JPS6230576B2 - - Google Patents

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JPS6230576B2
JPS6230576B2 JP56169951A JP16995181A JPS6230576B2 JP S6230576 B2 JPS6230576 B2 JP S6230576B2 JP 56169951 A JP56169951 A JP 56169951A JP 16995181 A JP16995181 A JP 16995181A JP S6230576 B2 JPS6230576 B2 JP S6230576B2
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flame
circuit
responsive
capacitor
phototube
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JP56169951A
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Aaru Randeisu Uiriamu
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/12Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/429Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to measurement of ultraviolet light

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炎検出回路に関し、特に紫外線応答
光電管に接続されたフエールセーフ型の炎検出回
路に関する。
紫外線式の炎検出器は長年にわたり種々の方面
で使われてきた。中でも、バーナ装置の的確で安
全な操作を保証するための検出装置と共に、バー
ナの炎の検出のために、広く使われている。典型
的な紫外線式炎検出器は、ガスの満たされた光電
管にたよつており、その光電管には電位がかけら
れている。紫外線源があると、光電管は導通
(conductive)になり、電流が流れる。この種の
回路は典型的には、交流電位により、電流が流れ
ては、流れなくなる紫外線応答光電管を用いてい
る。この装置を用いている回路は、通常たとえ
ば、炎等の検出に応じて光電管は短絡し、光電管
が短絡すると出力信号を生ずるが、その出力信号
は炎の検出に対応しないことがあつた。従来装置
はそのように一般に設計されていた。普通、短絡
回路は、交流の両方向において等しく導通するよ
うになつているが、紫外線応答光電管は通常、与
えられた交流電位の1半サイクルの全てかまた
は、一部分だけ導通するようになつている。この
種の回路は低い抵抗の短絡回路を免れているもの
ともともと思われていた。
故意でなくとも、もし、光電管の導線に水分が
あるとすると、比較的低い抵抗の分路が紫外線応
答の光電管にできてしまうということがある。こ
の種の故障はめつたにないが、この故障は炎検出
の目的で紫外線応答光電管にたよつているバーナ
やその他の装置の安全操作のための装置では非安
全状態を導くことになりかねない。これは紫外線
応答光電管の導線間の水分の存在は、7000オーム
から60000オームの範囲抵抗値を与えるような稀
な故障である。それにしても、この種の故障の可
能性があることは非常に望ましくない。
本発明は、炎検出回路に用いられて、光電管の
導線間の比較的低い抵抗の存在によつて生じる故
障から回路を免れるようにするものである。本発
明は、紫外線応答光電管からの信号が、電圧にお
いて正しい大きさにあるということだけでなく、
炎が存在するときの紫外線応答光電管の電圧変圧
(voltage breakdown)の特性の形をしている信
号であるような信号を受けるまで炎検出回路の出
力は短絡しているというものである。この電圧変
圧は、光電管がたとえば、7000オームから60000
オームの間の抵抗で分路しているときに光電管に
表われる電圧とは特性的には異なつている。炎検
出回路の出力増幅器の入力を短絡することによつ
て、炎の存在を示すものとして発生される信号が
特定の形のパルス構成を有しないかぎりおよび有
するまでの回路を非動作の状態にすることが可能
となる。
紫外線応答の光電管が炎やその他の紫外線源の
存在において、電圧変化して、導通するとき、導
通は電流のするどい上昇、すなわち急峻なパルス
状の電流ではじまり、そして交流電位波形の平衡
が続くということに注目したい。この突然の電圧
変化の特性は、光電管が抵抗によつて分路したと
きに起こるであろう正弦波形とははつきりとちが
