入
力した場合、特にトランスＴ1 の周波数選択特性（Ｑ
値）を小さく設定しておくことにより、直接トランスＴ
1 の二次側に倍調波成分を含んだ交流電流が出力として
発生する。この時の差動出力に含まれる倍調波成分のレ
ベルは、炎に起因して発生する倍調波成分のレベルに比
べて大きくなるため、上述の故障時における第１のウイ
ンドコンパレータＷＣ１への入力レベルが所定範囲外と
なるように設定しておけば、第１のウインドコンパレー
タＷＣ１の出力が発生しない。
作について述べる。例えば、フリップフロップ回路２の
入出力間に短絡故障が生じ、信号発生回路１の周波数２
ｆの交流信号が直接抵抗Ｒ0 を介してトランスＴ1 に入
力した場合、特にトランスＴ1 の周波数選択特性（Ｑ
値）を小さく設定しておくことにより、直接トランスＴ
1 の二次側に倍調波成分を含んだ交流電流が出力として
発生する。この時の差動出力に含まれる倍調波成分のレ
ベルは、炎に起因して発生する倍調波成分のレベルに比
べて大きくなるため、上述の故障時における第１のウイ
ンドコンパレータＷＣ１への入力レベルが所定範囲外と
なるように設定しておけば、第１のウインドコンパレー
タＷＣ１の出力が発生しない。
【００２２】また、第１の抵抗Ｒ1 又は第２の抵抗Ｒ2
に断線故障が発生した場合、抵抗Ｒ B に発生する差動出
力が増大する。この時の第２のウインドコンパレータＷ
Ｃ２への入力レベルが所定範囲外となるように設定して
おけば、第２のウインドコンパレータＷＣ２の出力が発
生しない。従って、故障がなく炎が存在する時のみ、両
ウインドコンパレータＷＣ１，ＷＣ２から出力が発生す
る。このため、以上のような故障を考慮して、第１のウ
インドコンパレータＷＣ１と第２のウインドコンパレー
タＷＣ２の両出力ｕ，ｖを例えばフェールセーフな論理
積演算回路に入力し、両出力ｕ，ｖが共に発生したとき
のみ論理積演算回路から炎検出出力が発生するように構
成すれば、フェールセーフ性を確保でき、炎検出装置の
信頼性を大幅に向上できるようになる。
に断線故障が発生した場合、抵抗Ｒ B に発生する差動出
力が増大する。この時の第２のウインドコンパレータＷ
Ｃ２への入力レベルが所定範囲外となるように設定して
おけば、第２のウインドコンパレータＷＣ２の出力が発
生しない。従って、故障がなく炎が存在する時のみ、両
ウインドコンパレータＷＣ１，ＷＣ２から出力が発生す
る。このため、以上のような故障を考慮して、第１のウ
インドコンパレータＷＣ１と第２のウインドコンパレー
タＷＣ２の両出力ｕ，ｖを例えばフェールセーフな論理
積演算回路に入力し、両出力ｕ，ｖが共に発生したとき
のみ論理積演算回路から炎検出出力が発生するように構
成すれば、フェールセーフ性を確保でき、炎検出装置の
信頼性を大幅に向上できるようになる。
【００２３】また、差動出力を生成しこの差動出力の偶
数調波を抽出することで、偶数調波の抽出を容易として
いる。即ち、炎の有無によって第１の抵抗Ｒ1 と電極
Ａ，Ｂ間の通電路の並列回路両端の抵抗値変化は、第１
の抵抗Ｒ1 の抵抗値を例えば１ＭΩ、炎が存在する時の
電極間通電路の抵抗値を10ＭΩとすると、炎がない時は
第１の抵抗Ｒ1 の抵抗値そのものであり、炎がある時は
第１の抵抗Ｒ1 の抵抗値と通電路抵抗値の合成抵抗値と
なり、その変化は約10％である。従って、炎の有無によ
る電流Ｉu の変化は極めて小さく、電流Ｉu に基づいて
出力トランスＴ2 に生じる周波数ｆの基本波成分に対し
て炎が存在する時に発生する倍調波成分の比は非常に小
さい。そして、差動出力構造を取らずにそのまま電流Ｉ
u に基づいて倍調波成分を抽出しようとすれば、フィル
タ回路３における基本波成分の減衰を大幅にとる必要が
生じ、このようなフィルタ回路を構成することは容易で
なくコストも高くなる。そこで、本実施例のように電流
Ｉu と電流Ｉv との差動出力を生成すれば、出力トラン
スＴ2 に発生する基本波成分レベルを小さくでき、差動
出力に含まれる基本波成分レベルに対する倍調波成分レ
ベルの比を実質的に大きくすることができ、フィルタ回
路３における基本波成分の減衰を小さくすることができ
るので、フィルタ回路の設計が容易となりコストも安く
できる。
数調波を抽出することで、偶数調波の抽出を容易として
