KR101227598B1

KR101227598B1 - Burner flame monitoring system

Info

Publication number: KR101227598B1
Application number: KR1020110093789A
Authority: KR
Inventors: 박석진; 한동표
Original assignee: 박석진
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2011-09-19
Publication date: 2013-01-29

Abstract

PURPOSE: A system for monitoring burner flames is provided to variously and precisely analyze a state of the burner flames sensed by monitoring units installed in a boiler site. CONSTITUTION: A system for monitoring burner flames comprises a main control device. The main control device comprises a signal receiving unit, a microprocessor(240), and a burner flame state informing unit. The signal receiving unit receives burner flame signals from one of a first optical sensor and a second optical sensor. The microprocessor receives 8 kinds of the burner flame signals by a CAN communication method when receiving the burner flame signals from the first optical sensor, thereby program-calculating the same. When receiving the burner flame signals from the second optical sensor, the microprocessor classifies the burner flame signals into alternating current voltage. The burner flame state informing unit determines that a burner is blown out when a result of logic implementation with respect to flame intensity and flame frequencies is zero and the burner is ignited when the result is one. [Reference numerals] (190) Power supplier C1; (191) Power supplier C2; (192) Power supplier C3; (193) Power supplier C4; (194) Power supplier C5; (200) Transistor array C1; (201) Transistor array C2; (202) Transistor array C3; (203) Transistor array C4; (210) Differential amplifier C1; (220) Reference voltage generator C1; (221) Temperature sensor C1; (230) Reference voltage generator C2; (240) Microprocessor(MP_C1); (241) Microprocessor(MP_C2); (260) AC amplifier C1; (261) Buffer C1; (262) Buffer C2; (263) Buffer C3; (270) Photocoupler C1; (271) Photocoupler C2; (280) D/A converter C1; (290) CURRENT LOOP transmitter C1; (311) CAN transceiver C1

Description

Burner Flame Monitoring System

본 발명은 버너 화염 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보일러 현장에 설치된 광학 센서장치에 의해 근적외선과 가시광선으로 분광하여 감지된 버너 화염 신호 및 버너노즐 주변온도를 다양하고 정밀하게 분석하여 현장에서 원거리에 위치한 메인제어장치에 아날로그 신호 또는 직렬통신 방식으로 전송함으로써, 메인장치에서 버너의 점화, 소화 판정 및 버너화염상태의 모니터링이 가능하게 하고, 상기된 버너 화염특성의 광학적인 분석에 의한 데이터를 연산하여 개별 버너의 공.연비 제어를 위한 신호를 출력 하도록 하는 버너 화염 모니터링 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a burner flame monitoring system, and more particularly, to variously and accurately analyze burner flame signals and burner nozzle ambient temperature detected by spectroscopically detecting near-infrared and visible light by an optical sensor device installed at a boiler site. By transmitting analog signals or serial communication to the main control unit located at a remote location, it is possible to monitor the burner's ignition, extinguishing judgment and burner flame status at the main unit, and to transmit data by optical analysis of the burner flame characteristics described above. The present invention relates to a burner flame monitoring system that calculates and outputs a signal for air / fuel control of an individual burner.

본 발명은 버너 화염 모니터링 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a burner flame monitoring system.

본 발명과 유사한 장치로는, 버너 화염 감지기 및 총량 제어 버너 공.연비 제어장치가 있지만, 이와 같은 종래의 기술들은 아직까지도 보일러 운용자들에게 높은 신뢰감을 얻지 못하고 있는 실정이다. Similar devices to the present invention include burner flame detectors and total amount control burner air and fuel economy control devices, but such conventional techniques have not yet gained high confidence from boiler operators.

이러한 버너 화염 감지기는 버너 화염 빛의 복사 파장을 검출하는 기술 적용이 보편화 되어있으며, 대표적인 화염 감지 방식으로는 가시광선(VL), 자외선(UV), 적외선(IR) 광 검출 방식이 있다. 상기의 화염 감지기는 상대적으로 가시광선 감지방식이 화염검출 신뢰도가 높은 것으로 인식되고 있으나, 복수개의 버너가 설치되는 보일러에 있어서 자기버너화염 및 인접버너화염과의 구별이 명확하지 않을 뿐만 아니라 버너 초기 기동 시, 이그니션에 의한 스파크 불꽃을 버너화염으로 오인 감지하고 연료가 기준보다 적게 공급되는 버너 초기 운전시와 연료가 기준 값의 100%로 공급하여 정상 운전할 때의 버너화염상태가 많은 차이를 보임에도 불구하고 버너화염검출 조건을 동일하게 설정함으로써, 버너화염 감지의 오 동작이 자주 발생하는 문제점을 갖고 있다.These burner flame detectors are widely applied to detect the radiant wavelength of burner flame light, and representative flame detection methods include visible light (VL), ultraviolet (UV), and infrared (IR) light detection methods. Although it is recognized that the flame detector has a relatively high flame detection reliability, the flame detector is not distinguished from the magnetic burner flame and the adjacent burner flame in a boiler in which a plurality of burners are installed. Even though the spark flames caused by ignition are mistaken for burner flame and burner flame condition differs significantly during the initial operation of burner where fuel is supplied less than the standard and when the fuel is supplied at 100% of the reference value, By setting the burner flame detection condition to be the same, there is a problem that a malfunction of burner flame detection occurs frequently.

또한, 자외선 화염 감지 방식은 광학렌즈오염, 짧은 수명 주기, 불완전 연소 시 발생되는 미연분(unburned matter, 未燃分)에 자외선이 흡수되어 외부로 방사되는 자외선 량의 급감으로 인한 버너 화염 검출 실패와, 비 파괴 검사 시 버너화염 감지에 오 동작이 발생되어 신뢰도가 저하되는 것으로 인식되고 있다. In addition, the UV flame detection method fails to detect the burner flame due to the sudden decrease in the amount of ultraviolet rays emitted by the ultraviolet rays due to the absorption of ultraviolet rays into the optical lens contamination, short life cycle, and unburned matter generated during incomplete combustion. In case of non-destructive inspection, burner flame detection malfunctions and it is recognized that reliability is lowered.

상기의 문제점을 해결하기 위한 방법으로 자외선 및 적외선 광 센서를 일체화한 듀얼(Dual) Type의 화염감지기가 개발되어 적용되고 있지만, 적외선 광 센서는 감지하고자 하는 버너가 소화되었음에도 불구하고 인접한 버너화염, 또는 보일러 내부의 고온상태를 오인 감지하는 상황이 자주 발생하여 자외선 광 센서로만 버너화염 감지를 적용해 오고 있다.In order to solve the above problems, a dual type flame detector having integrated UV and infrared light sensors has been developed and applied, but the infrared light sensor has an adjacent burner flame or Due to the frequent occurrence of false detection of high temperature inside the boiler, burner flame detection has been applied only to UV light sensors.

한편, 총량 제어 버너 공.연비 제어장치는 기계식과 전자식 공.연비 제어기가 산업용 버너제어에 적용되고 있는데, 전자식 공.연비 제어기가 비교적 제어 신뢰도가 높아서 최근에는 전자식 공.연비 제어기가 주류를 이루고 있는 실정이다.On the other hand, the total amount control burner air-fuel control device is applied to the industrial burner control of the mechanical and electronic air-fuel control controller, the electronic air-fuel fuel controller is the mainstream electronic air-fuel control controller has been the mainstream recently. It is true.

그러나, 상기 총량제어 버너 공.연비 제어기일지라도 한 개의 보일러 굴뚝에서 발생되는 배기가스 출력을 검출 하는 기존방식은 단독으로 버너가 설치되는 보일러에서는 제어하는데 어려움이 없지만, 복수개의 버너가 설치되는 보일러의 경우는 불완전 연소 및 과잉 공기에 의한 환경유해 물질인 배기가스 발생이 어떤 버너로 인한 것인지 검출하는 것이 어려워 제어하는데 한계가 있다.However, even in the total amount control burner air and fuel economy controller, the existing method of detecting exhaust gas output from one boiler chimney is difficult to control in a boiler in which a burner is installed alone, but in the case of a boiler in which a plurality of burners are installed. Since it is difficult to detect which burner is caused by the generation of exhaust gas, which is an environmentally harmful substance due to incomplete combustion and excess air, there is a limit to control.

현재, 버너의 공.연비 제어는 기계 구조 물리적인 관점에서는 매우 높은 발전을 이루었지만, 보일러의 에너지 절감 및 배기가스 출력 저감에 대한 세밀하고 정성적인 개발동향의 시대적 흐름은 더욱더 많은 성과를 요구하고 있다.At present, the burner's air and fuel efficiency control has made very high development in terms of the mechanical structure and physical aspects, but the trend of detailed and qualitative development trends for the energy saving of the boiler and the reduction of the exhaust gas output requires more and more achievements. .

따라서, 버너 공.연비 제어의 기계 구조 물리적인 기술발전이 한계에 도달한 만큼, 전자식 공.연비 제어에서 그 해결방안을 찾기 위한 연구개발이 점차 증가하고 있으며 비교적 안정적인 상업화가 이루어진 것으로 보인다. 그러나, 상기된 전자식 공.연비 제어의 한계성을 극복하기 위해서는 개별 버너 관점에서 다양한 방법으로 버너 화염상태를 판단할 수 있는 개별, 측정장치의 설치가 필요하지만 현장 설치의 부담을 극복하기 어렵고, 상기의 문제점을 해결할 만한 효과적인 측정방법이 나타나지 않고 있다.Therefore, as the mechanical structure of burner air-fuel control has reached the limit, research and development to find a solution in electronic air-fuel control has been gradually increasing, and relatively stable commercialization seems to have been achieved. However, in order to overcome the limitations of the above-mentioned electronic air-fuel control, it is necessary to install individual and measuring devices that can determine the burner flame state in various ways from the viewpoint of individual burners, but it is difficult to overcome the burden of field installation. There is no effective measurement method to solve the problem.

그러므로 개별 버너의 안전동작을 감시하기 위해 필수적으로 설치되는 종래의 버너화염 감지기의 고정위치를 활용하여 버너화염 감지 및 버너화염에서 방사되는 근적외선 및 가시광선의 특성을 응용한 광학식 개별버너 공.연비 제어 방법을 적용하여 버너의 공.연비를 제어하는 것이 현실적이고 합리적인 대안으로 판단된다.Therefore, by using the fixed position of the conventional burner flame detector, which is essentially installed to monitor the safe operation of individual burners, the optical individual burner air and fuel control method applying the characteristics of burner flame detection and near-infrared and visible light emitted from the burner flame It is considered a realistic and reasonable alternative to control the burner's air and fuel economy.

그러나 산업용 대형 보일러 및 화력발전소의 경우, 종래의 전자식 버너 공.연비 제어가 현장의 여러 가지 입력조건과 각 제어 관련 부하들간의 시퀀스적인 연계가 매우 복잡하므로 본 발명과 보일러 제어 DCS와의 연동이 쉽지 않을 것으로 판단된다. However, in the case of large industrial boilers and thermal power plants, the conventional electronic burner air-fuel control is not easy to interwork with the present invention and boiler control DCS because the sequence connection between various input conditions and loads related to each control is very complicated. It seems to be.

따라서, 본 발명의 광학식 개별버너 공.연비 제어는 중.소형의 단독버너 운전에 적용하고 산업용 중.대형 보일러의 다중버너 및 화력발전소 보일러, 버너운전의 경우는 다양하게 분석한 버너화염상태를 모니터하여 효율적인 보일러 운전이 가능할 수 있도록 데이터를 제공하는 데에 본 발명의 또, 다른 의의가 있다 할 것이다. Therefore, the optical individual burner air and fuel efficiency control of the present invention is applied to the operation of small and medium single burners and monitors the burner flame conditions analyzed in various cases in the case of multiple burners, thermal power plant boilers and burner operations of industrial medium and large boilers. It is another object of the present invention to provide data to enable efficient boiler operation.

산업용 및 화력 발전소 보일러는 대부분, 설치 년도가 오래되었으며 그 효율이 떨어질 때, 가동을 멈추고 보수 및 예방정비 차원에서 반복적으로 유지 보수하여 보일러가 정상 작동하도록 운용하고 있다.Most industrial and thermal power plant boilers have been installed for a long time and when their efficiency drops, they are shut down and repeatedly maintained for maintenance and preventive maintenance.

이와 같은 보일러 운영 시스템은 과거, 보일러를 설치 시공하였던 초기 당시에서 어느 정도 시점까지는 보일러 유지보수에 의하여 그 목표설계 치의 효율 만족도를 달성할 수 있었지만, 산업용 및 화력발전소용 보일러가 폭발적으로 증가하여 화석연료가 장기간, 대량으로 소비되면서 연료의 공급이 수요를 감당할 수 없는 상황에 직면하게 되었다. 이와 같은 이유로, 그동안 보일러 설치 시공 당시, 보일러 출력 목표 설계 값을 유지하기 위해 적용되었던 양질의 연료조건을 벗어나 가격이 저렴한 악질의 연료를 적용하는 상황이 일반화되고 점차 확대일로에 있다.In the past, the boiler operating system was able to achieve the efficiency satisfaction of the target design value by the maintenance of the boiler from the beginning of the time when the boiler was installed. As a result of the long-term consumption of large quantities, the supply of fuel is not able to meet the demand. For this reason, the situation of applying low-cost, low-quality fuel beyond the high-quality fuel condition that was applied to maintain the boiler output target design value at the time of boiler installation has become common and gradually expanding.

악질 연료의 적용이 확대되면서 보일러의 효율은 저하되고 유지보수 비용이 증가하는 것은 물론, 배기가스가 증가하는 등, 많은 문제점을 발생시키고 있다. 그러나 현재 적용되고 있는 연료에 맞게 보일러를 다시 설치 시공하는 것은 기존 보일러를 철거하고 재 설치하는 비용이 막대할 뿐만 아니라, 설치 시공이 완료될 때 까지 제품생산이 멈추게 되는 손실이 발생되므로 현실적인 어려움과 제약이 따를 수 밖에 없다. As the application of the bad fuel is expanded, the efficiency of the boiler is lowered, the maintenance cost is increased, and the exhaust gas is increased, causing many problems. However, the re-installation of boilers according to the fuels currently applied is not only expensive to dismantle and re-install the existing boilers, but also causes the loss of production stop until the installation is completed. This is bound to follow.

또한, 현재 적용되고 있는 악질연료로 인하여 보일러 출력 효율이 저하하고 유지보수 비용의 증가에 대한 원인 분석이 명확하지 않다면, 보일러를 재 설치하여 시공한다는 것은 더더욱 어려울 수 밖에 없다. In addition, it is more difficult to re-install boilers if the cause of the poor fuel that is currently applied is that the boiler output efficiency is lowered and the cause analysis for the increase in maintenance cost is not clear.

그렇다면, 기존의 보일러를 계속, 운용하면서 그, 출력효율을 향상시키고 보일러, 유지보수비용의 감소 및 배기가스 출력량을 저감시킬 수 있도록 효과적인 대안을 모색하는 것만이 유일한 대책이 될 수가 있다.If so, the only solution would be to continue to operate the existing boiler and to find an effective alternative to improve its output efficiency, reduce boiler, maintenance costs, and reduce emissions.

그러나, 상기의 원인을 체계적이고 다양한 방법으로 분석하고 판단할 수 있는 계측제어 장치가 적용되고 있지 않다. 다만, 보일러의 증기압력, 온도, 수관 튜브의 균열상태를 모니터하고, 다중 버너일 때에도 공기 및 연료의 공급량을 일괄 제어하는 총량제어 방식의 전자식 공.연비 제어장치를 통하여 보일러의 유지보수 및 효율을 향상시키기 위한 기존기술이 답습되고 있는 실정이다.However, there is no application of a measurement control device capable of analyzing and determining the cause of the above in a systematic and various manner. However, it is necessary to monitor the steam pressure of boiler, the temperature and the cracking condition of the water tube, and to control the supply and maintenance of the boiler with the total amount control system Existing technologies for improving the performance of the system are being followed.