う。回路は、紫外線応答光電管においての突然の
パルスまたは電流に応答するものとして開示さ
れ、この回路は、増幅器に対して並列にもうけら
れていた短絡回路を取り除く。紫外線応答光電管
の炎検出回路を動作するこのモードは、装置を実
質的に抵抗形の短絡に対して免れるようにして、
炎検出回路の安全性と信頼性を改善するものであ
る。
以下、本発明を図面により、一実施例で詳細に
説明する。
第1図には、炎検出回路10が示され、炎検出
回路10は、炎の検出をするように位置された紫
外線応答光電管に接続されるように設けられてい
る。この装置は一般的に示すならば、バーナの安
全操作のためにバーナ制御装置に用いられるもの
であろう。本発明の装置は、また、火炎報知制御
装置のような制御できない火に対して紫外線応答
光電管を使用する目的で開発されたような装置に
おいても用いることができる。
紫外線応答光電管11は、1組の端子13およ
び端子14を有する12で示された入力回路に接
続されている。端子13および14は、交流電源
15より電力が与えられる入力回路とともに、紫
外線応答光電管(ultraviolet responsive tube)
に接続されているようになつている。この交流電
源15は、60ヘルツのような適当な電源であつ
て、この紫外線応答光電管11を働かすものであ
る。入力回路12は、さらに、抵抗16とコンデ
ンサ17の並列の組合せを有し、その組合せは、
導線20によつて、さらにまたダイオード21と
第2のコンデンサ22の並列組合せへ接続されて
いる。ダイオード21とコンデンサ22の並列組
合せは、さらに装置全体に対して接地またはコモ
ンとなる導線23へ接続されている交流電源15
に接続さている。紫外線応答光電管11は、抵抗
24と直列に接続されている。抵抗16、抵抗2
4およびダイオード21とともにコンデンサ22
およびコンデンサ17は、直列回路を形成し、直
列回路は、コンデンサの周期的な充電および放電
をするものである。コンデンサの充電および放電
は、紫外線応答光電管11の導通状態によつて変
化するが、続いて説明されるだろう。
ダイオード25は、抵抗26に接続され、抵抗
26は、コンデンサ27と並列に接続されて入力
回路12へダイオード25により接続されてい
る。抵抗26とコンデンサ27の並列組合せは、
積分手段として働く。抵抗26とコンデンサ27
よりなるこの積分手段は、導線30を有して、導
線30では、信号電圧は、紫外線応答光電管11
の導通状態により与えられるものである。導線3
0における信号電圧は、抵抗31を介して、さら
に先の導線32へ導びかれる。導線32は、コン
デンサ34と共に抵抗33および炎電流計のさし
込み口(flame current meter jack)29へ接
続され、それらは、並列構成でコモンの導線23
へとつながつている。さし込み口29も含せて抵
抗33とコンデンサ34の並列組合せは、抵抗3
5を介してダイオード36へ接続されている。ダ
イオード36は、40で示される3段のトランジ
スタ増幅器への入力をなしている。トランジスタ
増幅器または、炎増幅器40の出力は、スイツチ
手段42と直列に接続されたトランジスタ41の
出力である。スイツチ手段42は、リレーとして
示されているが、リレーは、供給導線43とトラ
ンジスタ41の間に接続されている。トランジス
タ41は、続いて、接地の導線23へ接続されて
いる。ダイオード36にかかる信号に応答してト
ランジスタ41が導通することは、スイツチ手段
すなわちリレー42の引込みおよび引離し(the
pull in and drop out)を制御する。導線43は
通常の電池として図示されている直流電源44の
ような電源により付勢されている。実際は、直流
電源44は交流電源15に共通の交流電源から整
流器および電圧調整器を介して電位は与えられる
だろう。
ここまで、回路は、前述した発明の背景におい
て説明したような回路であつて、すなわち、端子
13と端子14の間の抵抗の存在から保護されて
いない紫外線応答光電管の炎検出回路である。こ
こまで述べた炎検出回路へ付加される回路は、上
記のような問題を検出して、端子13と端子14
の間の抵抗短絡から免れる炎検出回路を与えるた
めの手段をなすものである。
パルス応答回路が、新規な機能をするように5
0に示されている。パルス応答回路50は、トラ
ンジスタ51を有し、トランジスタ51は、抵抗
54とコンデンサ55の接続点53へダイオード
52を介して導線43より接続されている。接続
点53は、60で示されている電界効果トランジ
スタのゲート56に接続され、電界効果トランジ
スタは、接続されたソースとドレインを有して、
抵抗33を短絡する。この短絡回路は、電界効果
トランジスタ60がゲート56の接続点53の電
圧によつて非導通状態にかわるように駆動されな