いる。即ち、炎の有無によって第１の抵抗Ｒ1 と電極
Ａ，Ｂ間の通電路の並列回路両端の抵抗値変化は、第１
の抵抗Ｒ1 の抵抗値を例えば１ＭΩ、炎が存在する時の
電極間通電路の抵抗値を10ＭΩとすると、炎がない時は
第１の抵抗Ｒ1 の抵抗値そのものであり、炎がある時は
第１の抵抗Ｒ1 の抵抗値と通電路抵抗値の合成抵抗値と
なり、その変化は約10％である。従って、炎の有無によ
る電流Ｉu の変化は極めて小さく、電流Ｉu に基づいて
出力トランスＴ2 に生じる周波数ｆの基本波成分に対し
て炎が存在する時に発生する倍調波成分の比は非常に小
さい。そして、差動出力構造を取らずにそのまま電流Ｉ
u に基づいて倍調波成分を抽出しようとすれば、フィル
タ回路３における基本波成分の減衰を大幅にとる必要が
生じ、このようなフィルタ回路を構成することは容易で
なくコストも高くなる。そこで、本実施例のように電流
Ｉu と電流Ｉv との差動出力を生成すれば、出力トラン
スＴ2 に発生する基本波成分レベルを小さくでき、差動
出力に含まれる基本波成分レベルに対する倍調波成分レ
ベルの比を実質的に大きくすることができ、フィルタ回
路３における基本波成分の減衰を小さくすることができ
るので、フィルタ回路の設計が容易となりコストも安く
できる。
【００２４】このように、電極Ａ，Ｂ間に抵抗を接続す
ると共に、炎検出を直流でなく偶数調波成分の検出によ
り行う構成とすれば、耐雑音性が向上すると共に、炎検
出出力をフェールセーフな交流増巾回路を用いて増巾す
ることが可能となって電極間の印加電圧を低く設定でき
ると共、フェールセーフな信号処理が可能となる。ま
た、差動出力を生成して基本波成分のレベルを低下させ
て炎により発生する偶数調波成分レベルを実質的に大き
くすることで、偶数調波成分の抽出用フィルタ回路３の
構成を簡単化でき低コストにできる。
ると共に、炎検出を直流でなく偶数調波成分の検出によ
り行う構成とすれば、耐雑音性が向上すると共に、炎検
出出力をフェールセーフな交流増巾回路を用いて増巾す
ることが可能となって電極間の印加電圧を低く設定でき
ると共、フェールセーフな信号処理が可能となる。ま
た、差動出力を生成して基本波成分のレベルを低下させ
て炎により発生する偶数調波成分レベルを実質的に大き
くすることで、偶数調波成分の抽出用フィルタ回路３の
構成を簡単化でき低コストにできる。
【００２５】更に、偶数調波成分レベルと基本波成分レ
ベルを２つのウインドコンパレータＷＣ１，ＷＣ２で監
視する構成としたので、共に正常なレベルの時にのみ炎
検出出力を発生する構成とすれば、装置故障時に炎検出
出力を発生することのないフェールセーフ性に優れた安
全性及び信頼性の高い炎検出装置を提供できる。
ベルを２つのウインドコンパレータＷＣ１，ＷＣ２で監
視する構成としたので、共に正常なレベルの時にのみ炎
検出出力を発生する構成とすれば、装置故障時に炎検出
出力を発生することのないフェールセーフ性に優れた安
全性及び信頼性の高い炎検出装置を提供できる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
極間に抵抗を接続して電極間インピーダンスを下げるこ
とで耐雑音性が向上する。また、炎検出を炎の存在で発
生する電流に含まれる偶数調波に基づいて行う構成とし
たので、炎検出出力を交流増巾器を用いて増巾すること
が可能となり、フェールセーフな信号処理が可能となる
と共に、電極間の印加電圧を高くしなくとも炎検出感度
を高められ防爆性が高くなり安全性が向上する。
極間に抵抗を接続して電極間インピーダンスを下げるこ
とで耐雑音性が向上する。また、炎検出を炎の存在で発
生する電流に含まれる偶数調波に基づいて行う構成とし
たので、炎検出出力を交流増巾器を用いて増巾すること
が可能となり、フェールセーフな信号処理が可能となる
と共に、電極間の印加電圧を高くしなくとも炎検出感度
を高められ防爆性が高くなり安全性が向上する。
【００２７】更に、回路構成要素の故障発生時に炎検出
出力を停止する構成とすることで、フェールセーフ性を
確保でき安全性及び信頼性を向上できる。
出力を停止する構成とすることで、フェールセーフ性を
確保でき安全性及び信頼性を向上できる。
【図１】本発明の第１実施例の回路構成図