이와 같은 개발동향은 보일러의 출력향상 및 배기가스 저감 측면에서 그 효과가 한계점을 보일수 밖에 없는데, 이러한 한계점을 극복하기 위해서는 보일러의 운전에 가장 핵심적인 역할을 담당하고 보일러의 출력에 직접적인 영향을 주는 버너의 운전조건을 개선할 수 있도록 상기한 광학식으로 개별 버너의 공.연비를 자동제어 하는 것만이 가장 확실한 방법이 될 수가 있다. These development trends have a limit in improving the output of the boiler and reducing the exhaust gas. In order to overcome these limitations, it plays the most important role in the operation of the boiler and directly affects the output of the boiler. Only the automatic control of the air / fuel efficiency of individual burners can be the most reliable way to improve the burner operating conditions.

따라서, 보일러 출력의 목표 값에 도달시키기 위하여 버너작동을 개시할 때, 버너의 연소상태가 완전연소되거나 불완전연소될 때의 버너 화염 상태를 다양한 방법으로 계측하여 정밀 분석하고 비교하는 것에 의하여 상기의 문제점을 해결할 수 있는 가장 효과적이고 즉각적인 단서를 제공할 수 있을 것이다.Therefore, when the burner operation is started to reach the target value of the boiler output, the above-described problem is measured, analyzed, and compared in detail by measuring the burner flame condition when the burner combustion state is completely or incompletely burned. It will provide the most effective and immediate clues to solve the problem.

그러나 버너 화염을 장기간 계측하더라도 유지보수에 문제가 없고 그 신뢰도가 객관적으로 보증되는 계측장치가 아니라면 상기의 문제점을 해결하기 위한 좋은 방법이 될 수가 없다.However, if the burner flame is measured for a long period of time, there is no problem in maintenance and the reliability of the burner flame can not be objectively guaranteed.

이와 같은 관점에서 볼 때, 상기의 문제점을 해결하기 위한 가장 효과적이고 적절한 방법은 버너화염을 광학적인 방법으로 계측하여 정밀 분석하는 것이 유일한 대책이 될 수 있을 것이다.From this point of view, the most effective and appropriate way to solve the above problems is to measure the burner flame in an optical method and precisely analyze it.

현재, 버너 화염을 광학적으로 측정할 수 있는 장치는 버너화염 감지기가 있는데, 다행스럽게 모든 버너에 버너화염 검출기가 설치되어 있어서 버너 화염 검출기능을 확대 적용하고 응용한다면, 별도로 관련 장치를 설치하는 번거로움이 없이 상기의 문제점을 해결하기 위한 효과적인 방법이 될 수가 있다. Currently, a device capable of optically measuring a burner flame has a burner flame detector. Fortunately, all burners have a burner flame detector, so if the burner flame detection function is extended and applied, It can be an effective method for solving the above problems.

한편, 기존의 버너화염 검출기는 버너의 점화 및 소화를 판단하거나 버너화염의 상태 값을 0~100%로 표시하는 기능으로만 버너제어시스템의 제어부분에 할당되어 있어, 상기의 문제점을 해결하기 위한 좋은 계측 포인트로서의, 선점 효과를 발휘하지 못하고 있을 뿐만 아니라, 다중 버너화염을 검출함에 있어서도 버너의 점화 및 소화 판단 시, 오 동작이 빈번하여 그 판정 결과값을 버너 제어에 활용하려는 측면에서 보일러 운용자들에게 불신을 받고 있는 것이 일반적인 인식이다.On the other hand, the existing burner flame detector is assigned to the control part of the burner control system only to determine the ignition and extinguishing of the burner or to display the state value of the burner flame as 0 to 100%. In addition to not having a preemptive effect as a good measurement point, the boiler operators are often used to detect burner ignition and burnouts, and to use the result of the decision to burner control. Being distrusted by is a common perception.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하고 현실성을 고려한 버너 화염 모니터링 시스템 개발의 필요성이 시급하다.
Accordingly, there is a pressing need to develop a burner flame monitoring system that solves the above-mentioned problems and takes into consideration realities.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 보일러 현장에 설치된 광학 센서장치에 의해 적외선과 가시광선으로 분광하여 감지된 버너 화염 신호 및 버너노즐 주변온도신호를 다양하고 정밀하게 분석하여 현장에서 원거리에 위치한 메인제어장치에 아날로그 또는 직렬통신 방식으로 전송함으로써 메인제어장치에서 버너의 점.소화 판정 및 버너화염상태의 모니터링이 가능하게 하고, 상기된 버너 화염특성의 광학적인 분석을 통해 얻어진 데이터를 연산하여 개별 버너의 공.연비 제어를 위한 신호를 출력하고 있으며, 메인제어장치에서 상기의 다양하게 분석한 버너화염 상태의 신호를 산업용 컴퓨터화면에 표시가 가능하도록 연산가공하고 양방향 직렬 통신 방식으로 중앙제어실로 전송하여 중앙제어실의 산업용 컴퓨터화면에서 데이터베이스화 및 상기 분석신호의 트랜드와 버너 장치의 작동상태를 표시토록 하거나 중앙제어실에서 메인제어장치로 원격조정이 가능한 버너 화염 모니터링 시스템을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention devised to solve the above problems is to analyze the burner flame signal and the burner nozzle ambient temperature signal detected by spectroscopically infrared and visible light by the optical sensor device installed in the boiler site in the field by various and precise analysis. By transmitting analog or serial communication to the main controller located at a remote location, it is possible to monitor the burner's point and extinguishment and burner flame status from the main controller, and to obtain the data obtained through the optical analysis of the burner flame characteristics described above. It outputs signals for air and fuel efficiency control of individual burners by calculating and processing the signals of burner flame status analyzed by the main controller in order to be displayed on the industrial computer screen, and centralized by bidirectional serial communication. Transfer the data to the control room and display it on the industrial computer screen of the central control room. Beyiseuhwa ever and display the operating status of the trend and the burner apparatus of the assay signal or to provide a burner flame monitoring system capable of remote control by the main control unit in the central control room.

또한, 본 발명의 다른 목적은 메인제어장치의 연산회로에 있어서 일반적인 버퍼 및 차동 증폭회로 이외에는 기본적인 OP_AMP 및 비교기의 연산까지도 마이크로프로세서 내부에서 실행되도록 하여 부품의 종류를 단순화하고 최소의 부품수가 되도록 함으로써, 제품제작 및 TEST시의 번거로움을 제거하였고 유지보수 비용이 절감되어 경제적인 효과를 가지는 버너 화염 모니터링 시스템을 제공하기 위함이다.In addition, another object of the present invention is to simplify the type of components and to minimize the number of components by performing the operation of the basic OP_AMP and comparator in addition to the general buffer and differential amplification circuit in the operation circuit of the main control device inside the microprocessor, It is to provide burner flame monitoring system that has economical effect by eliminating the trouble of manufacturing and test and reducing maintenance cost.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 제1광센서장치의 버너화염의 복사 파장 중, 평행 광 변환 렌즈 및 미러(적외선반사) 또는 프리즘 등의 광학장치를 적절하게 적용하여, 근적외선(950~970nm)및 가시광선 파장으로 분광하고 상기의 가시광선 파장으로는 제1광센서장치에 구성된 금속케이스 내의 동일공간에 위치한 세 개의 포토다이오드에서 Red, Green, Blue 파장(이하는 R,G,B파장으로 명명함.)으로 분류하여 화염의 세기 및 화염주파수 신호를 연산하였으며, 분광한 근적외선(950~970nm)파장으로는 버너노즐 주변의 온도신호를 연산하고 상기의 연산 신호들을 CAN직렬 통신 방식으로 메인제어장치에 전송함으로써, 버너1대의 감시 포인트에서 화염감지기 3대가 동시에 버너 화염상태의 이상유무를 판단하는 버너의 점화 및 소화상태 판정에 관하여, 기존 화염검출기 보다 3배의 고 신뢰도를 달성하였으며 버너의 점화 및 소화 상태 판정신호와 함께 화염의 세기(R,G,B파장)신호 3종류, 화염주파수(R,G,B파장)신호 3종류, 버너화염의 색상 및 표면온도, 보일러 내부의 버너 노즐 주변온도 및 광 센서 장치의 케이스 내부온도, 메인제어장치 내부의 온도신호를 포함하는 총 12가지의 다양한 버너 화염 분석신호를 양 방향 직렬통신 방식으로 상기의 중앙제어실로 전송할 수 있도록 하여 버너화염에 대한 정밀하고 다각적인 진단과 분석을 통하여 원천적인 정보를 제공할 수 있는 버너 화염 모니터링 시스템을 제공하기 위함이다.Still another object of the present invention is to apply an optical device such as a parallel light conversion lens and a mirror (infrared reflection) or prism as appropriate among the radiation wavelengths of the burner flame of the first optical sensor device, and thus, near infrared (950 to 970 nm). And visible light wavelengths, and the visible light wavelengths include red, green, and blue wavelengths (hereinafter referred to as R, G, and B wavelengths) in three photodiodes located in the same space in the metal case of the first optical sensor device. And the flame intensity and flame frequency signals were calculated, and the spectral near-infrared (950-970 nm) wavelength used to calculate the temperature signals around the burner nozzles, and the above calculation signals were processed by CAN serial communication. In the burner monitoring point, three flame detectors simultaneously determine the burner ignition and extinguishing status, which determine whether the burner flame is abnormal. Achieved three times higher reliability, three kinds of flame intensity (R, G, B wavelength) signals, three kinds of flame frequency (R, G, B wavelength) signals, burner flames along with burner ignition and fire extinguishing signals A total of 12 different burner flame analysis signals including the color and surface temperature of the boiler, the burner nozzle ambient temperature inside the boiler, the case temperature inside the light sensor device, and the temperature signal inside the main control device. It is to provide burner flame monitoring system that can provide source information through precise and diversified diagnosis and analysis of burner flame by enabling transmission to central control room.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 버너화염 모니터링 장치를 결합하는 구성에 있어서 단일 개로 할 때는 원격 모니터링을 위한 통신 출력으로 RS485 직렬 통신 방식을 적용하고, 복수 개로 구성할 때는 모니터링을 위한 가공 신호를 RS232C 출력을 통하여 별도로 준비된 마이크로 프로세서에 복수 입력하고 이더넷(TCP/IP)출력할 수 있도록 하였고, 이더넷 출력을 복수 입력하여 1개의 이더넷 신호로 출력하는 허브를 적용할 때, 상용화되는 허브의 표준에 맞추고 버너화염 모니터링 장치의 설치 공사가 간편해지도록 구성한 버너 화염 모니터링 시스템을 제공하기 위함이다.In addition, another object of the present invention is to combine the burner flame monitoring device when applying a single RS485 serial communication method as a communication output for remote monitoring when the unit is a single, RS232C processing signal for monitoring when configured in plurality The output allows multiple inputs to a separate microprocessor and Ethernet (TCP / IP) outputs. When applying a hub that inputs multiple Ethernet outputs and outputs one Ethernet signal, it meets the standard of a commercially available hub and burner. It is to provide a burner flame monitoring system configured to simplify the installation and construction of a flame monitoring device.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 버너화염 상태를 광학적인 방법으로 정밀하고 다양하게 분석한 연산신호를 원거리에 위치한 중앙제어실의 DCS(분산제어시스템, distributed control system)에서 원격으로 모니터링이 가능하도록 가공한 연산신호 출력과, 산업용 중, 소형 보일러의 버너 공.연비 제어 신호 출력의 두 가지 상태 값을 보일러 운용자가 선택하여 버너 화염 모니터링 시스템을 적용할 수 있도록 하였으며, 운용자가 공.연비제어를 선택하였을 경우, 개별적인 버너의 화염상태를 정밀 분석함으로써, 기존의 전자식 버너 공.연비 제어 장치를 통하여 다중 버너가 설치되어 있는 보일러에 공기와 연료를 일괄 공급하는 총량제어 방식(공.연비 공급 균형을 유지하는 버너와 그렇지 못한 버너 모두, 보일러 출력 목표량 및 전체의 배기가스출력 기준으로 버너의 공.연비 제어가 동일하게 이루어져 공기와 연료를 일괄 공급 하는 제어 방식)의 오류를 개선하고 보다, 정성적인 제어가 될 수 있도록 개별적으로 버너의 공.연비 피드백 제어 신호를 출력하도록 하였고, 상기에서 언급한, DCS에서 원격으로 모니터링이 가능하도록 가공한 연산신호를 DCS의 PC화면에 모니터링 하거나 중앙제어실에서 메인제어장치로 원격조정 할 수 있는 양방향으로 직렬통신이 가능한 버너 화염 모니터링 시스템을 제공하기 위함이다.In addition, another object of the present invention is to process the operation signal to analyze the burner flame state precisely and variously by optical method in the DCS (distributed control system, distributed control system) of the central control room located at a remote location It is possible to apply the burner flame monitoring system by selecting the two state values of one operational signal output and the burner air and fuel efficiency control signal output of small and medium industrial boilers. In this case, by precisely analyzing the flame conditions of individual burners, the total amount control method of supplying air and fuel collectively to a boiler in which multiple burners are installed through the existing electronic burner air and fuel control device ( Both burners and those that do not have burners based on the boiler output target and the total emissions output. The air and fuel consumption control is the same, and the air and fuel consumption feedback control signals of the burners are individually outputted to improve the error of the control method of collectively supplying air and fuel and to provide more qualitative control. In order to provide a burner flame monitoring system capable of bi-directional serial communication, the operation signal processed to be monitored remotely by the DCS can be monitored on the PC screen of the DCS or remotely controlled by the main control unit from the central control room. .

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 기존의 버너 화염감지기가 갖고 있는 버너 화염 감시장치의 선점효과를 계승하고 기존의 보일러를 계속 운용하면서도 그 출력효율을 향상시켜 보일러 유지보수비용의 감소 및 배기가스 출력량을 저감시킬 수 있도록 버너 화염 모니터링 시스템을 제공하기 위함이다.In addition, another object of the present invention is to inherit the preemption effect of the burner flame monitoring device of the existing burner flame detector and improve the output efficiency while continuing to operate the existing boiler to reduce the boiler maintenance cost and exhaust gas output To provide a burner flame monitoring system to reduce the

메인제어장치로부터 이격된 거리에 구비되어 있는 제1광센서장치 또는 제2광센서장치로부터 직렬통신 또는 아날로그 전송으로 버너 화염 신호를 수신하여 연산 처리하는 마이크로프로세서(240)가 구비된 메인제어장치를 포함하는 버너 화염 모니터링 시스템에 있어서, 상기 메인제어장치는, 상기 제1광센서장치 또는 제2광센서장치 중 어느 하나의 장치로부터 버너 화염 신호를 수신하는 신호수신부; 상기 제1광센서장치로부터 버너 화염 신호를 수신하는 경우, 화염의 세기 레드(R, Red), 그린(G, Green), 블루(B, Blue) 각각의 신호 3종류와 화염주파수 레드(R, Red), 그린(G, Green), 블루(B, Blue) 각각의 신호 3종류와 온도신호 연산기(100) 및 온도센서(80)로부터 검출된 온도측정값 신호 2종류를 포함한 8종류의 버너 화염 신호를 캔(CAN, Controller Area Network) 통신 방식으로 수신하여 프로그램 연산하고, 상기 제2광센서장치로부터 버너 화염 신호를 수신하는 경우, 교류(AC) 전압 신호로 분류하고 제1 아날로그신호선택기(MUX_C1, 300)를 통해 마이크로프로세서(240) 내부의 오피앰프(OP_AMP, OP0, OP1, OP2) 포트(PORT)로 입력되어 상기 화염의 세기 및 화염주파수 신호를 프로그램 연산하되, 버너의 동작상태 판정은 설정1(Set1), 설정2(Set2), 설정3(Set3) 모드에서 설정한 소분류모드(화염의 세기 하한값모드(IL), 화염의 세기 상한값모드(IH), 화염주파수 하한값모드(FL), 화염주파수 상한값모드(FH), 온-타임모드(ON-T), 오프-타임모드(OFF-T))의 설정 값과 버너화염의 색상모드에서 선택한 연산 결과 값인 화염의 세기 및 화염주파수와 비교하여 실행하고 상기 설정1, 설정2, 설정3 모드에서 하한 값(IL, FL)과 상한 값(IH, FH)표시모드를 별도 설정하여, 제1 내지 제3 엘이디(LED_c1~3, 330,331,332)에서 상기의 하한 값에서는 녹색으로 발진하고 상기의 상한 값에서는 적색으로 발진하여 표시되도록 하고, 화염의 세기는 화염의 세기 하한값모드(IL)와 화염의 세기 상한값모드(IH) 사이에 존재할 때 화염의 세기 로직(LOGIC) "1"을 발생시키고 화염주파수도 화염주파수 하한값모드(FL)와 화염주파수 상한값모드(FH) 사이에 존재할 때 화염 주파수 로직(LOGIC) "1"이 발생되도록 하며, 화염의 세기가 화염의 세기 하한값모드(IL)와 화염의 세기 상한값모드(IH)의 범위 밖에 존재할 때 화염의 세기 로직(LOGIC) "0"을 발생시키고 화염 주파수가 화염주파수 하한값모드(FL)와 화염주파수 상한값모드(FH)의 범위 밖에 존재할 때 화염 주파수 로직(LOGIC) "0"이 발생되도록 하는 마이크로프로세서(240); 및 상기 마이크로프로세서(240)에서 연산된 화염의 세기 및 화염주파수를 앤드 로직(AND LOGIC)한 결과가 '1'일 경우 릴레이1(RY1)이 온(ON)이 되어 버너가 점화된 것으로 판단하고, '0'일 경우 릴레이1(RY1)이 오프(OFF)되어 버너가 소화된 것으로 판단하는 버너화염상태알림부; 를 포함하고, 상기 제 1광센서 장치 및 제 2광센서장치는, 가시광선과 근적외선을 분광하는 광학장치가 구비되는 것을 특징으로 한다.The main control device is provided with a microprocessor 240 for receiving and processing a burner flame signal by serial communication or analog transmission from the first optical sensor device or the second optical sensor device provided at a distance from the main control device. A burner flame monitoring system comprising: a signal receiving unit configured to receive a burner flame signal from any one of the first optical sensor device and the second optical sensor device; When receiving a burner flame signal from the first optical sensor device, three kinds of signals of flame intensity red (R, Red), green (G, Green), and blue (B, Blue) and flame frequency red (R, Eight kinds of burner flames including three types of signals of red, green, and blue, and two types of temperature measurement signal detected by the temperature signal calculator 100 and the temperature sensor 80 When receiving a signal through a CAN (Controller Area Network) communication scheme and performing a program operation and receiving a burner flame signal from the second optical sensor device, the signal is classified into an AC voltage signal and the first analog signal selector MUX_C1. , 300 is input to the op amp (OP_AMP, OP0, OP1, OP2) port (PORT) in the microprocessor 240 to program the flame intensity and flame frequency signal, but the operation state of the burner is set Small classification mode (flaming mode) set in 1 (Set1), 2 (Set2) and 3 (Set3) modes. Intensity lower limit mode (IL), Flame intensity upper limit mode (IH), Flame frequency lower limit mode (FL), Flame frequency upper limit mode (FH), On-time mode (ON-T), Off-time mode (OFF-T This is done by comparing the setting value of)) and the flame intensity and flame frequency, which are the calculation result value selected in the burner flame color mode, and the lower limit values (IL, FL) and the upper limit value (IH) in the setting 1, setting 2 and setting 3 modes. , FH) display mode is set separately, so that the first to third LED (LED_c1 ~ 3, 330, 331,332) is oscillated in green at the lower limit and the red in the upper limit is displayed, and the intensity of the flame When present between flame intensity lower limit mode (IL) and flame intensity upper limit mode (IH), the flame intensity logic (LOGIC) "1" is generated and the flame frequency is also defined as flame frequency lower limit mode (FL) and flame frequency upper limit mode ( If there is a flame frequency logic (1) when When the intensity of the flame is outside the range of the flame intensity lower limit mode (IL) and flame intensity upper limit mode (IH), the flame intensity logic (LOGIC) "0" is generated and the flame frequency is set to the flame frequency lower limit mode ( A microprocessor 240 that causes flame frequency logic " 0 " to occur when outside the range of FL) and flame frequency upper limit mode FH; And if the result of AND logic of the flame intensity and flame frequency calculated by the microprocessor 240 is '1', it is determined that the relay 1 (RY1) is turned on and the burner is ignited. A burner flame state notification unit determining that the burner is extinguished by relaying the relay 1 (RY1) when it is '0'; It includes, The first optical sensor device and the second optical sensor device, characterized in that the optical device for spectroscopy visible light and near infrared light.

또한, 제 1항에 있어서, 상기 버너 화염 모니터링 시스템은 상기 제1광센서장치를 포함하고, 상기 제1광센서장치는, 레드(Red, R), 그린(Green, G), 블루(Blue, B) 파장을 감지하는 세 개의 포토다이오드(61)로부터 각각 검출되어 대수증폭기, 신호안정기 및 차동증폭기를 거쳐 직류증폭기에서 적분된 레드(Red, R), 그린(Green, G), 블루(Blue, B)의 화염의 세기가 마이크로프로세서(140)로 입력되어 연산되고, 레드(Red, R), 그린(Green, G), 블루(Blue, B) 파장의 화염주파수가 상기 마이크로프로세서(140)로 입력되어 마이크로프로세서(140) 내부의 오피앰프(OP_AMP, OP0, OP1, OP2)에 의해 연산되며, 온도신호 연산기(100) 및 온도센서(80)에 의해 온도가 검출되어 상기 마이크로프로세서(140)로 입력되면, 상기 마이크로프로세서(140)로부터 디지털 연산된 화염의 세기 R, G, B 각각의 신호 3종류와 화염주파수 레드(Red, R), 그린(Green, G), 블루(Blue, B) 각각의 신호 3종류와 온도신호 연산기(100) 및 온도센서(80)로부터 검출된 온도측정값 신호 2종류를 포함한 8종류의 버너 화염 신호를 캔(CAN, Controller Area Network) 데이터를 송수신하는 캔트랜시버(CAN TRANSCEIVER)를 통해 메인제어장치의 마이크로프로세서(240)로 송신되는 것을 특징으로 한다.The burner flame monitoring system of claim 1, wherein the burner flame monitoring system comprises the first optical sensor device, wherein the first optical sensor device is red (R), green (G), blue (Blue, B) Red (R), Green (G), Blue (Blue), which are detected from three photodiodes 61, each of which detects the wavelength, and integrated in a direct current amplifier through a logarithmic amplifier, a signal stabilizer, and a differential amplifier. The intensity of the flame of B) is input to the microprocessor 140, and the flame frequencies of red (R), green (G), and blue (B) wavelengths are input to the microprocessor (140). Input and calculated by the op amps OP_AMP, OP0, OP1, OP2 inside the microprocessor 140, the temperature is detected by the temperature signal calculator 100 and the temperature sensor 80 to the microprocessor 140 When input, three kinds of signals of flame intensities R, G, and B digitally calculated from the microprocessor 140, respectively. And flame frequency red (R, R), green (G), blue (B) and three types of signals, respectively, and two kinds of temperature measurement signals detected from the temperature signal calculator (100) and the temperature sensor (80). Eight kinds of burner flame signals including the CAN are transmitted to the microprocessor 240 of the main control apparatus through a CAN transceiver (CAN TRANSCEIVER) for transmitting and receiving CAN (Controller Area Network) data.

또한, 상기 버너 화염 모니터링 시스템은 상기 제2광센서장치를 포함하고, 상기 제2광센서장치는, 포토다이오드(11)로부터 검출되어 대수증폭기, 신호안정기 및 차동증폭기, 영점조정기(33)를 거쳐 가산기(34)를 통해 출력된 버너화염 신호와, 온도신호연산기(40), 온도센서(45)에 의해 검출된 온도변환 신호가 정전류변환기(35,41,46)를 거쳐 아날로그 통신 방식으로 메인제어장치의 마이크로프로세서(240)에 전달되는 것을 특징으로 한다.In addition, the burner flame monitoring system includes the second optical sensor device, and the second optical sensor device is detected from the photodiode 11 and passes through a logarithmic amplifier, a signal stabilizer and a differential amplifier, and a zero point adjuster 33. The burner flame signal output through the adder 34 and the temperature conversion signal detected by the temperature signal calculator 40 and the temperature sensor 45 are controlled by the analog communication method through the constant current converters 35, 41, and 46. Characterized in that it is delivered to the microprocessor 240 of the device.

또한, 상기 제2광센서장치는, 버너작동상태를 확인하는 모니터(36)기능이 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the second optical sensor device is characterized in that the monitor 36 for checking the burner operation state is provided.

또한, 상기 제2광센서장치는 빛이 없을 때, 기준 전압 발생기b1(20)에 의해 정확한 기준전압을 제공하도록 하여 신호를 0볼트[V]로 조정되도록 하는 영점조정기(33)가 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the second optical sensor device is provided with a zero adjuster 33 to adjust the signal to 0 volts [V] by providing a correct reference voltage by the reference voltage generator b1 (20) when there is no light. It features.

또한, 상기 제1광센서장치(1000)는 광학장치(60-A) 또는 광학장치(60-B) 중 어느 하나를 선택하여 제1 포토다이오드(PDa1, 61)와 결합되고, 선택한 광학장치의 경우에 따라, 볼록렌즈1-미러1(BL1-미러1) 및 광섬유케이블1-미러1(OC1-미러1)의 경로를 통하여 투과된 가시광선은 레드(Red, R), 그린(Green, G), 블루(Blue, B) 파장을 감지하는 세 개의 포토다이오드가 내장된 제1 포토다이오드(PDa1, 61)에 입사되도록 장치되고, 상기 볼록렌즈1-미러1(BL1-미러1)과 광섬유케이블1-미러1(OC1-미러1)에서 반사된 근적외선(950~970nm)파장은 광학장치(60-A) 또는 광학장치(60-B) 중 선택된 광학장치의 연결 경로를 따라 온도신호 연산기(100)에서 버너 노즐의 주변온도가 연산되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first optical sensor device 1000 is coupled to the first photodiodes PDa1 and 61 by selecting any one of the optical device 60-A or the optical device 60-B, In some cases, visible light transmitted through the paths of the convex lenses 1-mirror 1 (BL1-mirror 1) and the optical fiber cable 1-mirror 1 (OC1-mirror 1) is red (R), green (G, G). ), Three photodiodes sensing blue (Blue, B) wavelengths are installed to be incident on the first photodiodes PDa1 and 61 having the built-in, and the convex lens 1-mirror 1 (BL1-mirror 1) and the optical fiber cable Near-infrared (950-970 nm) wavelength reflected from 1-mirror 1 (OC1-mirror 1) is a temperature signal calculator 100 along a connection path of an optical device 60-A or optical device 60-B. The ambient temperature of the burner nozzle is calculated.

또한, 상기 제2광센서장치(2000)는, 포토다이오드(11)로부터 검출되어 대수증폭기, 신호안정기 및 차동증폭기를 거쳐 출력된 신호와, 광 변환 장치(10)의 볼록렌즈1-미러1(BL1-미러1)을 통하여 투과된 근자외선 및 가시광선은 제2 포토다이오드(PDb1, 11)에 입사되고 대수증폭기(30), 신호안정기(31) 및 차동증폭기(32)로 연산한 값과 기준전압 발생기(20)의 신호를 기준으로 영점조정기(33)에서 빛이 없을 때 '0'으로 조정한 신호와 함께 가산기(34)에서 버너화염 신호를 출력하고 90도로 반사된 근적외선(950nm~970nm)은 적외선온도센서에 입사되도록 장치하여 온도 신호 연산기(40)를 거쳐서 버너노즐 주변온도로 변환출력하고, 제 2광센서장치의 케이스 내부온도를 온도센서(45)에서 검출하고 상기, 변환 신호값 들을 정전류변환기(35,41,46)를 거쳐 신호손실 없이 아날로그 통신방식으로 전송하여 메인제어장치의 마이크로프로세서(240)로 전달되는 것을 특징으로 한다.In addition, the second optical sensor device 2000 is a signal detected by the photodiode 11 and output through a logarithmic amplifier, a signal stabilizer and a differential amplifier, and the convex lens 1-mirror 1 (of the optical conversion device 10). Near-ultraviolet and visible light transmitted through the BL1-mirror1 are incident on the second photodiodes PDb1 and 11 and are calculated using the logarithmic amplifier 30, the signal stabilizer 31, and the differential amplifier 32. Near-infrared light (950nm ~ 970nm) reflected by 90 degrees after outputting burner flame signal from the adder 34 with the signal adjusted to '0' when there is no light in the zero point controller 33 based on the signal of the voltage generator 20. The apparatus is configured to be incident on the infrared temperature sensor, and converts and outputs the burner nozzle to the ambient temperature through the temperature signal calculator 40, detects the internal temperature of the case of the second optical sensor device by the temperature sensor 45, and converts the converted signal values. Analog current without signal loss through constant current converters (35, 41, 46) It is characterized by being transmitted to the microprocessor 240 of the main control device by transmitting in a new way.

또한, 상기 메인제어장치(3000)는, 제1광센서장치(1000) 및 제2광센서장치(2000)가 고장 나거나 연결전선이 단선되었을 때, 시스템의 작동상태에 이상이 발생했음을 릴레이2(RY2)를 온(ON) 하여 외부로 알리는 기능과, 버너화염의 상태 및 온도검출 신호가 4~20mA 정 전류방식(CURRENT LOOP 방식)으로 전송되도록 하는 전송기능을 포함하고 상기의 4~20mA 정 전류 출력을 에스피아이(SPI, Serial Perphral Interface) 직렬 통신 방식인 디지털 데이터(DIGITAL DATA)로 전송하여 4~20mA의 기준을 맞추기 위한 번거로운 조정을 하지 않도록 하는 기능과, 상기 마이크로프로세서(240)에서 분석된 버너화염 상태를 직렬통신 방식으로 마이크로프로세서(241)에 전송하여 내 환경 특성을 갖춘 디스플레이 장치(250,251,252,253,331,332,LED_C1, LED_C2, LED_C3) 들을 통하여 표시할 수 있도록 하는 프로그램연산 기능과, 상기 마이크로프로세서(240)에서 설정값 및 각 모드연산이 가능하도록 스위치{(SW_c1, 181)}입력부 기능을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the main controller 3000 indicates that an abnormality has occurred in the operating state of the system when the first optical sensor device 1000 and the second optical sensor device 2000 fail or the connection wire is disconnected. RY2) ON to notify the outside and the transmission function to transmit the burner flame status and temperature detection signal in 4-20mA constant current method (CURRENT LOOP method) and the 4-20mA constant current Send output to digital data (SPI, Serial Perphral Interface) serial communication (DIGITAL DATA) to avoid the hassle of adjusting to meet the standard of 4-20mA, and analyzed by the microprocessor 240 Program operation that transmits the burner flame status to the microprocessor 241 through serial communication to be displayed through the display devices 250, 251, 252, 253, 331, 332, LED_C1, LED_C2, and LED_C3 with environmental characteristics. It characterized by having a function, and the microprocessor 240 switches {(SW_c1, 181)} in to enable the setting, and each operation mode input function.

또한, 버너 화염 모니터링 시스템은, 디스플레이장치를 더 포함하고, 상기 디스플레이장치는, 상기 마이크로프로세서(240)에 의해 연산된 화염의 세기, 화염주파수 및 온도의 결과값을 수신하여 플렉시블 뉴메릭 디스플레이(FND, Flexible Numeric Display, 250,251,252)와 도트 메트릭스 엘이디(Dot Matrix Led, DML_c1, 253)으로 디스플레이하는 마이크로프로세서(241)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the burner flame monitoring system further includes a display device, wherein the display device receives a result of the flame intensity, flame frequency and temperature calculated by the microprocessor 240 to display the flexible pneumatic display (FND). And a microprocessor 241 for displaying a flexible numeric display (250, 251, 252) and a dot matrix LED (DML_c1, 253).

또한, 상기의 상기의 플렉시블 뉴메릭 디스플레이(FND, Flexible Numeric Display, 250,251,252)에 표시되는 화염의 세기 및 화염 주파수 값은 제4 엘이디(LED_c4, 333)에서 스위치(SW_c1, 181)에서 선택한 모드 값에 따라 표현되고 상기 화염의 세기 및 화염 주파수 값을 더하여 각각 평균값으로 연산한 결과를 동시에 각각의 상기의 플렉시블 뉴메릭 디스플레이(FND, Flexible Numeric Display, 250, 251)에 표시되도록 하며 , 버너 화염신호의 레드(Red, R) 그린(Green, G), 블루(Blue, B) 강도와 비례해서 색상 신호를 출력하여 교류(AC)파형특성의 버너화염 상태를 제4 엘이디(LED_c5, 334)에 모니터하는 것을 특징으로 한다.In addition, the intensity and flame frequency values of the flame displayed on the flexible numeric display (FND, 250, 251, 252) are determined by the mode values selected by the switches SW_c1, 181 in the fourth LEDs LED_c4, 333. The result of calculating the average value by adding the intensity and flame frequency values of the flame is displayed on each of the flexible numeric displays (FND, 250, 251) at the same time. (Red, R) Monitoring the burner flame state of the AC waveform characteristic to the fourth LED (LED_c5, 334) by outputting a color signal in proportion to the intensity of Green, G, and Blue. It features.

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또한, 메인제어장치간의 결합이 단수개일 경우 RS485 직렬통신방식이 적용되고, 복수개일 경우 RS-232 방식이 적용되어 각 메인제어장치로부터 각각 전송되는 신호들을 처리해주고 이더넷 출력할 수 있도록 연산 처리하는 마이크로프로세서(350,351,352,353,354)가 별도로 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, RS485 serial communication method is applied when there is a single coupling between main controllers, and RS-232 method is applied when there are a plurality of microcontrollers to process signals transmitted from each main controller and to perform Ethernet processing. Processors 350, 351, 352, 353 and 354 are separately provided.

또한, 상기 메인제어장치는, 메인제어장치(3000)와 제1광센서장치 또는 메인제어장치(3000)와 제2광센서장치로 연결하더라도 제4 엘이디(LED_c4, 333) 및 제5 엘이디(LED_c5, 334)의 모드상태 표현을 제외하고 모두 동일한 방법으로 모드 설정이 실행되도록 하고, 상기 모드 설정은 화염의 세기 증폭값 설정모드(I-Gain), 설정1(Set1) 모드, 설정2(Set2) 모드, 설정3(Set3) 모드, 상기의 버너화염 색상 연산모드(4가지)로써, 5가지 모드로 대 분류하고 설정1(Set1), 설정2(Set2), 설정3(Set3)의 대 그룹 분류는 각각, 동일 설정방식의 소분류 모드, 6가지로 구성하여 대분류 및 소분류를 모두 합하여 20가지의 모드로 구성하고 있고, 상기 소분류의 6가지 모드는 화염의 세기 하한값모드(IL), 화염의 세기 상한값모드(IH), 화염주파수 하한값모드(FL), 화염주파수 상한값모드(FH), 온-타임(ON Time) 지연시간모드(ON-T), 오프-타임(OFF Time) 지연시간모드(OFF-T)로 구성하고 제어스위치(181)조작에 의해 선택하려는 모드를 설정 하여, 상기 시스템 작동 및 버너 점화 및 소화 상태를 판단하는 기준 값의 설정과, 버너화염 검출의 고 신뢰도 확보를 위하여 상기의 색상 연산모드(4가지)에 의한 색상조합을 결정하고, 상기 화염의 세기 증폭값 설정모드(I-Gain)의 증폭률 설정 및 플렉시블 뉴메릭 디스플레이(FND, Flexible Numeric Display, 252(FND_c3))에 표시되는 온도 값의 켈리브레이션을 위한 설정된 값이 상기 마이크로프로세서(240)에 입력되도록 하는 제어스위치가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the main control device, even if the main control device 3000 and the first optical sensor device or the main control device 3000 and the second optical sensor device are connected to the fourth LED (LED_c4, 333) and the fifth LED (LED_c5). Mode setting is executed in the same manner except for the expression of mode state in 334), and the mode setting is set to flame intensity amplification value setting mode (I-Gain), set 1 (Set 1) mode, and setting 2 (Set 2). Mode, Set3 (Set3) mode, burner flame color calculation mode (4 types), classified into 5 modes, and set group (Set1), Set2 (Set3), and set3 (Set3). Each of the small classification modes of the same setting method, consisting of six, the major classification and the small classification of the sum of 20 modes, the six modes of the small classification of the flame intensity lower limit mode (IL), the flame intensity upper limit value Mode (IH), flame frequency lower limit mode (FL), flame frequency upper limit mode (FH), ON time ) Configure the delay time mode (ON-T), off-time (OFF Time) delay time mode (OFF-T), and set the mode to be selected by operation of the control switch 181 to operate the system and burner ignition and In order to set the reference value for determining the extinguishing state and to ensure high reliability of burner flame detection, color combinations are determined by the above four color calculation modes, and the intensity amplification value setting mode of the flame (I-Gain) is determined. It is characterized in that the control switch for setting the amplification factor of and the set value for the calibration of the temperature value displayed on the flexible numeric display (FND, 252 (FND_c3)) is input to the microprocessor 240, do.

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또한, 상기 메인제어장치는, 상기 화염의 표면온도, 화염의 색상, 버너 노즐 주변의 온도, 화염의 세기, 화염 주파수 신호 값들을 적용하여 보일러 출력 목표를 피드백 제어할 때, 화염의 표면온도, 화염의 색상에 의하여 버너의 불완전연소 여부를 판단하여 공기와 연료의 공급비율을 제어하고 화염의 표면온도, 버너노즐 주변의 온도 신호로부터 질소산화물(NOX, Nitroden Oxide)의 방출량이 저감되도록 제어하고 상기 화염 주파수를 적용하여 버너가 안정 작동하도록 기능을 부여한 상기의 광학적 분석에 의한 분석신호를 기준 값으로 하는 광학식 공.연비 제어신호 출력 기능을 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the main controller, when the surface temperature of the flame, the color of the flame, the temperature around the burner nozzle, the flame intensity, the flame frequency signal values to control the feedback of the boiler output target, the surface temperature of the flame, flame The burner is judged whether the burner is incompletely burned according to the color of the fuel, and the air and fuel supply ratio is controlled, and the amount of nitrogen oxide (NOX, Nitroden Oxide) is controlled from the flame surface temperature and the temperature signal around the burner nozzle. It is characterized in that it comprises an optical air-fuel-fueled control signal output function that uses the frequency as the reference value of the analysis signal according to the above optical analysis, which gives the burner a stable operation by applying a frequency.

또한, 상기 메인제어장치는, 상기의 분광된 가시광선 파장으로는 제1광센서장치에 구성된 금속케이스 내의 동일공간에 위치한 세 개의 포토다이오드(61)에서 상기 레드(Red, R), 그린(Green, G), 블루(Blue, B) 파장으로 분류하여 상기 화염의 세기 및 화염주파수를 각각 연산하고 상기의 버너 점화 및 소화 판정 연산 결과에 의한 독립적인 3개의 버너화염 검출을 실현하여 고 신뢰도의 버너화염 감지 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the main control device, the red (R), green (Red, R) in the three photodiode 61 located in the same space in the metal case configured in the first optical sensor device as the spectroscopic visible light wavelength High-reliability burner by calculating the intensity and flame frequency of the flame by dividing it into G, Blue and B wavelengths, and detecting three independent burner flames based on the results of burner ignition and fire extinguishing. It is characterized by having a flame detection function.

또한, 상기 메인제어장치는, 버너점화 및 소화 상태 판정신호와 함께 상기 화염의 세기신호 3종류, 상기 화염주파수신호 3종류, 상기 버너화염의 색상 및 표면온도, 버너 노즐 주변온도 및 광 센서 장치의 케이스 내부온도, 메인제어장치 내부의 온도신호를 포함하는 버너 화염 분석신호를 중앙제어실의 산업용 컴퓨터화면에서 데이터베이스화 및 상기 분석신호의 트랜드와 버너 장치의 작동상태를 PC화면에서 모니터링이 가능하도록 가공하여 직렬통신 하는 기능을 구비하는 것을 특징으로 한다.The main controller further includes three types of flame intensity signals, three types of flame frequency signals, color and surface temperature of the burner flame, burner nozzle ambient temperature, and light sensor device together with burner ignition and extinguishing state determination signals. The burner flame analysis signal including the internal temperature of the case and the temperature signal inside the main controller is databased on the industrial computer screen of the central control room and processed to monitor the trend of the analysis signal and the operation status of the burner device on the PC screen. It is characterized by having a function for serial communication.

또한, 상기 메인제어장치는, 메인제어장치에서 중앙제어실의 PC화면에 모니터링이 가능한 연산신호를 중앙제어실로 전송하거나, 중앙제어실에서 메인제어장치로 모드설정이 가능한 원격조정신호를 전송할 수 있는 양방향 통신기능을 구비하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the main control unit, the bidirectional communication that can transmit a control signal that can be monitored on the PC screen of the central control room from the main control unit to the central control room, or a remote control signal capable of setting the mode from the central control room to the main control device It is characterized by having a function.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 보일러 현장에 설치된 버너화염감시장치들에 의해 감지된 버너 화염 상태를 다양하고 정밀하게 분석하여 현장에서 원거리에 위치한 메인제어장치에 CAN 직렬통신 또는 아날로그 방식으로 전송함으로써 현장과 떨어진 메인장치에서 모니터링이 가능하게 하고, 버너 화염특성의 광학적인 분석을 통해 개별 버너의 공.연비 제어 연산 신호까지 출력할 수 있으며, 메인제어장치에서 다양하게 분석하여 연산 가공한 보일러 현장의 버너 화염 상태를 양방향 직렬 통신 방식으로 중앙제어실에 전송하여 중앙제어실의 산업용 컴퓨터 화면에서 데이터 베이스화 및 상기 분석신호의 트랜드와 버너 장치의 작동상태가 표시 되도록 하거나 중앙제어실에서 메인제어장치로 원격조정이 가능하도록 하는 버너 화염 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention as described above, by analyzing the burner flame conditions detected by the burner flame monitoring devices installed in the boiler site in various and precisely transmitted to the main control device remotely located in the field by CAN serial communication or analog method It is possible to monitor in the main unit away from the site, and output the air / fuel control control signal of the individual burner through the optical analysis of the burner flame characteristics. By transmitting the burner flame status to the central control room by bi-directional serial communication, it is possible to display the database on the industrial computer screen of the central control room and to display the trend of the analysis signal and the operation status of the burner device or to remotely control the main control device from the central control room. Burner flame monitoring It can provide the system.

또한, 본 발명에 따르면 메인제어장치의 연산회로에 있어서 일반적인 버퍼 및 차동증폭회로 이외에는 기본적인 OP_AMP 및 비교기의 연산까지도 마이크로프로세서 내부에서 실행되도록 하여 부품의 종류를 단순화하고 최소의 부품수가 되도록 함으로써, 제품의 제작 및 TEST시의 번거로움을 제거하였을 뿐만 아니라, 유지보수 비용이 절감되어 경제적인 효과를 가지는 버너 화염 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, in addition to the general buffer and differential amplification circuit in the operation circuit of the main control device, even basic OP_AMP and comparator calculations can be executed inside the microprocessor to simplify the type of components and to minimize the number of components. In addition to eliminating the hassle of manufacturing and testing, it is possible to provide a burner flame monitoring system having an economical effect by reducing maintenance costs.

또한, 본 발명에 따르면 제1광센서장치는 복사 파장 중에서, 평행 광 변환 렌즈 및 미러(적외선반사) 또는 프리즘 등의 광학장치를 적절하게 적용하고, 상기 근적외선(950~970nm)과, 가시광선 파장으로 분광하여 검출한 후, 상기의 분광된 가시광선은 R(Red), G(Green), B(Blue) 파장을 강하게 감지하는 동일공간에 위치한 세 개의 포토다이오드(61)로부터 각각 상기 파장의 개별적인 화염의 세기 및 화염주파수 신호를 연산하였으며, 분광한 근적외선(950~970nm)파장은 적외선 센서에 의해 전류신호로 변환되고 온도신호 연산기에 의해 버너노즐 주변의 온도신호로 연산된 후, 상기 파장의 개별적인 화염의 세기 및 화염주파수 신호와 함께 CAN직렬 통신 방식으로 메인제어장치에 전송하여 버너1대의 감시 포인트에서 화염감지기 3대가 동시에 버너 화염상태의 이상유무를 판단하는 버너의 점화 및 소화상태 판정에 있어서, 기존 화염검출기 보다 3배의 고 신뢰도를 달성하였을 뿐만 아니라, 상기 여러 단계의 설정 값에 의한 비교 단계를 거쳐서 더욱더 안정적인 버너의 점화 및 소화 상태 판정신호와 함께 상기 R, G, B, 파장에 의한 화염의 세기(R,G,B파장)신호 3종류, 화염주파수(R,G,B파장)신호 3종류, 버너화염의 색상 및 표면온도, 보일러 내부의 버너 노즐 주변온도 및 상기 광 센서 장치의 케이스 내부온도, 메인제어장치 내부의 온도신호 등, 모두 12가지의 다양한 버너 화염 분석신호를 양 방향 직렬통신 방식으로 상기 중앙제어실로 전송할 수 있도록 하여 버너화염에 대한 정밀하고 다각적인 진단과 분석이 가능하도록 원천적인 정보를 출력할 수 있는 버너 화염 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, the first optical sensor device suitably applies an optical device such as a parallel light conversion lens and a mirror (infrared reflection) or a prism among the radiation wavelengths, and the near infrared rays (950 to 970 nm) and the visible light wavelength. After spectroscopic detection, the spectroscopic visible light is individually separated from the three photodiodes 61 located in the same space for strongly detecting the wavelengths of R (Red), G (Green), and B (Blue). Flame intensity and flame frequency signals were calculated, and the spectral near-infrared (950-970 nm) wavelength was converted into a current signal by an infrared sensor and a temperature signal around the burner nozzle by a temperature signal calculator. Transmission of flame flames and flame frequency signal to main control unit via CAN serial communication method, so that three flame detectors at the same burner monitoring point simultaneously burner flame status In determining the ignition and extinguishing status of the burner to be judged, not only has achieved three times higher reliability than the existing flame detector, but also a more stable ignition and extinguishing status determination signal of the burner through a comparison step based on the various setting values. In addition, the R, G, B, three kinds of flame intensity (R, G, B wavelength) signal by the wavelength, three kinds of flame frequency (R, G, B wavelength) signal, the color and surface temperature of the burner flame, the inside of the boiler 12 different burner flame analysis signals such as the burner nozzle ambient temperature of the light sensor, the temperature inside the case of the optical sensor device, and the temperature signal inside the main control device can be transmitted to the central control room in two-way serial communication. A burner flame monitoring system can be provided that can output source information to enable accurate and diversified diagnosis and analysis.

또한, 본 발명에 따르면 버너화염 모니터링 장치를 결합하는 구성에 있어서 단일 개로 할 때는 원격 모니터링을 위한 통신 출력으로 RS485 직렬 통신 방식을 적용하였지만, 복수 개로 구성할 때는 모니터링을 위한 가공 신호를 RS232C 출력을 별도로 준비한 마이크로 프로세서에 복수 입력하고 이더넷(TCP/IP)출력할 수 있도록 하였으며, 이더넷 출력을 복수 입력하여 1개의 이더넷 신호로 출력하는 허브를 적용할 때, 상용화되는 허브의 표준에 맞추고 버너화염 모니터링 장치의 설치 공사가 간편해지도록 구성한 버너 화염 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, in the configuration in which the burner flame monitoring device is combined, the RS485 serial communication method is used as the communication output for remote monitoring when the unit is a single unit, but the RS232C output is separately provided for the processing signal for monitoring when the unit is configured in plurality. Multiple inputs to the prepared microprocessor and Ethernet (TCP / IP) output are possible.When applying a hub that outputs multiple Ethernet outputs as one Ethernet signal, it meets the standard of commercially available hubs and the burner flame monitoring device Burner flame monitoring system can be provided to simplify installation work.

또한, 본 발명에 따르면 버너화염 상태를 광학적인 방법으로 정밀하고 다양하게 분석한 연산신호를 원거리에 위치한 중앙제어실의 DCS(분산제어시스템, distributed control system)에서 원격으로 모니터링이 가능하도록 가공한 신호 출력과, 산업용 중, 소형 보일러의 버너 공.연비 제어 신호 출력을 보일러 운용자가 선택하여 버너 화염 모니터링 장치의 제어를 결정할 수 있게 하며, 개별적인 버너의 화염상태를 정밀 분석함으로써, 기존의 전자식 버너 공.연비 제어 장치를 통하여 다중 버너가 설치되어 있는 보일러에 공기와 연료를 일괄 공급하는 총량제어 방식(공.연비 공급 균형을 유지하는 버너와 그렇지 못한 버너 모두, 보일러 출력 목표량 및 전체의 배기가스출력 기준으로 버너의 공.연비 제어가 동일하게 이루어져 공기와 연료를 일괄 공급 하는 제어 방식)의 오류를 개선하고 보다, 정성적인 제어가 될 수 있도록 광학식에 의한 개별적인 버너의 공.연비 피드백 제어 신호를 프로그램 연산하여 직렬통신 출력할 수 있는 버너 화염 모니터링 시스템을 제공할 수 있다. In addition, according to the present invention, the signal output processed to enable the remote monitoring in the DCS (distributed control system) of the central control room located in the remote control room to analyze the operation signal precisely and variously by the optical method Burner air and fuel efficiency control signal output of small and medium industrial boilers can be selected by the boiler operator to control the burner flame monitoring device. Total amount control system that supplies air and fuel to the boiler equipped with multiple burners through the control device (both burners that maintain the balance between air and fuel consumption and burners that do not have the boiler output target and total exhaust gas output) Air and fuel control is made in the same way. It is possible to provide a burner flame monitoring system that can program and output serial communication by program-operating the air / fuel feedback control signals of individual burners to improve the errors of the method) and to provide more qualitative control.

또한, 본 발명에 따르면 기존의 버너 화염감지기가 갖고 있는 버너 화염 감시장치의 선점효과를 계승하고 기존의 보일러를 계속 운용하면서도 그 출력효율을 향상시켜 보일러 유지보수비용의 감소 및 배기가스 출력량의 저감이 가능한 버너 화염 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.
In addition, according to the present invention inherits the preemption effect of the burner flame monitoring device of the existing burner flame detector and improves the output efficiency while continuing to operate the existing boiler to reduce boiler maintenance cost and exhaust gas output Possible burner flame monitoring systems can be provided.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버너 화염 모니터링 시스템의 제1광센서장치를 나타낸 회로구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버너 화염 모니터링 시스템의 제2광센서장치를 나타낸 회로구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버너 화염 모니터링 시스템의 메인제어장치를 나타낸 회로구성도.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버너 화염 모니터링 시스템의 메인제어장치가 복수 개 결합된 경우의 통신방식을 나타낸 구성도.1 is a circuit diagram illustrating a first optical sensor device of a burner flame monitoring system according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a circuit diagram showing a second optical sensor device of the burner flame monitoring system according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a circuit diagram showing a main control device of the burner flame monitoring system according to a preferred embodiment of the present invention.
4 to 8 is a block diagram showing a communication method when a plurality of the main control device of the burner flame monitoring system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving the same will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다 The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 버너 화염 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for describing a burner flame monitoring system according to embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버너 화염 모니터링 시스템의 제1광센서장치를 나타낸 회로구성도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버너 화염 모니터링 시스템의 제2광센서장치를 나타낸 회로구성도, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버너 화염 모니터링 시스템의 메인제어장치를 나타낸 회로구성도이다.1 is a circuit diagram showing a first optical sensor device of the burner flame monitoring system according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a second optical sensor device of the burner flame monitoring system according to a preferred embodiment of the present invention. 3 is a circuit diagram illustrating a main control device of a burner flame monitoring system according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 버너화염의 복사 파장 중에서, 평행 광 변환 렌즈 및 미러(적외선반사) 또는 프리즘 등의 광학장치를 적절하게 적용하여 근적외선(950~970nm)과 가시광선 파장으로 분광한 후, 상기 가시광선 파장으로부터 도 1에서와 같이 하나의 금속 케이스내부, 동일공간에 위치한 레드(R, Red, 이하 R 또는 R(Red)이라 표기한다), 그린(G, Green, 이하 G 또는 G(Green)이라 표기한다), 블루(B, Blue, 이하 B 또는 B(Blue)라 표기한다) 파장을 강하게 감지하는 세 개의 포토다이오드(61)에서 각각, 검출한 대수 증폭 결과에 의한 상기 화염의 세기(Itensity) 및 화염주파수(Flame Flicker)로 분류된 6가지 신호와, 적외선온도센서에서 상기 근적외선 파장을 검출하고 온도신호 연산기(100)에 의한 버너노즐 주변온도를 검출하는 연산회로를 구비하고, 고전압의 주변기기들이 작동 시, 발생하는 전자파 노이즈에 영향이 미미하고 안정된 신호전송이 가능한 캔(CAN, Controller Area Network, 이하 CAN으로 표기한다) 직렬통신 전송출력 기능을 갖는 제1광센서장치(1000)와 상기에서 언급한 제2광센서장치(2000)를 현장 상황에 따라서 선택하여 연결할 수 있도록 접속 단자대를 갖고 아날로그연산 회로와 프로그램 연산이 되도록 처리하는 마이크로프로세서(240)를 구비한 메인제어장치(3000)로 구성된 버너 화염 모니터링 시스템의 발명에 관한 것이다.In the present invention, among the radiation wavelengths of a burner flame, an optical device such as a parallel light conversion lens and a mirror (infrared reflection) or a prism is appropriately applied, and the spectroscopic wavelength is measured by near-infrared (950-970 nm) and visible light wavelengths. As shown in FIG. 1, red (R, Red, hereinafter referred to as R or R (Red)) and green (G, Green, hereinafter referred to as G or Green) located in one metal case and located in the same space. ), The intensity of the flame and the flame according to the logarithmic amplification result detected by the three photodiodes 61 which strongly sense the wavelength (B, Blue, hereinafter B or B (Blue)). Six signals classified by flame flicker, and an arithmetic circuit for detecting the near infrared wavelength by an infrared temperature sensor and an ambient temperature of a burner nozzle by a temperature signal calculator 100, when high voltage peripheral devices are operated. , Occurring CAN (controller area network, CAN), which has minimal influence on electromagnetic noise and enables stable signal transmission (CAN) A first optical sensor device 1000 having a serial communication transmission output function and the second optical sensor mentioned above Invention of the burner flame monitoring system comprising a main control device 3000 having a connection terminal block so that the device 2000 can be selected and connected according to a site situation and an analog operation circuit and a microprocessor 240 for processing to be a program operation. It is about.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버너 화염 모니터링 시스템은 제1광센서장치(1000), 제2광센서장치(2000), 메인제어장치(3000), 디스플레이장치를 포함한다.The burner flame monitoring system according to a preferred embodiment of the present invention includes a first optical sensor device 1000, a second optical sensor device 2000, a main control device 3000, and a display device.

이때, 상기 메인제어장치(3000)는 메인제어장치(3000)로부터 이격된 거리에 구비되어 있는 제1광센서장치(1000) 또는 제2광센서장치(2000)로부터 직렬통신방식으로 버너 화염 신호를 수신하여 연산 처리하는 마이크로프로세서(240)가 구비되어 있고, 신호수신부, 마이크로프로세서(240) 및 버너 화염 상태 알림부를 포함한다.At this time, the main control device 3000 is a burner flame signal from the first optical sensor device 1000 or the second optical sensor device 2000 provided at a distance away from the main control device 3000 in a serial communication method. A microprocessor 240 is provided to receive and process calculations, and includes a signal receiver, a microprocessor 240, and a burner flame state notification unit.

신호수신부는 상기 제1광센서장치(1000) 또는 제2광센서장치(2000) 중 어느 하나의 장치로부터 버너 화염 신호를 수신한다. The signal receiver receives a burner flame signal from any one of the first optical sensor device 1000 and the second optical sensor device 2000.

마이크로프로세서(240)는 상기 제1광센서장치(1000)로부터 버너 화염 신호를 수신하는 경우, 상기, R(Red), G(Green), B(Blue) 파장에 의한 화염의 세기 및 화염주파수 각각의 신호 6종류와 적외선온도센서에서 상기 적외선 파장을 검출하고 온도신호 연산기(100)에 의해 연산된 버너 노즐 주변의 온도 및 온도센서(80)로부터 검출된 센서 내부 케이스 온도측정값 신호 2종류를 포함한 8종류의 버너 화염 신호를 CAN 통신 방식으로 수신하여 프로그램 연산하고, 상기 제2광센서장치(2000)로부터 버너 화염 신호를 수신하는 경우, 교류(AC)신호(즉, 아날로그 교류 전압 신호)로 분류하고 제1 아날로그신호선택기(MUX_C1, 300, 이하 MUX_C1으로 표기한다)를 통해 내부의 오피앰프(OP_AMP, OP0, OP1, OP2) 포트(PORT, 이하 PORT로 표기한다)로 입력되어 후술하는 모드방식에서 선택한 방법으로 상기 화염의 세기 및 화염주파수 신호를 프로그램 연산한다.When the microprocessor 240 receives a burner flame signal from the first optical sensor device 1000, the flame intensity and flame frequency of each of the R (Red), G (Green), and B (Blue) wavelengths are respectively measured. 6 types of signals and 2 types of sensor internal case temperature measurement value signals detected by the temperature signal calculator 100 and the temperature around the burner nozzle detected by the temperature signal calculator 100 When receiving the burner flame signal from the second optical sensor device 2000 and program calculation by receiving 8 kinds of burner flame signals in a CAN communication method, it is classified as an AC signal (ie, an analog AC voltage signal). In the mode described below, it is input to an internal op amp (OP_AMP, OP0, OP1, OP2) port (PORT, hereinafter PORT) through the first analog signal selector (MUX_C1, 300, hereinafter referred to as MUX_C1). In the chosen way And it calculates the intensity and the frequency signal of the fire group fire program.

버너화염 상태알림부는 마이크로프로세서(240)에서 연산된 화염의 세기 및 화염주파수를 앤드로직(이하 AND LOGIC이라 표기한다)한 결과가 '1'일 경우 릴레이1(이하 RY1으로 표기한다)이 온(ON)이 되어 버너가 점화 되었음을 외부로 알려주고 '0'일 경우 RY1이 오프(OFF)되어 버너가 소화되었음을 알려준다.The burner flame status notification unit turns on relay 1 (hereinafter referred to as RY1) when the result of the AND logic (hereinafter referred to as AND LOGIC) of the flame intensity and flame frequency calculated by the microprocessor 240 is '1'. ON) to inform the outside that the burner has been ignited. If it is '0', RY1 is turned off to indicate that the burner has been extinguished.

제어스위치는 스위치조작에 의해 검출하려는 모드설정, 시스템 작동 및 버너 점화 및 소화 상태를 판단하는 기준 값이 설정되어, 상기 설정된 값이 상기 마이크로프로세서(240)에 입력된다.The control switch has a reference value for determining the mode setting, system operation and burner ignition and extinguishing status to be detected by the switch operation, and the set value is input to the microprocessor 240.

상기 제1광센서장치(1000)는, 버너화염의 복사 파장 중에서 평행 광 변환 렌즈 및 미러(근적외선반사) 또는 프리즘 등의 광학장치를 적절하게 적용하여 상기 가시광선 파장과, 근적외선(950~970nm)파장으로 분광하고 가시광선 파장으로는 R(Red), G(Green), B(Blue) 각각의 파장을 강하게 감지하는 동일공간에 위치한 세 개의 포토다이오드(61)에서 각각 검출하여 대수증폭기(150,160,170), 신호안정기(151,161,171) 및 차동증폭기(152,162,172)를 거쳐 직류증폭기(153,163,173)에서 적분된 R, G, B 화염의 세기가 마이크로프로세서(140)로 입력되어 연산되고, 도 1에서 R, G, B 파장의 화염주파수 초기신호(Fa1_Red, Fa1_Green, Fa1_Blue)는 도 1의 제1 캐패시터(C_a1, 이하 'C_a1'이라 표기한다), 제2 캐패시터(C_a2, 이하 'C_a2'라 표기한다), 제3 캐패시터(C_a3, 이하 'C_a3''라 표기한다)를 통과시켜 직류(DC)성분(즉, 아날로그 직류 전압 신호)은 제거하고 AC 성분(즉, 아날로그 교류 전압 신호 성분)만을 마이크로 프로세서(140)내부의 OP_AMP(OP0,OP1,OP2) PORT로 입력하여 버퍼a3(73)의 +2.5V 기준 값으로부터 '+' 값의 범위 내에서 AC증폭하여 화염주파수를 생성하고 마이크로 프로세서(140)내부의 비교기에서 구형파형으로 변환되도록 하여 상승에지 일 때, CPU 클락(Clock)의 카운트를 시작하고 다음에 들어오는 구형파형의 상승에지 까지 CPU Clock의 카운트를 완료하여 적산된 CPU Clock의 카운트 값을, 평균 연산한 결과를 화염 주파수 값으로 변환하였으며, 상기에서 분광된 근적외선(950~970nm)파장은 상기 도 1의 적외선온도센서에서 상기 근적외선 파장을 검출하고 온도신호 연산기(100)에 의해 버너 노즐 주변의 온도로 변환하였으며 온도센서(80)로부터 검출된 센서 내부 케이스 온도 신호 와 함께 상기 마이크로프로세서(140)로 입력되면, 상기 마이크로프로세서(140) 로부터 디지털프로그램 연산된 상기, R(Red), G(Green), B(Blue) 파장에 의한 상기 화염의 세기 및 화염주파수 각각의 신호 6종류와 상기 버너노즐 주변온도, 센서케이스 내부온도 신호를 포함한 모두, 상기, 적외선온도센서를 통한 온도신호 연산기(100) 및 온도센서(80)로부터 검출된 온도측정값 신호 2종류를 포함한 8종류의 버너 화염 신호를 캔(CAN, Controller Area Network, 이하 CAN으로 표기한다) 통신 데이터를 송수신하는 캔트랜시버(CAN TRANSCEIVER, 130, 이하 'CAN트랜시버'라 표기한다)를 통해 메인제어장치(3000)의 마이크로프로세서(240)로 송신되는 것을 특징으로 한다.The first optical sensor device 1000 may be configured to appropriately apply an optical device such as a parallel light conversion lens and a mirror (near infrared reflection) or a prism among the radiation wavelengths of a burner flame, and the visible light wavelength and near infrared rays (950 to 970 nm). Spectral wavelengths, and as the visible light wavelengths are detected by three photodiodes 61 located in the same space, each of which strongly detects each of R (Red), G (Green), and B (Blue) wavelengths. The intensity of the R, G, and B flames integrated in the DC amplifiers 153, 163, 173 through the signal stabilizers 151, 161, 171 and the differential amplifiers 152, 162, 172 is input to the microprocessor 140, and is calculated by R, G, B in FIG. The flame frequency initial signals Fa1_Red, Fa1_Green, and Fa1_Blue of the wavelengths are the first capacitor C_a1 (hereinafter referred to as 'C_a1'), the second capacitor C_a2 (hereinafter referred to as 'C_a2'), and the third capacitor of FIG. 1. DC current through (C_a3, hereinafter referred to as `` C_a3 '') The minute (i.e., analog DC voltage signal) is removed and only the AC component (i.e., analog alternating voltage signal component) is input to the OP_AMP (OP0, OP1, OP2) PORT inside the microprocessor 140 and the + of buffer a3 (73) is removed. AC amplification within the range of the '+' value from the 2.5V reference value to generate a flame frequency and converted to a square waveform in the comparator inside the microprocessor 140 to start the count of the CPU clock when the rising edge After completing the counting of the CPU clock until the next rising edge of the square waveform, the average value of the integrated CPU clock was converted to the flame frequency value. The wavelength of the near infrared (950-970 nm) spectra The near-infrared wavelength is detected by the infrared temperature sensor of FIG. 1 and converted into a temperature around a burner nozzle by a temperature signal calculator 100, and a sensor inner case detected by the temperature sensor 80. When the signal is input to the microprocessor 140 along with the signal, the intensity and flame of the flame by the R (Red), G (Green), and B (Blue) wavelength digitally computed from the microprocessor 140 Two kinds of temperature measurement signals detected from the temperature signal calculator 100 and the temperature sensor 80 through the infrared temperature sensor, including six kinds of signals of each frequency, the burner nozzle ambient temperature, and a sensor case internal temperature signal. 8 kinds of burner flame signals, including CAN (Controller Area Network, hereinafter referred to as CAN) through the CAN transceiver (CAN TRANSCEIVER, 130, hereinafter referred to as `` CAN transceiver '') to transmit and receive communication data. Characterized in that is transmitted to the microprocessor 240 of (3000).

상기 제2광센서장치(2000)는, 상기의 방법으로 광학장치를 통해 자외선, 가시광선, 근적외선으로 분광되어 자외선과 가시광선은 포토다이오드(11)에서 검출되어 대수증폭기(30), 신호안정기(31) 및 차동증폭기(32)의 출력신호와 빛이 없을 때, 기준 전압 발생기b1(20)에 의해 정확한 기준전압을 제공토록 하여 신호를 0V로 조정되도록 하는 영점 조정기(33)출력 신호가 함께 가산기(34)에서 가산되어 화염의 세기 및 화염주파수 값이 혼재되어 있는 증폭되지 않은 버너 화염 신호를 연산하고 상기의 근적외선 파장으로는 버너노즐 주변의 온도를 연산하여 온도센서b1(45)에 의해 검출된 제1광센서장치 케이스 내부의 온도와 함께 정전류변환기(35,41,46)를 거쳐 신호손실 없이 아날로그 전송(정전류방식)되어 메인제어장치(3000)의 마이크로프로세서(240)로 송신되는 것을 특징으로 한다.The second optical sensor device 2000 is spectroscopically detected as ultraviolet light, visible light, and near-infrared light through the optical device in the above-described manner, and the ultraviolet light and the visible light are detected by the photodiode 11 and the logarithm amplifier 30 and the signal stabilizer ( 31) and when the output signal of the differential amplifier 32 and the light are absent, the zero point adjuster 33 output signal is added together so that the reference voltage generator b1 20 provides an accurate reference voltage so that the signal is adjusted to 0V. Calculated by the temperature sensor b1 (45) by calculating the temperature of the burner nozzle around the non-amplified burner flame signal, which is added at (34) and the flame intensity and flame frequency values are mixed, and the near-infrared wavelength is calculated. The analog light transmission (constant current method) is transmitted to the microprocessor 240 of the main controller 3000 through the constant current converters 35, 41, and 46 together with the temperature inside the first optical sensor device case without signal loss. .

또한 버너 작동상태를 확인할 수 있는 모니터기능을 갖게 한 것도 또, 다른 특징이다.Another feature is that it has a monitor function to check the burner operation.

도 3에서와 같이, 메인제어장치(3000)는 하드웨어적인 연산회로가 최소화 되도록 장치하였으며, 제2광센서장치(2000)에서 전송된 버너 화염 신호는 상기 화염의 세기 신호와 화염 주파수 신호의 전, 단계인 상기에서 언급한 AC 신호로 분류하고, 제2광센서장치(2000)에서 함께 전송된 보일러 내부의 버너 노즐 주변온도 및 센서 케이스 내부온도 신호를 마이크로 프로세서(240)에 입력되도록 하였다. As shown in FIG. 3, the main control device 3000 is designed to minimize hardware operation circuits, and the burner flame signal transmitted from the second optical sensor device 2000 includes the flame intensity signal and the flame frequency signal. The AC signal is classified into the above-mentioned step, and the ambient temperature signal and the internal temperature of the burner nozzle inside the boiler transmitted together with the second optical sensor device 2000 are input to the microprocessor 240.

특히. 상기 AC신호는 AC파형의 증폭이 가능한 MUX_c1(300)을 통하여 마이크로 프로세서(240)내부의 OP_AMP(OP0,OP1,OP2) PORT로 입력되도록 하였는데, AC 파형 중, 마이너스 전압 신호 값이 보호되어 입력될 수 있도록 기준 전압발생기c1(220)의 Vref_c1(2.5V 기준전압)을 공급하고 2.5V 기준 값에서 플로팅되어 기준 전압발생기_c2(4.096V 기준전압)의 기준전압 범위 이내에서 AC증폭 값이 완료되도록 하고 있다. Especially. The AC signal is inputted to the OP_AMP (OP0, OP1, OP2) PORT inside the microprocessor 240 through the MUX_c1 (300) capable of amplifying an AC waveform, and the negative voltage signal value of the AC waveform is protected and input. Supply Vref_c1 (2.5V reference voltage) of reference voltage generator c1 (220) so that it is plotted at 2.5V reference value to complete AC amplification within the reference voltage range of reference voltage generator_c2 (4.096V reference voltage). Doing.

이와 같이 2.5V 기준에서 플러스와 마이너스 전압신호의 변화가 4.096V 기준전압 범위 이내로 제한된 AC증폭파형은 마이크로 프로세서(240) 내부의 비교기에서 구형파형으로 변환되도록 하여 상승에지 일 때, CPU Clock의 카운트를 시작하여 다음에 들어오는 구형파형의 상승에지까지 CPU Clock의 카운트를 완료하고 적산된 CPU Clock의 카운트 값을, 초기 화염 주파수 값으로 변환하였다.As described above, the AC amplified waveform whose change of the positive and negative voltage signals in the 2.5V reference is within the 4.096V reference voltage range is converted into a square waveform by a comparator inside the microprocessor 240 so that the count of the CPU clock is increased when the rising edge is reached. The CPU clock count was completed until the next rising edge of the square waveform was entered, and the count value of the integrated CPU clock was converted to the initial flame frequency value.

이렇게 변환된 초기 화염 주파수 값은 평균연산 처리하여 안정된 신호의 화염 주파수 값으로 최종 연산이 완료되도록 하였다.The converted initial flame frequency value was averaged to complete the final operation with the flame frequency value of the stable signal.

상기와 같이 연산 완료된 화염의 세기 및 화염주파수 값은 적정한 증폭률을 갖도록 스위치(SW_c1, 181, 이하 SW_c1으로 표기한다)입력으로 조정하고 동일한 SW_c1(181)입력으로 설정 완료된 화염의 세기 및 화염주파수 하한 값과 비교하여 화염의 세기 및 화염주파수에 대한 각각의 로직(이하 'LOGIC'이라 표기한다)신호(상기의 화염의 세기 하한값모드(IL, 이하 'IL'이라 표기한다)과 화염의 세기 상한값모드(IH, 이하 'IH'라 표기한다) 그리고 화염주파수 하한값모드(FL, 이하 'FL'이라 표기한다)과 화염주파수 상한값모드(FH, 이하 'FH'라 표기한다)의 범위 이내이면 1, 아니면 0)을 발생시킨다.The flame intensity and flame frequency value of the calculated flame as described above are adjusted by the switch (SW_c1, 181, hereinafter referred to as SW_c1) input so as to have an appropriate amplification rate, and set to the same SW_c1 (181) input. Compared with, each logic signal of flame intensity and flame frequency (hereinafter referred to as 'LOGIC') (flame lower limit mode of flame (IL, hereinafter referred to as 'IL') and flame intensity upper limit mode ( IH, hereinafter referred to as 'IH'), and if it is within the range of flame frequency lower limit mode (FL, hereinafter referred to as 'FL') and flame frequency upper limit mode (FH, hereinafter referred to as 'FH'), 0 otherwise. ).

상기의 2가지 LOGIC신호를 앤드로직(AND LOGIC, 이하 'AND LOGIC'이라 표기한다)한 결과가 1이고, 연속적으로 온딜레이타임(ON DELAY TIME)을 경과했을 때, 릴레이(RY1)을 온(ON)시켜, 감지하는 버너화염의 상태를 정상으로 판정하고 버너가 점화 되었음을 외부로 알리도록 하고 있다. 반대로 상기의 AND LOGIC의 결과가 0이고 연속적으로 오프딜레이타임(OFF DELAY TIME)을 경과했을 때, 릴레이(RY1)을 OFF시켜 감지하는 버너가 소화되었음을 외부로 알려준다. 이때, 상기 AND LOGIC상태가 개별적으로 반전되어 각각의 ON, OFF DELAY TIME의 목표 값까지 ON, OFF DELAY TIME이 진행되다가 AND LOGIC상태가 반전되기 전의 상태로 회복될 경우는 ON, OFF DELAY TIME의 진행이 초기화 되도록 하여 ON, OFF DELAY TIME의 진행시간이 누적되지 않도록 함으로써, AND LOGIC상태의 반전신호가 안정된 결과를 갖도록 프로그램방식으로 연산처리 하였다.When the above two LOGIC signals are AND LOGIC (hereinafter referred to as 'AND LOGIC'), the relay RY1 is turned ON when the ON DELAY TIME is continuously passed. ON) to detect the burner flame status as normal and notify the outside that the burner has been ignited. On the contrary, when the AND LOGIC result is 0 and the OFF delay time is continuously passed, the burner detecting the burner by turning off the relay RY1 is extinguished. At this time, the AND LOGIC state is inverted individually, and when ON and OFF DELAY TIME proceeds to the target value of each ON and OFF DELAY TIME, and when the state returns to the state before AND LOGIC state is reversed, the progress of ON and OFF DELAY TIME is performed. By initializing the data to prevent accumulation of the ON and OFF delay times, the program processing was performed so that the inverted signal in the AND LOGIC state had a stable result.

또한, 본 발명의 상기 디스플레이 장치는, 상기 마이크로 프로세서(240)에서 최종 연산된 결과 값을 직렬통신으로 마이크로 프로세서(241)에 전송하여 최종 연산된 화염의 세기 및 화염 주파수, 온도 측정 값을 동시에 표시할 수 있게 하고 하한값, 증폭률값, 각종 모드(Mode) 표시가 될 수 있는 세개의 플렉시블 뉴메릭 디스플레이(FND, Flexible Numeric Display, 이하 'FND'라 표기한다)(250,251,252)와 도트 메트릭스 엘이디(Dot Matrix Led, DML_c1, 이하 'DML_c1'이라 표기한다)(253), 제1 엘이디(LED_c1, 이하 'LED_c1'이라 표기한다)(330), 제2 엘이디(LED_c2, 이하 'LED_c2'이라 표기한다)(331), 제3 엘이디(LED_c3, 이하 'LED_c3'이라 표기한다)(332), 제4 엘이디(LED_c4, 이하 'LED_c4'이라 표기한다)(333), 제5 엘이디(LED_c5, 이하 'LED_c5'이라 표기한다)(334)를 통하여 다양하게 표시되도록 함으로써, 메인제어장치(3000)의 핵심인, 마이크로 프로세서(240)의 프로그램 연산 부담을 최소화하기 위한 마이크로 프로세서(241)를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the display apparatus of the present invention transmits the result value calculated by the microprocessor 240 to the microprocessor 241 in serial communication to simultaneously display the intensity, flame frequency, and temperature measurement values of the finally calculated flame. Three flexible numeric displays (FNDs) (250, 251, 252) and dot matrix LEDs (DND Matrix), which can be used to display the lower limit, the amplification factor, and the various modes. Led, DML_c1, hereinafter referred to as 'DML_c1' 253, a first LED (LED_c1, hereinafter referred to as 'LED_c1') 330, and a second LED (LED_c2, hereinafter referred to as 'LED_c2') 331 ), The third LED (LED_c3, hereinafter referred to as 'LED_c3') (332), the fourth LED (LED_c4, hereinafter referred to as 'LED_c4') (333), the fifth LED (LED_c5, hereinafter referred to as 'LED_c5') By displaying variously through 334, the main control station It characterized in that it comprises a microprocessor 241 to minimize the core, the program operation burden of the microprocessor 240 of 3000.

특히, 상기의 모드 값을 표시 할 때, 제1 광센서장치와 메인제어장치(3000)가 결합된 버너화염 모니터링 시스템의 경우는 FND(250,251)에 표시되는 화염의 세기 및 화염 주파수 값은 LED_c4(333)에서 개별적인 R,G,B 색상, 또는 빛의 혼합색인 노랑(Yellow(R+G)), 자홍(Magenta(R+B)), 청록(Cyan(G+B)), 하양(White(R+G+B))의 색상으로 SW_c1(181)에서 선택한 모드 값에 따라 표현하고 상기 LED_c4(333)에서 표현한 색상과 같이 상기, 화염의 세기 및 화염 주파수 값을 더하여 각각 평균값으로 연산한 결과를 동시에 각각의 FND(250,251)에 표시되도록 하였다. 이때, 버너 화염신호의 R,G,B강도와 비례해서 색상 신호를 출력하여 상기 AC파형특성의 버너화염 상태를 LED_c5(334)에 모니터 하였다.Particularly, in the case of the burner flame monitoring system in which the first optical sensor device and the main control device 3000 are combined, the intensity and flame frequency values of the flame displayed on the FNDs 250 and 251 are displayed when the mode value is displayed. 333) individual R, G, B colors, or mixtures of light yellow (Yellow (R + G)), magenta (Ragenta (R + B)), cyan (G + B), and white ( R + G + B)) is expressed according to the mode value selected in SW_c1 (181), and the result of calculating the average value by adding the flame intensity and flame frequency values as shown in the color represented by the LED_c4 (333). At the same time, the respective FNDs 250 and 251 are displayed. At this time, a color signal was output in proportion to the R, G, and B intensity of the burner flame signal, and the burner flame state of the AC waveform characteristic was monitored on the LED_c5 (334).

또한, 상기의 모드 값을 표시 할 때, 제2 광센서장치와 메인제어장치(3000)가 결합된 버너화염 모니터링 시스템의 경우, LED_c5(334)는 OFF되고 상기의 R,G,B색상 선택 모드에 따라 LED_c4(333)가 빛이 나도록 하고있다.In addition, in the case of the burner flame monitoring system in which the second optical sensor device and the main control device 3000 are combined when the mode value is displayed, the LED_c5 334 is turned off and the above R, G, B color selection mode is used. According to the LED_c4 (333) to make the light.

또한, 메인제어장치(3000)와 제1 광센서 제어장치 및 제2 광센서 제어장치 중, 어느 조합으로 연결하더라도 LED_c4(333)및 LED_c5(334)의 상기 모드상태 표현을 제외하고 모두 동일한 방법으로 모드 설정이 실행되도록 하고 있다. The main controller 3000, the first optical sensor controller, and the second optical sensor controller may be connected in any of the same manner except for the expression of the mode state of the LED_c4 333 and the LED_c5 334. The mode setting is executed.

설정 모드는 화염의 세기 증폭값 설정모드(I-Gain), 설정1(Set1) 모드, 설정2(Set2) 모드, 설정3(Set3) 모드, 상기의 버너화염 색상 연산모드(4가지)로써, 5가지 모드로 대 분류하고 설정1(Set1), 설정2(Set2), 설정3(Set3)의 대 그룹 분류는 각각 상기 6가지의 소분류 모드에 의하여 동일 형식으로 구성하였다. 이와 같이 대분류 및 소분류를 모두 합하여 20가지의 모드로 구성하고 있다.The setting mode includes the flame intensity amplification value setting mode (I-Gain), set1 (Set1) mode, set2 (Set2) mode, set3 (Set3) mode, and burner flame color calculation mode (4 types). The large groups are classified into five modes, and the large group classifications of Set 1, Set 2, and Set 3 are configured in the same format by the six sub-classes. In this way, the major and minor categories are combined to form 20 different modes.

상기 소분류의 6가지 모드는 화염의 세기 하한값모드(IL), 화염의 세기 상한값모드(IH), 화염주파수 하한값모드(FL), 화염주파수 상한값모드(FH), ON Time 지연시간모드(ON-T), OFF Time 지연시간모드(OFF-T)로 구성하였으며, 상기의 하한 값(IL, FL)모드 표시는 LED_c1~3(330,331,332)가 녹색으로 발진하도록 하고 상기의 상한 값(IH, FH)모드 표시는 LED_c1~3(330,331,332)가 적색으로 발진하도록 하였다. 상기에서 언급한 버너의 동작 상태는 RY1이 ON이면 버너가 정상작동하고 있음을 외부로 알리고, RY1이 OFF이면 버너가 소화되었음을 외부로 알려주도록 하고 있다. 이와 같은 버너의 동작상태 판정은 Set1, Set2, Set3 모드에서 설정한 소분류모드(IL, IH, FL, FH, ON-T, OFF-T)의 설정 값과 상기 버너화염의 색상모드에서 선택한 연산 결과 값인 상기 화염의 세기 및 화염주파수와 비교하여 실행시키고 있다. Set1, Set2, Set3 모드에서 하한 값과 상한 값을 설정하였다면 상기 여러 단계로 설정되어 비교하는 기준 값으로부터 화염의 세기는 IL과 IH 사이에 존재할 때 화염의 세기 LOGIC "1"을 발생 시키고 화염주파수도 FL과 FH 사이에 존재할 때 화염 주파수 LOGIC "1"을 발생시키도록 하고 있다. 상기의 IL, IH, FL, FH의 경계선을 벗어나면 화염의 세기 LOGIC "0", 화염 주파수 LOGIC "0"을 발생시키도록 프로그램을 구성하였다.The six modes of the subclass are flame intensity lower limit mode (IL), flame intensity upper limit mode (IH), flame frequency lower limit mode (FL), flame frequency upper limit mode (FH), and ON time delay time mode (ON-T). ), OFF Time delay time mode (OFF-T), and the lower limit value (IL, FL) mode display indicates that LED_c1 ~ 3 (330, 331, 332) is green and upper limit value (IH, FH) mode. The display was such that the LED_c1 to 3 (330, 331, 332) oscillated in red. The operation state of the burner mentioned above is to inform the outside that the burner is operating normally when RY1 is ON, and to inform the outside that the burner has been extinguished when RY1 is OFF. The burner operation state determination is based on the setting value of the small classification mode (IL, IH, FL, FH, ON-T, OFF-T) set in the Set1, Set2, Set3 mode and the operation result selected in the color mode of the burner flame. This value is compared with the intensity and flame frequency of the flame. If the lower limit value and the upper limit value are set in the Set1, Set2 and Set3 modes, the flame intensity from the reference value set in the above steps is compared to generate the flame intensity LOGIC "1" when the intensity is between IL and IH. Generates flame frequency LOGIC "1" when present between FL and FH. The program is configured to generate the flame intensity LOGIC "0" and the flame frequency LOGIC "0" when it is out of the boundaries of IL, IH, FL, and FH.

상기의 과정을 통하여 화염의 세기 LOGIC이 "1"이고 화염 주파수 LOGIC이 "1"일 때 버너의 점화상태임을 외부로 알리고 화염의 세기 및 화염주파수 LOGIC 이 어느 하나라도 "0"을 발생 시키면 버너가 소화되었음을 외부로 알리도록 하고 있다. Through the above process, when the flame intensity LOGIC is "1" and the flame frequency LOGIC is "1", it informs the outside that the burner is ignited and if either the flame intensity or flame frequency LOGIC generates "0", the burner is It tells the outside that it has been digested.

또한, 버너의 점화 및 소화에 대한 판단 출력은 메인제어장치(3000)에 제1광센서장치(1000) 또는 제2광센서장치(2000) 중에서 어떤 것을 연결 하더라도 동일 연산과정을 거쳐서 동일한 전자회로를 통하여 외부로 알려지도록 하고 있다. In addition, the determination output for the ignition and the extinguishing of the burner is connected to the main control device 3000 regardless of whether the first optical sensor device 1000 or the second optical sensor device 2000 is connected to the same electronic circuit through the same operation process. To be known outside.

한편, 제1광센서장치(1000)에서 전송된 CAN통신 신호는 메인제어장치(3000)의 JP_c4(323)에서 1번과 4번 핀(Pin), 2번과 3번 핀(Pin)을 각각 단락(Short)시켜 연결되도록 선택하고, 전송된, 화염의 세기(R,G,B파장)신호 3종류, 화염주파수(R,G,B파장)신호 3종류와 상기의 온도센서 검출신호 2종류로 분류된 모두, 8종류의 버너 화염분석 신호를 마이크로프로세서(240)로 입력시키고 상기 분류된 화염세기(R,G,B값), 3가지 신호를 마이크로프로세서(240)의 내부에서 프로그램 연산하여, 버너화염의 색상과 화염의 표면온도 값으로 변환 출력하고 버너의 점.소화 판정결과 신호와, 상기 화염의 세기(R,G,B파장)신호 3종류, 화염주파수(R,G,B파장)신호 3종류, 버너화염의 색상 및 표면온도, 상기 버너 노즐 주변온도 및 제1광센서장치(1000)의 케이스 내부온도 등, 모두 12가지의 다양한 버너화염 상태의 분석 값으로 변환함으로써, 광학적인 방법으로 버너화염의 상태를 정밀 분석 할 수 있는 원천적인 정보를 제공하고 있다.Meanwhile, the CAN communication signal transmitted from the first optical sensor device 1000 includes pins 1 and 4, pins 2 and 3 in the JP_c4 323 of the main controller 3000, respectively. 3 types of flame intensity (R, G, B wavelength) signals, 3 kinds of flame frequency (R, G, B wavelength) signals and 2 types of temperature sensor detection signals In all, the eight kinds of burner flame analysis signals are inputted to the microprocessor 240, and the three kinds of signals, the flame intensities (R, G, B values), and the three kinds of signals are programmed into the microprocessor 240. The burner's flame color and the flame's surface temperature value are converted and output, and the burner's point and fire extinguishing determination signal, the flame's intensity (R, G, and B wavelength) signals, and the flame frequency (R, G, and B wavelength) 12 different burners including three types of signals, color and surface temperature of burner flame, ambient temperature of burner nozzle and internal temperature of case of first optical sensor device 1000 By converting into the analysis value of the flame state, it provides the fundamental information for the precise analysis of the state of the burner flame by the optical method.

상기에서 언급한, 여러 가지 설정 값에 대한 원격제어는 버너 초기 기동 시와, 연료가 보일러 출력 목표량까지 최대로 공급되어 버너가 정상 작동할 때, 또 적용연료가 다를 때, 버너화염 검출신호 값은 큰 차이를 보이는데 이와 같이, 버너운전 조건 및 적용연료를 달리 하더라도 정상버너 작동상태를 판정할 수 있도록 복수 개의 기준 값 및 증폭률 값을 별도로 설정하고 화염검출 안정화를 위한 상기 모드조정방법과 같이 ON/OFF DELAY TIME을 조종함으로써, 버너 동작상태를 보다 정확하게 판정할 수 있도록 하였다.As mentioned above, the remote control of the various setting values includes the burner flame detection signal value at the initial start of the burner, when the fuel is supplied to the boiler output target maximum and the burner operates normally and the applied fuel is different. In this way, even if the burner operation conditions and the applied fuel are different, a plurality of reference values and amplification rate values are separately set so that the normal burner operation state can be determined, and ON / OFF as in the mode adjustment method for stabilizing flame detection. By controlling the delay time, burner operation status can be more accurately determined.

이와 같은 여러 가지의 설정 값은 상기 메인제어장치(3000)에서 실행하거나 또는, 상기 중앙제어실에서 메인제어장치(3000)로 원격조정에 의하여 설정이 가능하도록 버너화염 모니터링 시스템을 구성 하였다. Such various setting values may be executed in the main control device 3000 or a burner flame monitoring system is configured to be set by remote control from the central control room to the main control device 3000.

메인제어장치(3000)에 있어서 제1광센서장치(1000) 및 제2광센서장치(2000)가 고장 나거나 연결전선이 단선되었을 때, 시스템의 작동상태에 이상이 발생했음을 RY2를 ON 하여 외부출력 하고 있으며 양 방향 통신 출력 이외에도 버너화염의 상태 및 온도검출 신호 등을 4~20mA 정 전류(CURRENT LOOP 방식 적용)방식으로 전송되도록 하였다.When the first optical sensor device 1000 and the second optical sensor device 2000 in the main control device 3000 fail or the connection wire is disconnected, RY2 is turned on to indicate that an abnormality has occurred in the operating state of the system. In addition to the two-way communication output, the burner flame status and temperature detection signal are transmitted in a 4-20mA constant current method.

특히, 상기의 4~20mA의 정 전류 출력을 SPI 직렬 통신 방식인 DIGITAL DATA로 전송하여 4~20mA의 기준을 맞추기 위한 번거로운 조정을 하지 않도록 하였다.In particular, the 4-20mA constant current output is transmitted to DIGITAL DATA, which is an SPI serial communication method, to avoid the hassle of adjusting the 4-20mA standard.

또, 상기 메인제어 장치(3000)에서 AC 및 DC전원을 선택할 수 있도록 장치하였으며, 제1광센서장치(1000) 및 제2광센서장치(2000)의 고장을 판단할 수 있는 차동 증폭기_c1(210)회로를 장치하였고 버너화염 검출 연산신호 출력 값을 4~20mA의 정 전류 출력 전송 시, 내부 및 외부 전원을 선택해서 사용할 수 있도록 JP_c2(321)를 장치하였다. In addition, the main control device 3000 to select the AC and DC power source, and the differential amplifier _c1 (to determine the failure of the first optical sensor device 1000 and the second optical sensor device 2000 ( JP_c2 (321) is installed to select the internal and external power source when transmitting constant current output of 4-20mA.

도 1에서와 같이 제1광센서장치(1000)는 상기의 분광된 복사 파장 중, 가시광선으로는 세 개의 포토다이오드에서 각각, 빨강(Red, R), 그린(Green, G), 파랑(Blue, B) 파장을 검출하고 화염의 세기(R,G,B파장), 화염의 주파수(R,G,B파장) 신호를 연산하고 상기 근적외선 파장으로는 보일러 내부, 버너노즐 주변의 온도신호를 연산하여 CAN직렬 통신 방식으로 도 3의 메인제어장치(3000)에 전송하고 버너1대의 감시 포인트에서 화염감지기 3대가 동시에 버너 화염상태의 이상유무를 판단하여 버너의 점.소화상태 판정에 대하여, 기존 화염검출기 보다 3배의 고 신뢰도를 달성하였을 뿐만 아니라, 상기 여러 단계의 설정 값에 의한 비교 단계를 거쳐서 더욱더 안정적인 버너의 점.소화상태 판정신호와 함께 화염의 세기(R,G,B파장)신호 3종류, 화염주파수(R,G,B파장)신호 3종류, 버너화염의 색상 및 표면온도, 보일러 내부의 버너 노즐 주변온도 및 제1광센서장치(1000)의 케이스 내부온도, 메인제어장치(3000) 내부의 온도신호 등, 모두 12가지의 다양한 버너 화염 분석신호를 양 방향 직렬통신 방식으로 전송할 수 있도록 하여 버너화염에 대한 정밀하고 다각적인 진단과 분석이 가능하도록 원천적인 정보를 제공함에도 본 발명의 목적이 있다.As shown in FIG. 1, the first optical sensor device 1000 includes red, green, green, and blue colors of three photodiodes with visible light, among the spectroscopic radiation wavelengths. , B) Detect wavelength, calculate flame intensity (R, G, B wavelength), flame frequency (R, G, B wavelength) signal, and calculate near-infrared wavelength temperature signal inside boiler and burner nozzle 3 is transmitted to the main control device 3000 of FIG. 3 by CAN serial communication method, and three flame detectors at the monitoring point of one burner simultaneously determine the abnormality of the burner flame state. Not only has achieved three times higher reliability than the detector, but also a more stable burner point and fire intensity (R, G, B wavelength) signal 3 Type, flame frequency (R, G, B wavelength) 3 types of signals 12 different burner flame analysis signals such as flame color and surface temperature, burner nozzle ambient temperature inside the boiler, case internal temperature of the first optical sensor device 1000, and temperature signal inside the main controller 3000 It is also an object of the present invention to provide a source of information to enable the transmission in two-way serial communication method to enable accurate and multi-faceted diagnosis and analysis of the burner flame.

특히, 도 3에서와 같이 하드웨어적인 연산회로에 있어서 일반적인 버퍼 및 차동증폭회로 이외에는 기본적인 OP AMP 및 비교기의 연산까지도 마크로프로세서 내부에서 실행하도록 하여 최소의 부품수가 되도록 심사숙고 함으로써, 제품의 조립 및 TEST, 시의 번거로움을 제거하고 유지보수의 편리성을 제공하게 되었다.In particular, in addition to the general buffer and differential amplification circuit in the hardware operation circuit as shown in FIG. 3, even basic OP AMP and comparator calculations are executed inside the macro processor, so that the minimum number of components is considered. This eliminates the hassle and ease of maintenance.

또한, 개별적인 버너의 화염상태를 정밀 분석함으로써, 기존의 전자식 버너 공.연비 제어 장치를 통하여 다중 버너가 설치되어 있는 보일러에 공기와 연료를 일괄 공급하는 총량제어 방식(공.연비 공급 균형을 유지하 는 버너와 그렇지 못한 버너 모두, 보일러 출력 목표량 및 전체의 배기가스출력 기준으로 버너의 공.연비 제어가 동일하게 이루어져 공기와 연료를 일괄 공급 하는 제어 방식)의 오류를 개선하고 보다, 정성적인 제어가 될 수 있도록 개별적으로 버너의 공.연비 피드백(Feed Back) 제어 신호를 프로그램 연산하여 직렬통신 출력할 수 있는 기능을 갖게 하였다.In addition, by precisely analyzing the flame conditions of individual burners, the total amount control method of supplying air and fuel collectively to a boiler equipped with multiple burners through an existing electronic burner air / fuel control device (which maintains a balance between air and fuel consumption). Both the burner and the burner which do not have the same control of the burner's air / fuel ratio based on the boiler output target amount and the total exhaust gas output, improve the error of the air and fuel collectively) and provide more qualitative control. It has the function to output the serial communication by program operation of the burner's air-feedback feedback signal separately.

통신 출력 포트는 도 3에서와 같이 중앙제어실의 PC로 버너 화염 모니터링 신호 전송과 동일한 포트를 적용하며, 사용자가 선택하여 모니터링 신호 와 버너 공.연비 제어신호 출력을 공통으로 사용할 수 있도록 하였다.
As shown in Fig. 3, the communication output port uses the same port as the transmission of the burner flame monitoring signal to the PC of the central control room, and the user can select the monitoring signal and the burner air / fuel control signal output in common.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버너 화염 모니터링 시스템의 메인제어장치(3000)가 복수 개 결합된 경우의 통신방식을 나타낸 구성도이다.4 to 8 are configuration diagrams showing a communication method when a plurality of main control devices 3000 of the burner flame monitoring system according to the present invention are coupled.

이때, 도 4는 통신 라인이 2개가 연결된 것을 나타낸 것이고, 도 5는 통신라인이 3개가 연결된 것을 나타낸 것이며, 도 6은 통신라인이 4개가 연결된 것을 나타낸 것이고, 도 7은 통신라인이 5개가 연결된 것을 나타낸 것이며, 도 8은 통신라인이 6개가 연결된 것을 나타낸 것이다.At this time, FIG. 4 shows that two communication lines are connected, FIG. 5 shows that three communication lines are connected, FIG. 6 shows that four communication lines are connected, and FIG. 7 shows that five communication lines are connected. 8 shows that six communication lines are connected.

본 발명에서는 통신라인이 6개가 연결된 것 까지만 도시하였지만 이러한 방식으로 N개의 통신라인이 연결될 수 있는 것이다. In the present invention, only up to six communication lines are shown, but N communication lines may be connected in this manner.

또한, 본 발명은 제1광센서장치(1000) 또는 제2광센서장치(2000)와, 메인제어장치(3000)간의 결합이 단 수개일 경우 RS485 직렬통신방식이 적용되고, 복수개일 경우 RS-232C 방식이 적용되어 상기 메인제어장치(3000)로부터 이격된 거리에 위치하는 중앙제어실의 PC와 통신되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is applied to the RS485 serial communication method when the first optical sensor device 1000 or the second optical sensor device 2000 and the main control device 3000 is only one combination, RS- when a plurality of RS- It is characterized in that the 232C is communicated with the PC of the central control room located at a distance away from the main control device 3000.

이때, 상기 RS-232C 방식이 적용되는 경우, 각 메인제어장치(3000)로부터 각각 전송되는 신호들을 처리해주고 이더넷 출력할 수 있도록 연산 처리하는 마이크로프로세서(350,351,352,353,354)가 별도로 구비되는 것을 특징으로 한다.In this case, when the RS-232C method is applied, microprocessors 350, 351, 352, 353, and 354 which process a signal transmitted from each main control device 3000 and perform arithmetic output to Ethernet are separately provided.

다시 말하면, 버너화염 모니터링 장치를 결합하는 구성에 있어서도 단일 개로 할 때는 원격 모니터링을 위한 통신 출력으로 485 직렬 통신 방식을 적용하였지만, 복수 개로 구성할 때는 도 4 내지 도 8에서와 같이 모니터링을 위한 가공 신호를 RS232C 출력을 별도로 준비된 마이크로 프로세서에 복수 입력하고 이더넷(TCP/IP)출력할 수 있도록 장치되어 있다.In other words, even in a configuration in which a burner flame monitoring device is combined, a 485 serial communication method is used as a communication output for remote monitoring when a single unit is used. However, when a plurality of units are configured, a processing signal for monitoring is illustrated in FIGS. 4 to 8. RS232C output is inputted to the microprocessor prepared separately, and it is equipped to output Ethernet (TCP / IP).

따라서, 복수의 이더넷 출력을 복수 입력하여 1개의 이더넷 신호로 출력하는 허브를 적용할 때, 상용화되는 허브의 표준에 맞추고 버너화염 모니터링 장치의 설치 공사가 간편해지도록 하는 이점이 있다.Therefore, when applying a hub that inputs a plurality of Ethernet outputs and outputs a single Ethernet signal, there is an advantage to simplify the installation work of the burner flame monitoring device in accordance with the standard of the commercialized hub.

또한, 이와 같이 다양하게 분석한 보일러 현장의 버너 화염상태 연산 정보를 중앙제어실의 산업용 컴퓨터에서 데이터베이스화 하고 트랜드값의 표현 및 버너 장치의 작동상태를 PC 화면에서 모니터링이 가능하도록 가공하여 직렬통신 신호를 구성함에도 본 발명의 의의가 있다 할 것이다.In addition, the burner flame state calculation information of the boiler site analyzed in this way is databased on the industrial computer in the central control room, and the processing of the expression of the trend value and the operation state of the burner device can be monitored on the PC screen. There is also a meaning of the present invention in the construction.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.

10_BL1, 60_BL1 : 광학 렌즈
10_OC1,60_OC1 : 광 파이버 케이블 Assembly
11 : 포토다이오드(1개 구성) 61 : 포토다이오드(3개 구성)
30,150,160,170 : 대수 증폭기 31,151,161,171 : 신호 안정기
32,152,162,172,210 : 차동 증폭기
34 : 가산기 33 : 영점 조정기
35,41,46 : 정 전류 변환기(비 절연 Type)
290 : 정 전류 변환기(절연 Type)
20,70,220 : 기준전압 발생기(Vref=2.5V)
90,230 : 기준전압 발생기(Vref=4.096V)
50,120,193 : 전원 공급기(절연 Type, 양전원,DC출력)
110,191 : 전원공급기(절연 Type, 단일전원,DC출력)
192,194 : 전원공급기(비절연 Type, 단일전원,DC출력))
190 : 전원공급기(절연 Type, 단일전원,AC출력)
36 : 화염신호 모니터
45,80,221 : 온도센서(IC화 반도체센서)
40,100 : 온도신호 연산기(근적외선)
71,72,73,261,262,263 : 버퍼
152,162,172,210 : 차동 증폭기 153,163,173 : 직류 증폭기
260 : 교류 증폭기 130,311 : CAN 트랜시버
333,334 : R,G,B LED 330,331,332 : 삼색LED
335,336,337 : LED Driver 140,240,241 : 마이크로프로세서
320,321,322,323,324 : 점퍼 310 : Max 485
200,201,202,203 : 트랜지스터 어레이
250,251,252 : FND Display
253 : DML(Dot Matrix LED) 180 : 어레이 저항
181 : 스위치 7 개 300 : MUX(아날로그 멀티플렉서)
270,271 : 포토 커플러 280 : D/A 컨버터
1000 : 제1광센서장치 2000 : 제2광센서장치
3000 : 메인제어장치10_BL1, 60_BL1: optical lens
10_OC1,60_OC1: Fiber Optic Cable Assembly
11: photodiode (one configuration) 61: photodiode (three configuration)
30,150,160,170: Logarithmic Amplifiers 31,151,161,171: Signal Stabilizer
32,152,162,172,210: Differential Amplifier
34: adder 33: zero point adjuster
35,41,46: constant current transducer (non-isolated type)
290: constant current transducer (insulation type)
20,70,220: Reference voltage generator (Vref = 2.5V)
90,230: Reference voltage generator (Vref = 4.096V)
50,120,193: Power supply (insulation type, positive power, DC output)
110,191: Power supply (insulation type, single power supply, DC output)
192,194: Power supply (non-isolated type, single power, DC output)
190: Power supply (insulation type, single power supply, AC output)
36: flame signal monitor
45,80,221: Temperature sensor (IC semiconductor sensor)
40,100: Temperature signal calculator (near infrared)
71,72,73,261,262,263: buffer
152,162,172,210: Differential amplifier 153,163,173: DC amplifier
260: AC amplifier 130,311: CAN transceiver
333,334: R, G, B LED 330,331,332: Tricolor LED
335,336,337: LED Driver 140,240,241: Microprocessor
320,321,322,323,324: Jumper 310: Max 485
200,201,202,203: transistor array
250,251,252: FND Display
253: Dot Matrix LED (DML) 180: Array Resistance
181: 7 switches 300: MUX (analog multiplexer)
270,271: Photo Coupler 280: D / A Converter
1000: first optical sensor device 2000: second optical sensor device
3000: main controller

Claims

The main control device is provided with a microprocessor 240 for receiving and processing a burner flame signal by serial communication or analog transmission from the first optical sensor device or the second optical sensor device provided at a distance from the main control device. In the burner flame monitoring system comprising:
The main control device,
A signal receiver which receives a burner flame signal from any one of the first optical sensor device and the second optical sensor device;
When receiving a burner flame signal from the first optical sensor device, three kinds of signals of flame intensity red (R, Red), green (G, Green), and blue (B, Blue) and flame frequency red (R, Eight kinds of burner flames including three types of signals of red, green, and blue, and two types of temperature measurement signal detected by the temperature signal calculator 100 and the temperature sensor 80 When receiving a signal through a CAN (Controller Area Network) communication method and performing a program operation and receiving a burner flame signal from the second optical sensor device, the signal is classified into an AC voltage signal and the first analog signal selector MUX_C1. , 300 is input to the op amp (OP_AMP, OP0, OP1, OP2) port (PORT) in the microprocessor 240 to program the flame intensity and flame frequency signal, but the operation state of the burner is set Small classification mode (flaming mode) set in 1 (Set1), 2 (Set2) and 3 (Set3) modes. Intensity lower limit mode (IL), Flame intensity upper limit mode (IH), Flame frequency lower limit mode (FL), Flame frequency upper limit mode (FH), On-time mode (ON-T), Off-time mode (OFF-T This is done by comparing the setting value of)) and the flame intensity and flame frequency which are the calculation result value selected in the color mode of the burner flame. , FH) display mode is set separately, so that the first to third LED (LED_c1 ~ 3, 330, 331,332) is oscillated in green at the lower limit and the red in the upper limit is displayed, and the intensity of the flame When present between flame intensity lower limit mode (IL) and flame intensity upper limit mode (IH), the flame intensity logic (LOGIC) "1" is generated and the flame frequency is also defined as flame frequency lower limit mode (FL) and flame frequency upper limit mode ( If there is a flame frequency logic (1) when When the intensity of the flame is outside the range of the flame intensity lower limit mode (IL) and flame intensity upper limit mode (IH), the flame intensity logic (LOGIC) "0" is generated and the flame frequency is set to the flame frequency lower limit mode ( A microprocessor 240 that causes flame frequency logic " 0 " to occur when outside the range of FL) and flame frequency upper limit mode FH; And
If the result of AND logic of the flame intensity and flame frequency calculated by the microprocessor 240 is '1', it is determined that the relay 1 (RY1) is turned on and the burner is ignited. A burner flame state notification unit which determines that the burner is extinguished when the relay 1 (RY1) is turned off when it is '0'; Including,
The first optical sensor device and the second optical sensor device, the burner flame monitoring system, characterized in that provided with an optical device for spectroscopy visible and near infrared.

The method of claim 1,
The burner flame monitoring system includes the first optical sensor device;
The first optical sensor device,
Detected from three photodiodes 61 sensing red, green, green, and blue wavelengths, respectively, integrated in a direct current amplifier via a logarithmic amplifier, a signal stabilizer, and a differential amplifier. Red, R, Green, G, Blue, B, the intensity of the flame is input to the microprocessor 140 and calculated, Red, R, Green, G, The flame frequency of the blue (B) wavelength is input to the microprocessor 140 and is calculated by the op amps OP_AMP, OP0, OP1, and OP2 inside the microprocessor 140, and the temperature signal calculator 100 and When the temperature is detected by the temperature sensor 80 and input to the microprocessor 140,
Three signals of flame intensities R, G, and B digitally calculated from the microprocessor 140, and signals of flame frequencies Red, R, Green, G, and Blue, respectively. CAN Transceiver for transmitting / receiving CAN (Controller Area Network) data of 8 kinds of burner flame signals including two kinds and two kinds of temperature measured value signals detected from the temperature signal calculator 100 and the temperature sensor 80. Burner flame monitoring system, characterized in that transmitted to the microprocessor 240 of the main control unit through.

The method of claim 1,
The burner flame monitoring system includes the second optical sensor device;
The second optical sensor device,
The burner flame signal detected by the photodiode 11 and output through the adder 34 through the logarithmic amplifier, the signal stabilizer and the differential amplifier, and the zero point adjuster 33, and to the temperature signal operator 40 and the temperature sensor 45. Burner flame monitoring system, characterized in that the temperature conversion signal detected by the transmission through the constant current converter (35, 41, 46) to the microprocessor (240) of the main control device in an analog communication method.

The method of claim 3,
The second optical sensor device,
Burner flame monitoring system, characterized in that the monitor 36 to check the burner operation status is provided.

The method of claim 3,
The second optical sensor device,
Burner flame monitoring system, characterized in that provided with a zero adjuster (33) to adjust the signal to 0 volts [V].

The method of claim 2,
The first optical sensor device 1000,
Either of the optical device 60-A or the optical device 60-B is selected and combined with the first photodiodes PDa1, 61, and according to the case of the selected optical device, convex lens 1-mirror 1 (BL1). Visible light transmitted through the path of Mirror 1) and Fiber Optic Cable 1-Mirror 1 (OC1-Mirror 1) detects red (R), green (G), and blue (B) wavelengths. Three photodiodes are arranged to be incident on the first photodiodes PDa1 and 61,
Near-infrared (950-970 nm) wavelengths reflected from the convex lens 1-mirror 1 (BL1-mirror 1) and the optical fiber cable 1-mirror 1 (OC1-mirror 1) are the optical device 60-A or the optical device 60-. Burner flame monitoring system, characterized in that the ambient temperature of the burner nozzle is calculated in the temperature signal calculator 100 along the connection path of the selected optical device of B).

The method of claim 3,
The second optical sensor device 2000,
The signal detected by the photodiode 11 and output through the logarithmic amplifier, the signal stabilizer, and the differential amplifier, and near-ultraviolet and visible light transmitted through the convex lens 1-mirror 1 (BL1-mirror 1) of the optical conversion device 10. The light beam is incident on the second photodiodes PDb1 and 11, and the zero point adjuster is based on the value calculated by the logarithmic amplifier 30, the signal stabilizer 31, and the differential amplifier 32 and the signal of the reference voltage generator 20. 33) the burner flame signal is output from the adder 34 together with the signal adjusted to '0' when there is no light, and the near-infrared ray (950 nm to 970 nm) reflected by 90 degrees is installed so as to be incident on the infrared temperature sensor. 40) converts and outputs the burner nozzle to the ambient temperature, detects the temperature inside the case of the second optical sensor device by the temperature sensor 45, and converts the converted signal values through the constant current converters 35, 41 and 46. Main control station by transmitting in analog communication method A burner flame monitoring system, characterized in that passed to the microprocessor 240.

The method of claim 1,
The main control device 3000,
When the first optical sensor device 1000 and the second optical sensor device 2000 fail or the connection wire is disconnected, the relay 2 (RY2) is turned on to notify the outside that an abnormality has occurred in the operating state of the system. Function,
It has a transmission function to transmit the burner flame status and temperature detection signal to 4-20mA constant current method.The above 4 ~ 20mA constant current output is transmitted through SPI (Serial Perpheral Interface) serial communication method. In addition to the ability to transmit to digital data (DIGITAL DATA) to avoid the cumbersome adjustment to meet the standard of 4-20mA,
Program operation that transmits the burner flame state analyzed by the microprocessor 240 to the microprocessor 241 in a serial communication manner so that the burner flame state can be displayed through the display devices 250, 251, 252, 253, 331, 332, LED_C1, LED_C2, and LED_C3. Function,
Burner flame monitoring system characterized in that it has a switch {(SW_c1, 181)} input unit function to enable a set value and each mode operation in the microprocessor (240).

The method of claim 1,
The burner flame monitoring system further includes a display device,
The display device,
Receives the result values of the flame intensity, flame frequency and temperature calculated by the microprocessor 240 and receives flexible numeric displays (FND, 250,251,252) and dot matrix LEDs (DML_c1, 253). Burner flame monitoring system comprising a microprocessor (241) for displaying.

The method of claim 9,
The intensity and flame frequency values of the flame displayed on the flexible numeric display (FND, 250, 251, 252) are expressed according to the mode values selected by the switches SW_c1, 181 in the fourth LEDs LED_c4, 333, and The result of calculating the average value by adding the flame intensity and flame frequency value is displayed on each of the flexible numeric displays (FND, 250, 251) simultaneously, and red (Red, R of burner flame signal). ) Burner characterized by monitoring the burner flame state of the AC waveform characteristic to the fourth LED (LED_c5, 334) by outputting a color signal in proportion to the Green (G), Blue (B) intensity Flame Monitoring System.

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The method of claim 1,
If there is only one combination between main controllers, RS485 serial communication method is applied.
Burner flame monitoring system, characterized in that a plurality of microprocessor (350,351,352,353,354) for processing the signals transmitted from each main control device and the arithmetic processing to output the Ethernet is applied to a plurality of RS-232 method.

4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The main control device,
Represents the mode state of the fourth LEDs LED_c4 and 333 and the fifth LEDs LED_c5 and 334 even when the main controller 3000 and the first optical sensor device or the main controller 3000 and the second optical sensor device are connected. Except that all of them are set in the same way
The mode setting includes flame intensity amplification value setting mode (I-Gain), set 1 (Set 1) mode, set 2 (Set 2) mode, set 3 (Set 3) mode, and burner flame color calculation mode (4 types). The main categories are divided into 5 modes, and the large group classifications of Set 1, Set 2, and Set 3 are composed of 6 kinds of small classification modes of the same setting method. It consists of 20 modes,
The six categories of subclasses are flame intensity lower limit mode (IL), flame intensity upper limit mode (IH), flame frequency lower limit mode (FL), flame frequency upper limit mode (FH), and ON time delay time. Mode (ON-T), OFF-Time (OFF Time) The delay time mode (OFF-T) is configured and the mode to be selected by the control switch 181 operation to control the system operation and burner ignition and fire state. In order to set the reference value to be judged and to ensure high reliability of burner flame detection, the color combination by the above four color calculation modes is determined,
The set value for setting the amplification ratio of the flame intensity amplification value setting mode (I-Gain) and for calibrating the temperature value displayed on the flexible numeric display (FND, 252 (FND_c3)) is determined by the microprocessor 240. Burner flame monitoring system comprising a control switch to be input to).

The method of claim 1, wherein the main control device,
When the feedback of the boiler output target is applied by applying the surface temperature of the flame, the color of the flame, the temperature around the burner nozzle, the flame intensity, and the flame frequency signal values, the burner's incomplete combustion is caused by the surface temperature of the flame and the flame color. Controls the supply ratio of air and fuel by determining whether or not, controls the emission of nitrogen oxides (NOX, Nitroden Oxide) from the surface temperature of the flame and the temperature signal around the burner nozzle, and applies the flame frequency to operate the burner stably. A burner flame monitoring system, comprising: an optical air-fuel-fueled control signal output function having a reference value as an analysis signal according to the above-described optical analysis imparted with a function.

The method of claim 1, wherein the main control device,
As the spectroscopic visible light wavelengths, three photodiodes 61 positioned in the first optical sensor device are classified into the red (R), green (G), and blue (B) wavelengths. A burner flame monitoring system comprising a burner flame detection function by calculating a flame intensity and a flame frequency, and realizing three independent burner flame detections based on the burner ignition and fire extinguishing determination results.

The method of claim 1, wherein the main control device,
3 kinds of flame intensity signal, 3 kinds of flame frequency signal, color and surface temperature of burner flame, burner nozzle ambient temperature, case internal temperature of light sensor device, inside main control device with burner ignition and extinguishing status determination signal It is equipped with a function of serial communication by processing the burner flame analysis signal including the temperature signal of the database on the industrial computer screen of the central control room and processing the trend of the analysis signal and the operation state of the burner device on the PC screen. A burner flame monitoring system.

The method according to any one of claims 1, 12 and 16,
The main control device,
The main control device has a bidirectional communication function that transmits a monitoring operation signal that can be monitored on the PC screen of the central control room to the central control room or a remote control signal capable of setting a mode from the central control room to the main control device. Burner flame monitoring system.