いかぎり、導線32にあらわれる信号電圧を除去
する。これは、トランジスタ51がダイオード5
2を介して、正しく導通したときに与えられるコ
ンデンサ55の電荷があることが必要となる。
トランジスタ51は、導線43上の電源電圧へ
抵抗61によつて接続されているベースを有し、
抵抗61はダイオード62と並列になつている。
ダイオード62は、コンデンサ63を介して接続
点65まで導線64により接続されている。接続
点65の電圧は抵抗24の両端に発生するもの
で、紫外線応答光電管11の導通状態を表わす電
圧である。これは、第2図および第3図と共に以
下において説明されるだろう。回路は、抵抗66
を、導線67を介して増幅器40へ接続し、さら
に、直流電源70へ導線68により接続されるこ
とで完成される。これはリレー42を切換えるた
めの炎信号電流によつて打ち負かさなければなら
ない増幅器40への負のバイアスを与えるもので
ある。
まず、炎が存在しないと仮定すると、本装置へ
の電圧の供給は、リレー42を導通しないように
する。炎がないとすると、紫外線応答光電管11
は、実質的に開の回路(open circuit)であり、
よつて、入力回路12は、抵抗24には電源電位
は与えない。コンデンサ63には、電圧がある
が、それは、直流電源44より、抵抗61を介
し、抵抗24も介して、コンデンサ63が充電さ
れて、与えられるものである。紫外線応答光電管
11が非導通状態であるならば、導線30には信
号はないが、たとえあつたとしても、導通状態に
ある電界効果トランジスタ60がその信号を短絡
するだろう。
次に、炎があつて、紫外線応答光電管11を導
通にしたとすると、その紫外線応答光電管11の
導通は、第2図に示すような電流を抵抗24に発
生する。電流は、交流電源15より供給される電
流波形の正の半サイクルの間は発生しない、紫外
線応答光電管11に、端子13と端子14の間の
充分な負の電位を与えて、紫外線応答光電管11
が電圧降下して導通するまでは発生しない。これ
は、第2図の時間70での電流のするどい急峻な
変化によつて示される。電流がゼロの線のところ
にくるまで、電流は71の導通を続ける。ゼロの
線に達するとき、紫外線応答光電管11は、入力
回路12の通常の接続構成によつて、非導通状態
となる。時間70での抵抗24における電流の突
然の導通は、コンデンサ63により与えられてい
た電圧を変化させ、そして、コンデンサ63の電
圧の突然の変化は、トランジスタ51を急に導通
にするように駆動することになる。トランジスタ
51の突然の導通は、電界効果トランジスタ60
のゲート56とコンデンサ55の接続点53へ、
第3図に示すような72で示すパルス電流を与え
る。回路は、少数のパルスが、電界効果トランジ
スタ60を“オフ”するように、ゲート56にお
けるコンデンサ55にかかる電圧を上げるよう設
計されている。この同じ時間の間、発生される
“オン”と“オフ”のパルスは、コンデンサ27
を充電するために導線30の入力すなわち信号電
圧としてダイオード25に与えられて、トランジ
スタの増幅器40への制御信号をなす。電圧が導
線30に与えられ、電界効果トランジスタ60が
導通できなくなつたとき、導線30の電圧は、ト
ランジスタの増幅器40への駆動信号となる。ト
ランジスタ増幅器40は、抵抗66を介しての負
のバイアスが打ち負かされるやいなや、紫外線応
答光電管11で炎の存在を示すためにスイツチ手
段42を引込む(pull in)ようにトランジスタ
41を“オン”にする。
第2図と第3図に示された波形は、コンデンサ
27とコンデンサ55を充電するためにサイクル
の繰り返し(a repetitive number of
cycles)の間発生しなければならないのが理解さ
れるだろう。そして、出力のスイツチ手段42を
付勢するためにトランジスタ増幅器40へ適当な
信号を供給する。これは、制御するスイツチ手段
42を偶然に付勢する過渡的または、乱れるよう
な信号(transient or stray type of signal)の
可能性を減少するものである。
もし、回路が端子13と端子14の間に抵抗を
有しているとすると、抵抗24の両端に表われる
信号は、第2図の73で示されると信号になるこ
とがわかる。この場合、するどく立ち上がるとこ
ろは表われず、第3図に示すような72の必要な
電流パルスはトランジスタ51によつて通過しな
い。本発明の回路の端子13と端子14の間の抵
抗の存在は、故に、正しく検出され、従来回路で
は発生していたような制御のスイツチ手段42の
引込み(pull in)を行なうことなしに、非安全
状態として拒絶される。
以上のように、本発明は、パルス応答回路の簡
単な付加によつて、炎の間違つた指示に対して回
路を保護するための手段を供給するものである。
パルス応答回路の特定の形は重要でなく、本発明
の意図するところが理解されるならば、当業者
は、種々の変更が可能なことは明らかである。従
つて、この発明は、特許請求の範囲の記載のみに
よつて限定されることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例で、紫外線応答光
電管に接続された炎検出回路図である。第2図
は、第1図の回路中の抵抗の時間との関係の電流
波形を示す図である。第3図は、正しい電流波形
が表われたときの時間との関係の電流波形を示す
図である。 10…炎検出回路、11…紫外線応答光電管、
12…入力回路、29…炎電流計さし込み口、4
0…トランジスタ増幅器、50…パルス応答回
路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炎が存在する時に急峻なパルス状の電流が流
    れて導通する紫外線応答光電管と、 交流電源より電力が与えられて上記紫外線応答
    光電管が接続される端子と、上記端子および上記
    交流電源に直列に接続されたコンデンサおよびイ
    ンピーダンスとを含み、炎が存在することを上記
    紫外線応答光電管が示すとき周期的に上記コンデ
    ンサの充放電により電流を出力する入力回路と、 上記入力回路からの電流の一部を積分するよう
    に接続されて上記紫外線応答光電管が炎の存在を
    示しているとき信号電圧を出力する積分回路と、 上記積分回路に接続され炎の存在に応答してス
    イツチ手段を制御する出力を与える増幅器と、 上記入力回路に接続され、通常は導通状態のス
    イツチング手段を有して上記増幅器への上記信号
    電圧を制御するパルス応答回路とを有し、 上記パルス応答回路の上記スイツチング手段
    は、炎が存在しないときは上記増幅器への上記信
    号電圧を短絡するように導通状態にされ、炎が存
    在しているときには上記紫外線応答光電管の急峻
    なパルス状の電流に応じて上記信号電圧を短絡し
    ないように非導通状態に切換わるようにしたこと
    を特徴とする炎検出回路。 2 特許請求の範囲第1項において、上記増幅器
    はリレーを制御するトランジスタからなる増幅器
    を含んでいることを特徴とする炎検出回路。 3 特許請求の範囲2項において、上記パルス応
    答回路の上記スイツチング手段は、ゲート,ドレ
    インおよびソースを有した電界効果トランジスタ
    からなり、ソースおよびドレインは上記信号電圧
    を短絡するように接続されていることを特徴とす
    る炎検出回路。 4 特許請求の範囲3項において、上記パルス応
    答回路はさらに上記電解効果トランジスタを制御
    するように上記ゲートに接続されたコンデンサ
    と、そのコンデンサと直列に接続されたトランジ
    スタとを有し、上記トランジスタは炎が存在する
    とき導通状態となる上記紫外線応答光電管からの
    信号に従つて上記コンデンサに電荷を与え、上記
    電界効果トランジスタを非導通状態に切換えるよ
    うにしたことを特徴とする炎検出回路。 5 特許請求の範囲第4項において、上記パルス
    応答回路の上記トランジスタは上記入力回路から
    の信号をコンデンサを介してベース電極に受け、
    炎が存在するときに導通する上記紫外線応答光電
    管の信号に従つて制御されることを特徴とする炎
    検出回路。
JP56169951A 1980-10-23 1981-10-23 Flame detecting circuit Granted JPS57100322A (en)

Applications Claiming Priority (1)

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US06/199,898 US4328527A (en) 1980-10-23 1980-10-23 Selective ultraviolet signal amplifier circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57100322A JPS57100322A (en) 1982-06-22
JPS6230576B2 true JPS6230576B2 (ja) 1987-07-03

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EP (1) EP0050953B1 (ja)
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DE (1) DE3176697D1 (ja)
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