【図２】従来の炎検出装置の等価回路図
１ 信号発生回路 ２ フリップフロップ回路 ３ フィルタ回路 Ｔ1 トランス Ｔ2 出力トランス Ｒ1 第１の抵抗 Ｒ2 第２の抵抗 ＲB 抵抗 Ａ，Ｂ 電極 ＷＣ１ 第１のウインドコンパレータ ＷＣ２ 第２のウインドコンパレータ
Claims (3)
- 【請求項１】相対向する電極間に炎が存在する時に発生
する電流を検出して炎の存在を検出する炎検出装置にお
いて、前記相対向する電極間に接続する抵抗と、電極間
に炎が存在する時に当該炎を介して形成される電極間通
電路と前記抵抗との並列回路にデューティ比50％の交流
信号を供給する交流信号発生手段と、電極間に炎が存在
する時に前記並列回路に流れる交流電流の偶数調波成分
を抽出して炎検出出力を発生する偶数調波抽出手段とを
備えて構成したことを特徴とする炎検出装置。 - 【請求項２】請求項１記載の炎検出装置において、前記
電極間に接続する第１の抵抗とは抵抗値の異なる第２の
抵抗と、前記交流信号発生手段の交流信号に基づいて前
記第１の抵抗に流れる電流とは逆向きの電流を前記第２
の抵抗に流し両抵抗に流れる電流の差分出力を生成する
差動出力生成手段とを設け、該差動出力生成手段の差動
出力に含まれる前記交流信号の偶数調波成分を前記偶数
調波抽出手段で抽出する構成としたことを特徴とする炎
検出装置。 - 【請求項３】請求項２記載の炎検出装置において、前記
差動出力生成手段で生成された差動出力を抽出する差動
出力抽出手段を設けると共に、前記偶数調波抽出手段が
抽出した偶数調波成分出力レベルが所定の範囲内にある
時に出力を発生し故障時に出力を生じないフェールセー
フな第１のウインドコンパレータと、前記差動出力生成
手段が抽出した差動出力レベルが所定範囲内にある時に
出力を発生し故障時に出力を生じないフェールセーフな
第２のウインドコンパレータとを設け、両ウインドコン
パレータが共に出力した時に炎有りの判定を行う構成と
したことを特徴とする炎検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04123274A JP3141214B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 炎検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04123274A JP3141214B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 炎検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312784A true JPH05312784A (ja) | 1993-11-22 |
| JP3141214B2 JP3141214B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=14856512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04123274A Expired - Fee Related JP3141214B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 炎検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141214B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2574237B (en) * | 2018-05-31 | 2020-06-10 | Dive Logs Ltd | A bound sheet device |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP04123274A patent/JP3141214B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3141214B2 (ja) | 2001-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |