KR102403994B1

KR102403994B1 - 전기 스파크 검출을 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102403994B1
Application number: KR1020170077779A
Authority: KR
Inventors: 알렉스 체르니소브; 라이셜 비. 해스켈; 마르코 슈피겔; 앤드류 스트롱
Original assignee: 몰렉스 엘엘씨; 존 징크 컴파니 엘엘씨
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2022-05-31
Also published as: KR20170143448A; HK1243477A1; US20170363677A1; EP3260778A2; JP2017227641A; JP7008433B2; EP3260778A3; EP3260778B1; US10338130B2

Abstract

스파크 검출기는 전기 스파크가 점화기 로드 상에 위치된 전기 스파크 발생기로부터 발생할 때 생성되는 음파들을 분석함으로써 스파크의 존재를 나타낸다. 스파크 검출기는 점화기 로드와 통신하여 스파크 음파가 점화기 로드를 통해 음향 센서로 이동하는 시간을 판정하는 음향 센서를 포함한다. 스파크가 검출되지 않는 경우, 스파크 검출기는 (i) 스파크가 검출되지 않았다는 것, (ii) 전기 스파크 발생기를 즉각 교체할 것, 또는 (iii) 전기 스파크 발생기를 목하, 예컨대 다음의 스케줄링된 유지보수 시에 교체할 것 중 적어도 하나를 나타내는 신호를 출력할 수 있다. 또한, 스파크 검출기는 펄스 에코 생성기에 의해 생성되어 점화기 로드의 단부로부터 반사되는 펄스 음파의 전파 시간을 기초로 점화기 로드의 현재 온도에 기초하여 교정될 수 있다.

Description

전기 스파크 검출을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ELECTRICAL SPARK DETECTION}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2016년 6월 21일자로 출원된 미국 가출원 제62/352,902호의 이익을 주장하며, 이 출원은 이로써 참고로 포함된다.

고에너지 스파크, 또는 전기 아크, 점화 시스템들은 버너에서 연료를 점화할 목적을 위해 스파크 점화기 상의 갭형(gapped) 애노드/캐소드 전극 세트에 전기 아크들을 전달한다. 점화기 전극 갭에서의 스파크 손실은 버너에서의 시동 불능(no-start) 상태를 초래하며, 그러한 시동 불능 상태 동안 원 연료(raw fuel)가 도입되는 경우에, 버너에는 위험하고 잠재적으로 폭발하기 쉬운 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 연료의 도입 전에 스파크 점화기 갭형 전극 상에서의 스파크들의 검출은 버너 내로의 원 연료 도입과 연관되는 위험들을 감소시키려는 노력 면에서 바람직하다.

스파크 검출기가 점화기 로드(rod) 상에 위치된 전기 스파크 발생기로부터 발생한 전기 스파크에 의해 생성된 스파크 음파를 분석하여 스파크의 존재를 판정한다. 스파크 검출기는 점화기 로드와 통신하여 스파크 음파가 점화기 로드를 통해 음향 센서로 이동하는 전파 시간(time of flight)을 판정하는 음향 센서를 포함한다. 스파크 검출기는 성공적인 또는 성공적이지 못한 스파크와 같은 스파크 특성을 나타내는 신호를 출력할 수 있다. 스파크가 검출되지 않는 경우, 스파크 검출기는 (i) 스파크가 검출되지 않았다는 것, (ii) 전기 스파크 발생기를 즉각 교체할 것, 또는 (iii) 전기 스파크 발생기를 목하(soon), 예컨대 다음의 스케줄링된 유지보수 시에 교체할 것 중 적어도 하나를 나타내는 신호를 출력할 수 있다. 또한, 스파크 검출기는 펄스 에코 생성기에 의해 생성되어 점화기 로드의 단부로부터 반사되는 펄스 음파의 전파 시간을 기초로 점화기 로드의 현재 온도에 기초하여 교정될 수 있다.

일 태양에서, 전기 스파크 검출 시스템은, 전기 스파크에 의해 생성된 스파크 음파를 감지하도록 구성된 음향 센서 - 스파크 음파는 음향 센서와 음향 통신하는 점화기 로드를 통해 전파됨 - 를 포함한다. 전기 스파크 검출 시스템은 음향 센서와 통신하는 스파크 검출기를 추가로 포함할 수 있고, 스파크 검출기는 (a) 점화 신호가 전기 스파크 발생기로 전송되는 제1 기간을 식별하는 것, (b) 음향 센서가 음파를 감지하는 때를 정의하는 제2 기간을 식별하는 것, (c) 사전결정된 시간 범위와 비교될 때 제1 기간과 제2 기간 사이의 시간 관계에 기초하여 스파크 특성을 식별하는 것; 및 (d) 스파크 특성을 정의하는 출력을 생성하는 것을 위해 구성된다.

다른 태양에서, 전기 스파크를 검출하기 위한 방법은, 스파크 검출기에 의해, 전기 스파크 발생기에게 스파크를 발생시킬 것을 명령하는 점화 제어 신호를 식별하는 단계를 포함한다. 방법은, 스파크 음파가 음향 센서에 의해 검출되는지 여부를 판정하는 단계 - 음향 센서는 점화기 로드와 통신하고, 스파크 음파는 점화기 로드를 통해 전파됨 - 를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 방법은, 스파크 검출기를 통해, 스파크 특성을 나타내는 신호를 출력하는 단계 - 스파크 특성은 상기 점화 제어 신호와 상기 스파크 음파의 시간적 관계 및 사전결정된 시간 범위에 기초함 - 를 포함할 수 있다.

또 다른 태양에서, 전기 스파크 검출기를 교정하기 위한 방법은, 점화기 로드의 제1 단부에 위치된 펄스 에코 생성기를 통해, 펄스 음파를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은, 펄스 음파가 점화기 로드의 제2 단부로부터 반사된 것에 기초하여 반사된 펄스 음파를 검출할 수 있다. 방법은, 또한, 펄스 음파와 반사된 펄스 음파 사이의 전파 시간에 기초하여 스파크 검출기 조절을 계산할 수 있다. 게다가, 방법은, 스파크 검출기 조절에 기초하여 전기 스파크 검출기를 구성할 수 있다.

도 1은 실시예들에서, 점화기에 의해 발생한 전기 스파크를 검출하기 위한 스파크 검출기를 포함하는 예시적인 버너 시스템을 도시한다.
도 2는 실시예들에서, 도 1의 스파크 검출기 및 점화기의 추가적인 세부사항들을 제공하는 예시적인 다이어그램을 도시한다.
도 3은 실시예들에서, 도 1 및 도 2의 스파크 검출기의 블록 다이어그램을 도시한다.
도 4는 실시예들에서, 도 1 내지 도 3의 스파크 검출기와 여자기(exciter) 사이의 물리적 관계의 블록 다이어그램을 도시한다.
도 5는 대안의 그리고 중복되는 실시예들에서, 도 1 내지 도 3의 스파크 검출기와 여자기 사이의 물리적 관계의 블록 다이어그램을 도시한다.
도 6은 실시예들에서, 복수의 음향 센서들이 그 상에 위치된 점화기 로드와 커플링된 도 1 내지 도 3의 스파크 검출기 모듈의 블록 다이어그램을 도시한다.
도 7은 도 6의 복수의 음향 센서들 각각에 의해 감지되는 스파크 음파 신호들을 보여주는 예시적인 신호 다이어그램을 도시한다.
도 8은 실시예들에서, 점화기에 의해 발생한 스파크를 검출하기 위한 예시적인 방법을 도시한다.
도 9는 실시예들에서, 스파크 검출기를 교정하기 위한 예시적인 방법을 도시한다.

도 1은 실시예들에서, 점화기(106) 상에 위치된 전기 스파크 발생기(105)에 의해 발생한 전기 스파크(104)를 검출하기 위한 스파크 검출기(102)를 포함하는 예시적인 버너 시스템(100)을 도시한다. 버너 시스템(100)의 동작 시, 조작자는 조작자 인터페이스(108)와 인터페이싱하여 입력들(112) 및 출력들(114)을 통해 버너 관리 시스템(110)을 제어한다.

버너 관리 시스템(110)은 여자 신호(118)를 생성함으로써 여자기(116)를 제어한다. 하기에 추가로 논의되는 바와 같이, 스파크 검출기(102)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 여자기(116)와 일체형일 수 있거나, 또는, 다른 실시예들에서, 여자기(116)와는 별개의 컴포넌트일 수 있다. 여자기(116)는 스파크 검출기(102)에 의해 검출되는 제어 신호(120)를 생성한다. (실시예들에서, 스파크 검출기(102)는, 대안으로, 제어 신호(120)를 생성할 수 있다.) 제어 신호(120)는 점화기(106) 상의 전기 스파크 발생기(105)가 스파크(104)를 발생시키게 한다. 이어서, 스파크 검출기(102)는 점화기 피드백 신호(122)를 수신하여 스파크(104)가 의도된 대로 발생했는지 여부를 판정한다.

제어 신호(120)가 생성되는 때와 스파크 음파가 감지되는 때 사이의 시간적 관계에 기초하여, 점화기 피드백 신호(122) 내에서 나타내지는 바와 같이, 스파크 검출기(102)는 스파크 특성 신호(124)를 생성할 수 있다. 실시예들에서, (스파크 특성 신호(124)에 의해 전달될 수 있는 바와 같은) 스파크 특성은 성공적인 스파크, 성공적이지 못한 스파크, 점화기 로드 내에서의 검출된 스파크의 위치, 및 성공적인 스파크 대 성공적이지 못한 스파크의 비율 중 적어도 하나를 나타낸다. 점화기 피드백 신호(122)가 (i) 점화기(106) 상의 전기 스파크 발생기(105)가 스파크(104)를 발생시키지 않았다는 것, (ii) 점화기(106) 상의 전기 스파크 발생기(105)가 그의 수명 주기의 끝에 도달했다는 것, 그리고 (iii) 점화기(106) 상의 전기 스파크 발생기(105)가 그의 수명 주기의 끝에 가깝다는 것 중 하나 이상을 나타내는 경우, 스파크 검출기(102)는 전기 스파크 발생기(105)를 교체할 것을 나타내는 스파크 특성 신호(124)를 조작자 인터페이스(108)(또는, 실시예들에서, 버너 관리 시스템(110))로 복귀시킬 수 있다. 결함 특성 신호(124)의 추가적인 세부사항들, 및 그러한 신호를 전송해야 하는 때를 판정하기 위한 알고리즘들이 하기에서 논의된다.

점화기 피드백(122)이 점화기(106) 상의 전기 스파크 발생기(105)에 의해 스파크(104)가 발생함을 나타내는 경우, 버너 관리 시스템(110)은 연료 밸브(128) 및 공기 밸브(130) 중 하나 이상의 밸브의 동작을 제어하는 밸브 동작 신호들(126)을 생성하여, 그에 의해 연료(132) 및 공기(134)가 연료/공기 입력부(138)를 통해서 버너(136) 내에 들어가게 할 수 있다. 공기 밸브(130), 및 연료/공기 입력부(138)를 통하는 공기(134)는 버너(136)가 자연스럽게 흡인되는 실시예들에서는 필요하지 않을 수도 있다.

일단 연료(132) 및 공기(134)가 버너(136) 내에 들어가면, 그들은 스파크(104)에 의해 점화되는데, 스파크는 전술된 바와 동일한 스파크(104), 또는 점화기 피드백 신호(122)가 생성된 후에 발생하는 이차 스파크일 수 있다. 차례로, 연료(132)는 점화되고 불꽃(들)(140)으로 변하여, 그에 의해 버너(136) 내에 어떠한 매체(142)가 있든 이를 가열한다.

실시예들에서, 버너(136)는 불꽃(들)(140)의 존재를 판정하기 위한 불꽃 검출기(144)를 포함할 수 있다. 불꽃(들)(140)이 검출되는 경우(또는, 실시예들에서, 불꽃이 검출되지 않는 경우), 불꽃 검출기(144)는 불꽃 검출 신호(146)를 버너 관리 시스템(110)으로 전송할 수 있다.

실시예들은 버너(136) 내로부터 연료(132)를 신속히 제거하기 위한 연료 제거 시스템(148)을 포함할 수 있다. 연료 제거 시스템(148)은 버너 관리 시스템(110)에 의해 생성된 연료 제거 신호(150)에 기초하여 활성화될 수 있다. 연료 제거 신호(150)는, 연료(132)가 사전결정된 기간 동안 버너(136) 내에 공급되었고(또는 사전결정된 양의 연료(132)가 버너(136) 내에 들어갔고), 점화기 피드백 신호(122)에 의해 검출되는 바와 같이, 점화기(106)가 스파크(104)를 발생시키고 있지 않을 때 생성될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 연료 제거 신호(150)는, 불꽃 검출 신호(146)에 의해 나타나는 바와 같이, 불꽃 검출기(144)가 불꽃들(140)을 검출하지 못하는 경우에 생성될 수 있다.

도 2는, 실시예들에 의해 고려되는 바와 같이, 도 1의 스파크 검출기(102) 및 점화기(106)의 추가적인 세부사항들을 제공하는 예시적인 다이어그램(200)을 도시한다. 점화기(106)는 점화기 로드(202)의 제1 단부에서 스파크 검출기(102)의 하우징에 커플링된다. 점화기 로드(202)는 하우징에 직접적으로 커플링될 수 있거나, 또는 하니스(harness)(도시되지 않음)를 통해서 하우징에 개재식으로 커플링될 수 있다. 점화기 로드(202)는 경질일 수 있고, 강철 또는 다른 합금 재료로 제조될 수 있다. 점화기 로드(202)의 반대편 단부에는 점화기 팁(tip)(204)이 있다. 점화기 팁(204)은, 실시예들에서, 캐소드(206) 및 애노드(208)를 포함할 수 있는 전기 스파크 발생기(105)를 포함하여, 제어 신호(120)가 전기 스파크 발생기(105)로 전송될 때, 캐소드(206)와 애노드(208) 사이에 아크가 발생하게 할 수 있다. 대안으로, 점화기 팁(204) 상의 전기 스파크 발생기(105)는 절연 표면 점화기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 전기 스파크 발생기(105)는 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 점화기 팁(204) 외의 다른 위치들에 위치될 수 있다. 도 1을 다시 참조하면, 점화기 팁(204) 상의 전기 스파크 발생기(105)는 여자기(116)와 통신하여, 전기 스파크 발생기(105)가 제어 신호(120)에 응답하여 활성화되어 스파크(104)를 발생시키게 할 수 있다.

도 2를 다시 참조하면, 음향 센서(210)는 점화기 로드(202)에 커플링되어(또는 적어도 그와 음향 통신하여), 점화기 로드(202)를 통해 이동하는 스파크(104)에 의해 생성된 스파크 음파(212)와 같은 음향 신호들을 감지할 수 있다. 음향 센서(210)는 스파크 음파(212)의 음향 시그니처를 감지하는 압전 트랜스듀서일 수 있다. 스파크(104)는 점화기 로드(202) 상의 특정 지점에서 발생하고, 스파크 음파(212)는 점화기 로드(202)의 재료, 및 잠재적으로는 스파크 검출기(102)로 이어지는 임의의 가요성 하니스/와이어(들)를 통해 전파된다. 음향 센서(210)는 스파크 검출기(102)의 하우징 상에, 예컨대 점화기 로드(202)가 그에 부착된 곳 근처에 위치될 수 있거나, 또는, 대안으로, 음향 센서(210)는 점화기 로드(202) 상에 직접적으로 배치될 수 있다.

스파크(104)가 발생하는 순간과 스파크 음파(212)가 점화 로드(202)를 타고 전파되어 센서에 도달하는 순간 사이에는 시간 지연이 있다. 실시예들에서, 이러한 시간 지연은 점화기 로드(202)의 길이 및 재료뿐 아니라 스파크 검출기(102)로 이어지는 임의의 가요성 하니스/와이어(들)와 같은 다른 가능한 중개 음향 신호 전달 매체들에 기초하여 대략 마이크로초 범위 내지 밀리초 범위이다. 시간 지연은 점화기 로드(202)의 재료 내에서의 소리의 속력에 기초하여 계산될 수 있다. 예를 들어, 점화기 로드(202)가 강철로 제조된 경우, 스파크 음파(212)는 대략 5900 m/s로 이동한다. 실시예들에서, 점화기 로드(202)는 1 피트 이하 내지 1000 피트 이상을 포함하는 임의의 길이일 수 있다.

점화기 로드(202)가 버너(136)(도 1 참조) 또는 다른 시스템에서 활용됨에 따라, 점화기 로드(202)의 온도는 변화할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 점화기 로드(202)의 온도가 변화함에 따라, 스파크 음파(212)가 점화기 로드(202)를 통해서 이동하는 속력이 또한 변화할 수 있다. 이를 다루기 위해, 실시예들은, 스파크 검출기(102)가 펄스 음파(216)를 생성하기 위한 펄스 에코 생성기(214)를 추가로 포함할 수 있음을 구상한다. 펄스 음파(216)는 점화기 팁(204)(또는 점화기 로드(202)의 단부)으로부터 튕겨져서 펄스 에코 생성기 및 음향 센서(210)로 도로 반사된다. 차례로, 음향 센서(210)는 펄스 음파(216)의 시그니처를 획득할 수 있고, 그러한 데이터는 스파크 검출기(102)를 교정 또는 재교정하는 데 이용될 수 있다.

도 3은 스파크 검출기(102)의 보다 상세한 실시예들의 블록 다이어그램(300)을 도시한다. (도 1 및 도 2와 함께) 도 3을 참조하면, 스파크 검출기(102)는, 프로세서(302)에 의해 실행될 때, 본 명세서에 기술되는 바와 같은 스파크 검출기(102)의 기능을 수행하는 컴퓨터 판독가능 명령어들을 저장하는 비일시적 메모리(304)와 커플링되는 프로세서(302)를 포함한다. 실시예들에서, 메모리(304)는 스파크 검출 로직(306), 교정 설정(308), 및 교정 로직(310)을 저장한다.

스파크 검출 로직(306)은 스파크(104)를 검출하기 위한 스파크 검출기(102)의 기능을 가능하게 한다. 프로세서(302)에 의해 실행될 때, 스파크 검출 로직(306)은 제어 신호(120)를 생성하여, 예컨대 캐소드(206)와 애노드(208) 사이에서 스파크(104)를 발생시킴으로써 전기 스파크 발생기(105)를 점화하게 한다. 스파크 검출 로직(306)은 제어 신호(120)가 생성되는 시간에 의해 정의되는 점화 시간(312)을 기록한다. 점화 시간(312)은 프로세서(302)의 클록(314)에 기초할 수 있다. 대안으로, 점화 시간(312)은, 제어 신호(120)가 와이어를 통과할 때 트랜스듀서가 출력 신호를 생성하도록 제어 신호(120)가 전파되는 와이어 상의 트랜스듀서에 기초할 수 있다.

이어서, 점화기 피드백 신호(122)는 음향 센서(210)가 스파크 음파(212)를 감지한 시간을 나타내는 스파크 음파 수신 시간(316)으로서 메모리(304)에 저장된다. 구체적으로, 스파크 음파 수신 시간(316)은 음향 센서(210)에 의해 생성된 신호를 모니터링하는 프로세서(302)를 통해 생성된다. 상기 신호가, 예를 들어 스파크 음파(212)와 매칭하는 신호에서의 특정 패턴에 기초하여 스파크 음파(212)가 검출됨을 나타낼 때, 클록(314) 상의 시간이 스파크 음파 수신 시간(316)으로서 저장된다. 이러한 스파크 음파 수신 시간(316)은 프로세서(302)가 필요로 하는 프로세싱 및 신호 송신 지연들에 기초하여 조절될 수 있다. 이어서, 차례로, 스파크 검출 로직(306)은 점화 시간(312)과 스파크 음파 수신 시간(316)을 비교하여 스파크(104)가 적절하게 발생했는지 여부를 판정한다. 스파크(104)가 적절하게 발생했는지 여부를 판정하는 것은 메모리(304) 내에, 예를 들어 교정 설정(308) 내에 저장된 센서-점화기 거리(318)에 기초할 수 있다. 센서-점화기 거리(318)에 대한 지식은, 스파크 검출 로직(306)이, 스파크 음파(212)가 전기 스파크 발생기(105)로부터 점화기 로드(202)를 통해 전파되어 음향 센서(210)에 도달하는 데 시간이 얼마나 오래 걸리는지에 대해 이해할 수 있게 한다. 점화 시간(312)과 스파크 음파 수신 시간(316) 사이의 시간 차이가 점화기 로드(202)를 형성하는 재료를 통한 소리 이동의 속력 및 센서-점화기 거리(318)에 기초하는 특정된 검출 범위(320) 내에 있는 경우, 스파크는 성공적으로 검출되고, 프로세서(302)는 성공적인 스파크를 나타내는 스파크 특성 신호(124)를 출력할 수 있다. 그러나, 점화 시간(312)과 스파크 음파 수신 시간(316) 사이의 시간 차이가 특정된 검출 범위(320) 밖에 있는 경우, 프로세서(302)는 성공적이지 못한 스파크를 나타내는 스파크 특성 신호(124)를 버너 관리 시스템(110)에 또는 직접적으로 조작자 인터페이스(108)에 출력할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 구상되는 실시예들은 오로지 1) 성공적인 스파크들, 2) 성공적이지 못한 스파크들(또는 스파크들의 결여), 또는 3) 성공적인 스파크들과 성공적이지 못한 스파크들(또는 스파크들의 결여)을 검출할 수 있고, 그에 기초하여 스파크 특성 신호(124)를 출력할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

실시예들에서, 스파크 검출 로직(306)은, 또한, 전기 스파크 발생기(105)를 제어하는 리드(lead)(예컨대, 캐소드(206) 및 애노드(208)에 이어지는 리드)들을 따라서 단락 회로가 생기는지 여부를 그리고 어디에서 생기는지를 검출하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 단락 회로 소리들의 다양한 스파크 시그니처들을 정의하는 스파크 시그니처들(322)이 포함될 수 있다. 이들 스파크 시그니처들(322)은 교정 설정(308) 내로 사전로딩될 수 있다. 스파크 시그니처들(322)은, 또한, 스파크 음파(212)가 음향 센서(210)에 도달하는 시간에 기초하여 단락 회로의 정확한 위치를 식별하기 위한 규칙들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출 범위(320) 밖에서 스파크 음파(212)가 음향 센서(210)에 도달하는 경우, 스파크 음파(212)가 전기 스파크 발생기(105)에 의해 생성된 것이 아니라, 대신에, 점화기 로드(202) 내의 단락 회로에 의해 생성되었을 확률이 높다. 따라서, 스파크 시그니처들(322)은 제어 신호(120)가 생성된 때와 음향 센서(210)가 단락 회로 스파크 음파를 감지한 때를 비교한 것에 기초하여 단락 회로가 생긴 점화기 로드(202)를 따르는 거리를 정의할 수 있다. 다시 말해, 실시예들은 제어 신호(120)의 생성과 스파크 음파(212)의 수신 사이의 타이밍 계산들에 기초하여 단락 회로의 위치를 판정할 수 있다.

전술된 바와 같이, 점화기 로드(202)의 온도는 음파(212)가 점화기 로드(202)를 통해 이동하는 속력에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 실시예들은 스파크 검출기(102)가 교정 로직(310)을 포함할 수 있음을 구상한다. 교정 로직(310)은, 프로세서(302)에 의해 실행될 때, 도 2에 도시된 바와 같이 펄스 음파(216)를 생성하도록 펄스 에코 생성기(214)를 제어한다. 이어서, 음향 센서(210)(또는, 대안의 실시예들에서, 펄스 에코 생성기(214))는 점화기 팁(204)으로부터 반사된 후의 펄스 음파(216)를 검출한다. 이어서, (음향 센서(210)가 반사된 펄스 음파(216)를 검출한 경우) 센서-점화기 거리(318)를 이용하여, 교정 로직은 점화기 로드 온도 조절(324)을 생성할 수 있다. 점화기 로드 온도 조절(324)은, 스파크 음파(212)가 점화기 로드(202)를 통해 이동하기 때문에, 점화기 로드(202)의 온도가 스파크 음파(212)의 속력에 영향을 미치는 경우에 검출 범위(320)를 재조절하도록 스파크 검출 로직(306)에 의해 사용될 수 있는 조절 체배기(adjustment multiplier)로서의 역할을 한다.

실시예들에서, 스파크 검출 로직(306)은, 또한, 전기 스파크 발생기(105)의 나머지 수명을 식별하는 데 활용될 수 있다. 예를 들어, 스파크 검출 로직(306)은 성공적인 스파크들(326) 및 성공적이지 못한 스파크들(328)을 분류할 수 있다. 성공적인 스파크들(326)은 검출 범위(320) 내에서 음향 센서(210)가 스파크 음파(212)를 감지할 때 발생한다. 성공적이지 못한 스파크들(328)은 검출 범위(320) 내에서 음향 센서(210)가 스파크 음파(212)를 감지하지 못할 때 발생한다. 이어서, 성공적인 스파크들(326) 대 성공적이지 못한 스파크들(328)의 비율은 스파크 결함 임계치(330)에 대해 비교될 수 있다. 스파크 결함 임계치(330)는 전기 스파크 발생기(105)가 교체될 필요가 있는지 여부를 나타내는, 성공적이지 못한 스파크들(328)에 대한 성공적인 스파크들(326)의 백분율을 정의한다. 하나의 그러한 예시적인 비율은 75%의 성공적인 스파크들이다. 추가로, 스파크 결함 임계치(330)는 전기 스파크 발생기(105)가 목하 교체될 필요가 있는지 여부를 나타내는, 성공적이지 못한 스파크들(328)에 대한 성공적인 스파크들(326)의 백분율을 식별할 수 있다. 하나의 그러한 비율은 80%의 성공적인 스파크들이다. 스파크 결함 임계치(330)에 의해 정의되는 다양한 비율들은, 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이, 75%(즉각 교체 표시용) 또는 80%(목하 교체 표시용)보다 높을 수 있거나 또는 그보다 낮을 수 있다. 또한, 소정 실시예들에서, 연료(132)는, 성공적인 스파크들(326) 대 성공적이지 못한 스파크들(328)의 비율이 소정 임계치 이상이 아니라면, 버너(136)에 들어가는 것이 허용되지 않을 수도 있다.

다양한 전기 스파크 발생기들이 0.1 ㎐ 내지 120 ㎐ 이상의 상이한 주파수들에서 동작한다. 그러므로, 성공적이지 못한 스파크들에 비교되는 성공적인 스파크들을 모니터링함으로써, 조작자는 전기 스파크 발생기(105)가 교체될 필요가 있을 때를 예측할 수 있다.

따라서, 성공적이지 못한 스파크들(328)에 대한 성공적인 스파크들(326)의 백분율이 전기 스파크 발생기가 즉각 교체될 필요가 있음을 나타내는 경우, 프로세서는 전기 스파크 발생기(105)가 즉각 교체될 필요가 있음을 나타내는 스파크 특성 신호(124)를 버너 관리 시스템(110)에(또는 직접적으로 조작자 인터페이스(108)에) 출력할 수 있다. 그 후, 조작자(또는 버너 관리 시스템(110))는 버너(136)를 정지시켜서 전기 스파크 발생기(105)의 즉각 교체를 허용할 수 있다. 대안으로, 성공적이지 못한 스파크들(328)에 대한 성공적인 스파크들(326)의 백분율이 전기 스파크 발생기(105)가 목하 교체될 필요가 있음을 나타내는 경우, 프로세서(302)는 전기 스파크 발생기(105)가 목하 교체될 필요가 있음을 나타내는 스파크 특성 신호(124)를 버너 관리 시스템(110)에(또는 직접적으로 조작자 인터페이스(108)에) 출력할 수 있다. 그 후, 조작자는 다음의 계획된 유지보수 시에 전기 스파크 발생기(105)를 교체할 수 있다.

실시예들에서, 교정 설정(308)은, 추가로, 음향 센서(210)로부터 수신된 신호들을 필터링하도록 동작하는 필터(332)를 포함할 수 있다. 전기 스파크 발생기(105)가 높은 동작 주파수에서 동작하는 경우, 다수의 스파크들이 시간적으로 서로 매우 근접하게 검출될 수 있다. 게다가, 점화기 로드(202)를 통해 전파되는 신호들은 점화기 로드(202)의 다양한 표면들로부터 튕겨질 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 필터(332)는 점화기 로드(202)를 통해 전파되는 다수의 신호들이 있을 때 신호들을 유리하게 필터링하는 데 활용될 수 있다. 예를 들어, 단락 회로가 점화기 로드(202) 내에 생기지만 그의 점화기 팁(204)으로부터 멀리 있는 경우, 그에 의해 생성된 음파는 스파크로부터 양측 방향으로(즉, 점화기 로드(202)의 양측 단부들을 향해) 이동할 것이다. 센서(210)로부터 멀리 전파되는 음파는 점화기 로드(202)의 점화기 팁(204)과 부딪칠 것이고, 센서(210)를 향해 도로 반사될 것이다. 그러나, 상기 음파는, 초기에 단락 회로로부터 직접적으로 센서(210)로 이동하는 그의 상대 파형보다 늦게 센서(210)에 도달할 것이다. 이러한 늦게 도달하는 음파가 고려되지 않는 경우, 스파크의 정밀한 상태에 관하여 혼란이 생길 수 있다. 따라서, 필터(332)는 수신되는 신호의 타이밍에 기초하여 이들 반사된 단락 회로 음파들을 필터링하는 데 사용될 수 있다.

도 4는 스파크 검출기(102)와 여자기(116) 사이의 물리적 관계의 실시예들의 블록 다이어그램(400)을 도시한다. 스파크 검출기(102)는, 예를 들어, 여자기(116)와는 별개의 디바이스일 수 있고, 가요성 하니스(402)를 통해 그에 커플링될 수 있다.

도 5는, 다른 실시예들에서, 스파크 검출기(102)와 여자기(116) 사이의 물리적 관계의 블록 다이어그램(500)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 스파크 검출기(102)는 여자기(116)와 일체형일 수 있다. 더욱이, 점화기 로드(202)는 가요성 하니스(402)와 유사할 수 있는 가요성 하니스(502)를 통해 스파크 검출기와 커플링될 수 있다. 여자기(116)와 스파크 검출기(102) 사이의 다른 물리적 관계들이 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 스파크 검출기(102)는 여자기(116)와 일체형일 수 있고, 점화기 로드(202)는 가요성 하니스(502) 없이 스파크 검출기(102)에 직접적으로 커플링될 수 있다.

도 6은 복수의 음향 센서들이 그 상에 위치되는 점화기 로드(202)와 커플링된 스파크 검출기(102)의 실시예들을 보여주는 블록 다이어그램(600)을 도시한다. 도 7은 도 6의 복수의 음향 센서들 각각에 의해 감지되는 스파크 음파 신호들을 보여주는 예시적인 신호 다이어그램(700)을 도시한다. 도 6 및 도 7은 하기의 논의와 함께 가장 잘 관찰된다.

제1 센서(602)가 점화기 팁(204)으로부터의 거리(D1)에 위치된다. 제2 센서(604)가 점화기 팁(204)으로부터의 거리(D2)에 위치된다. 그리고, 제3 센서(606)가 점화기 팁(204)으로부터의 제3 거리(D3)에 위치된다. 트랜스듀서(608)가 점화기 로드(202)에서 점화기 팁(204)과는 반대편 단부에 위치된다. 트랜스듀서(608)는 점화기 팁(204) 상에 위치된 전기 스파크 발생기(105)(예컨대, 캐소드와 애노드 또는 절연 표면 점화기)로 이동하는 신호를 검출하도록 동작한다. 신호를 전송하는 프로세서에 기초하여 점화기 제어 신호가 검출가능한 경우에 트랜스듀서(608)가 필요하지 않을 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

신호 다이어그램(700)에서, 제1 음향 센서(602)는 제1 신호(702)를 생성한다. 제2 음향 센서(604)는 제2 신호(704)를 생성한다. 제3 음향 센서(606)는 제3 신호(706)를 생성한다. 그리고, 트랜스듀서(608)는 트랜스듀서 신호(708)를 생성한다. 트랜스듀서 신호(708)는 도 1의 제어 신호(120)를 대표한다. 제1, 제 2, 및 제3 신호들(702, 704, 706) 각각은 도 1의 점화기 피드백 신호(122)를 각자 대표한다. 트랜스듀서 신호(708)의 밸리(710)는 제어 신호가 전기 스파크 발생기(105)로 전송되어 스파크(104)를 발생시키는 때를 나타낸다. 밸리(710)는 트랜스듀서(608)의 구성에 기초하여 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 반전될 수 있거나, 또는, 다시 말해, 피크가 될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 제1 신호(702)의 피크(712)는 점화기 로드(202)를 통해 이동하는 스파크 음파(예컨대, 스파크 음파(212))가 제1 음향 센서(602)에 의해 감지되는 때를 나타낸다. 제2 신호(704)의 피크(714)는 점화기 로드(202)를 통해 이동하는 스파크 음파(예컨대, 스파크 음파(212))가 제2 음향 센서(604)에 의해 감지되는 때를 나타낸다. 제3 신호(706)의 피크(716)는 점화기 로드(202)를 통해 이동하는 스파크 음파(예컨대, 스파크 음파(212))가 제3 음향 센서(606)에 의해 감지되는 때를 나타낸다.

(도 3의) 필터들(332)이 스파크 검출 로직(306)에 의해 적용되는 경우, 필터는 밸리(710) 및 피크들(712 내지 716) 각각 뒤에 각각 생성되는 신호들(702 내지 706)로부터의 추가적인 정보를 필터링할 수 있다. 예를 들어, 추가적인 진동(718)이 필터(332)에 의해 필터링될 수 있다.

도 8은 점화기에 의해 발생한 스파크를 검출하기 위한 예시적인 방법(800)에 대한 실시예들을 도시한다. 방법(800)은, 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 점화기 로드(202)와 커플링된 음향 센서(210)와 통신하는 스파크 검출기(102)를 사용하여 구현될 수 있다.

단계 802에서, 방법(800)은 여자기로부터의 점화 신호를 점화기로 전송한다. 단계 802의 동작의 일례에서, 제어 신호(120)는 스파크(104)를 발생시키기 위해 전기 스파크 발생기(105)로 전송된다.

단계 804는, 방법(800)이 점화기 로드(202)를 통해 이동하는 음향 신호가 검출되는지 여부를 판정하는 결정 과정이다. 스파크가 검출되는 경우, 방법(800)은 단계 818로, 포함되는 경우, 진행되거나, 또는 단계 802를 반복한다. 스파크가 검출되지 않는 경우, 방법(800)은 단계 806으로의 경로 1 또는 단계 808로의 경로 2 중 어느 하나로 진행된다. 경로 1은 방법(800)을 동작시키는 시스템이 전기 스파크 발생기 수명을 모니터링하지 않는 경우에 취해질 수 있다. 경로 2는 방법(800)을 동작시키는 시스템이 또한 전기 스파크 발생기 수명을 모니터링하는 데 사용되는 경우에 취해질 수 있다. 단계 804의 동작의 일례에서, 음향 센서(210)는 스파크 음파(212)를 감지하는 데 활용되고, 점화기 피드백 신호(122)를 생성한다. 점화기 피드백 신호(122)가 검출 범위(320) 내에서 스파크 음파(212)가 검출되었음을 나타내는 경우, 스파크 검출 로직(306)은 스파크를 식별한다. 점화기 피드백 신호(122)가 검출 범위(320) 내에서 스파크 음파(212)가 검출되지 않았음을 나타내는 경우, 스파크 검출 로직(306)은 성공적이지 못한 스파크(또는 스파크의 결여)를 식별한다. 결정 과정 804에서 성공적이지 못한 스파크가 식별되는 경우, 프로세서(302)는 성공적이지 못한 스파크를 나타내는 스파크 특성 신호(124)를 버너 관리 시스템(110)에 또는 직접적으로 조작자 인터페이스(108)에 출력할 수 있다.

단계 806에서, 방법(800)의 실시예들은 스파크 결함 대책(들)을 구현하는 것을 고려한다. 단계 806의 동작의 일 실시예에서, 스파크 결함 대책은 버너(136) 내의 임의의 잔여 연료(132)를 제거하도록 하는 연료 제거 시스템(148)의 활성화를 포함한다. 추가로 또는 대안으로, 스파크 결함 대책은 전기 스파크 발생기(105), 점화기(106), 여자기(116), 또는 스파크 검출기(102) 교체 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 시스템 진단을 수행할 수 있다. 단계 806 이후, 방법(800)은 단계 802를 반복한다.

단계 808이 구현되는 실시예들에서, 방법(800)은 스파크 결함 카운트를 업데이트한다. 단계 808의 동작의 일례에서, 스파크 검출 로직(306)은 성공적이지 못한 스파크(328)의 카운트를 증가시킨다. 이어서, 방법(800)은 단계 810으로 진행된다. 실시예들에서, 방법(800)은, 대안으로, 단계 814 및 단계 806으로 직접 진행될 수 있거나 또는 단계 802를 반복할 수 있다.

단계 810은 결정 과정이다. 단계 810에서, 방법(800)은 스파크 결함 카운트가 정지 임계치 이상인지 여부를 판정한다. 스파크 결함 카운트가 정지 임계치 이상인 것으로 판정되는 경우, 방법(800)은 단계 812로 진행된다. 스파크 결함 카운트가 정지 임계치 미만인 것으로 판정되는 경우, 방법(800)은 단계 814로, 또는, 실시예들에서, 직접적으로 단계 818로 진행되거나, 또는 단계 802를 반복한다.

단계 810의 동작의 일례에서, 스파크 검출 로직(306)은 성공적이지 못한 스파크들(328) 대 성공적인 스파크들(326)의 비율을 분석하여 그 비율이 스파크 결함 임계치(330) 이상인지 여부를 판정하는데, 이러한 스파크 결함 임계치는 전기 스파크 발생기가 그의 수명의 끝에 도달했을 때를 나타낸다.

단계 812에서, 방법(800)은 조작자에게 정지/교체 신호를 출력한다. 단계 812의 일례에서, 전기 스파크 발생기(105)가 즉각 교체될 필요가 있음을 나타내는 스파크 특성 신호(124)가 버너 관리 시스템(110)으로 또는 직접적으로 조작자 인터페이스(108)로 전송된다.

단계 814는 결정 과정이다. 단계 814에서, 방법(800)은 스파크 결함 카운트가 경고 임계치 이상인지 여부를 판정한다. 스파크 결함 카운트가 경고 임계치 이상인 것으로 판정되는 경우, 방법(800)은 단계 816으로 진행된다. 스파크 결함 카운트가 경고 임계치 이상인 것으로 판정되는 경우, 방법은 단계 818로 진행되거나, 또는, 실시예들에서, 직접적으로 단계 802를 반복한다.

단계 814의 동작의 일례에서, 스파크 검출 로직(306)은 성공적이지 못한 스파크들(328)과 성공적인 스파크들(326) 사이의 비율을 분석하여 그 비율이 스파크 결함 임계치(330) 이상인지 여부를 판정하는데, 이러한 스파크 결함 임계치는 전기 스파크 발생기가 그의 수명의 끝에 막 도달하려는 때를 나타낸다.

단계 816에서, 방법(800)은 조작자에게 점화기 목하 교체 신호를 출력한다. 단계 816의 일례에서, 전기 스파크 발생기(105)가 다음의 버너 유지보수 수행 시에 교체될 필요가 있음을 나타내는 스파크 특성 신호(124)가 버너 관리 시스템(110)으로 또는 직접적으로 조작자 인터페이스(108)로 전송된다.

단계 818에서, 방법(800)은 조작자(또는, 실시예들에서, 버너 관리 시스템)에게 스파크 OK 표시 신호를 전송한다. 동작의 일례에서, 성공적인 스파크를 나타내는 도 1의 스파크 특성 신호(124)가 버너 관리 시스템(110)으로 또는 직접적으로 조작자 인터페이스(108)로 전송된다.

방법(800)은 전기 스파크 발생기(105)로 전송된 각각의 스파크 제어 신호에 대해 반복된다. 그러나, 소정 실시예들에서, 방법(800)은 스파크 제어 신호들 중 일부에 대해서만 수행될 수도 있다. 예를 들어, 전기 스파크 발생기(105)가 0.1 ㎐, 또는 10초당 1개 스파크로 동작하는 경우, 오로지 1개의 스파크만이 매초마다 방법(800)을 거칠 수 있다. 대안으로, 2개 이상의 스파크들이 매초마다 방법(800)에 적용될 수 있다.

본 명세서 내의 실시예들은 도 8에 묘사된 임의의 수의 단계들이 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 제거, 변경, 또는 보완될 수 있음을 고려한다는 것이 이해되어야 한다.

도 9는 스파크 검출기를 교정하기 위한 예시적인 방법(900)의 실시예들을 도시한다. 방법(900)은, 예를 들어, 도 2의 펄스 에코 생성기(214) 및 스파크 검출기(102)를 사용하여 구현된다.

단계 902에서, 방법(900)은 스파크 검출기의 하나 이상의 교정 설정들을 판정하기 위한 교정 펄스를 생성한다. 방법(900)의 동작의 일례에서, 펄스 에코 생성기(214)는 점화기 로드(202) 내에 펄스 음파(216)를 생성한다.

단계 904에서, 방법(900)은 음향 센서에서 반사된 펄스 신호를 수신한다. 단계 904의 동작의 일례에서, 펄스 음파(216)는 점화기 로드(202)의 반대편 단부로부터, 예를 들어 점화기 팁(204)으로부터 반사되고, 음향 센서(210)일 수 있거나 또는 펄스 에코 생성기(214)와 연관된 별개의 음향 센서일 수 있는 음향 센서에 의해 검출된다.

단계 906에서, 방법(900)은 단계 902 동안의 펄스 생성으로부터 단계 904 동안의 펄스 수신까지의 전파 시간을 계산한다. 단계 904의 일례에서, 교정 로직(310)은 펄스 에코 생성기(214)가 펄스 음파(216)를 생성했을 때와 음향 센서(음향 센서(210), 또는 펄스 에코 생성기(214)와 연관된 음향 센서 중 어느 하나)가 점화기 로드(202)의 단부로부터 반사된 펄스 음파(216)를 감지했을 때 사이의 시간 듀레이션을 판정한다.

단계 908에서, 방법(900)은 스파크 검출기의 구성 설정을 업데이트한다. 단계 908의 동작의 일례에서, 교정 로직(310)은 교정 설정(308) 내의 점화기 로드 온도 조절(324)을 업데이트한다.

방법(900)은 점화기 로드의 실제 특성들에 따라 스파크 발생기를 구성하도록 방법(800) 동안의 임의의 시간에 구현될 수 있다. 이는, 점화기 로드가, 버너의 동작 동안 온도 면에서 증가할 수 있게 하고, 스파크가 발생했는지 여부의 정확한 검출을 여전히 제공할 수 있게 한다.

주변 음파들 중 적은 일부만이 점화기 로드의 강철 또는 합금 재료에 진입한다. 예를 들어, 그들 타입들의 음파들 중 0.1 퍼센트만이 강철 내로 이동한다. 따라서, 음향 센서에 의해 감지된 신호는 다수의 다른 주변 음파들과 결합된 스파크 음파와는 대조적으로 스파크 음파를 표현한다.

상기에 기술된 시스템 및 방법 실시예들은 상당한 이점들을 제공한다. 음향 센서를 직접적으로 또는 간접적으로 점화기 로드에 커플링함으로써, 시스템 및 방법들은 스파크 음파가 점화기 로드 자체를 통해 이동함에 따라 그를 모니터링하는 것이 가능하다. 더욱이, 스파크 검출을 연료 제거 시스템에 커플링함으로써, 결함있는 스파크들이 발생할 때 야기되는 부적절하거나 위험한 연료 점화에 대한 잠재성이 현저히 감소된다.

따라서, 상기의 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 사안은 제한하는 의미가 아니라 예시적인 것으로 해석되어야 한다는 것에 주목해야 한다. 하기의 청구범위는 본 명세서에 기술된 모든 일반적인 그리고 특정적인 특징부들뿐 아니라 언어의 문제로서 그 사이에 있다고 말해질 수 있는 본 방법 및 시스템의 범주에 대한 모든 진술들을 포함하도록 의도된다.

Claims

전기 스파크 검출 시스템으로서,
전기 스파크 발생기에 의해 생성된 스파크 음파를 감지하도록 구성된 음향 센서 - 상기 스파크 음파는 상기 음향 센서와 음향 통신하는 점화기 로드(rod)를 통해 전파됨 -; 및
상기 음향 센서와 통신하는 스파크 검출기를 포함하고,
상기 스파크 검출기는,
(a) 점화 신호가 상기 전기 스파크 발생기로 전송되는 제1 기간을 식별하는 것,
(b) 상기 음향 센서가 상기 스파크 음파를 감지하는 때를 정의하는 제2 기간을 식별하는 것,
(c) 사전결정된 시간 범위와 비교될 때 상기 제1 기간과 상기 제2 기간 사이의 시간 관계에 기초하여 스파크 특성을 식별하는 것; 및
(d) 상기 스파크 특성을 정의하는 출력을 생성하는 것을 위해 구성되고,
상기 점화기 로드의 제1 단부에 위치되어 펄스 음파를 생성하기 위한 펄스 에코 생성기를 추가로 포함하고,
상기 음향 센서는 상기 점화기 로드의 제2 단부로부터 반사된 펄스 음파인 반사 펄스 음파를 추가로 감지하고,
상기 스파크 검출기는 상기 점화기 로드의 길이 및 제3 기간 - 상기 제3 기간은 상기 펄스 음파가 생성되고 상기 음향 센서가 상기 반사 펄스 음파를 감지하는 때에 의해 정의됨 - 에 기초하여 상기 사전결정된 시간 범위를 추가로 교정하는,
전기 스파크 검출 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시스템은 상기 전기 스파크 발생기를 추가로 포함하고, 상기 전기 스파크 발생기는 상기 점화기 로드 상에 위치되는, 전기 스파크 검출 시스템.
제1항에 있어서, 상기 스파크 검출기는 상기 제2 기간이 상기 사전결정된 시간 범위 밖에 있을 때 전기적 단락부(electrical short)의 위치를 판정하는 것을 위해 추가로 구성되는, 전기 스파크 검출 시스템.
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제1항에 있어서, 상기 음향 센서는 압전 트랜스듀서인, 전기 스파크 검출 시스템.
제1항에 있어서, 상기 점화기 로드는 강철 또는 합금 로드인, 전기 스파크 검출 시스템.
제1항에 있어서,
스파크 특성을 식별하는 상기 (c)는,
(c1) 상기 제2 기간이 상기 사전결정된 시간 범위 내에 있을 때 상기 스파크 특성을 성공적인 스파크로서 식별하는 것과,
(c2) 상기 제2 기간이 상기 사전결정된 시간 범위 밖에 있을 때 상기 스파크 특성을 성공적이지 못한 스파크로서 식별하는 것, 및
다수의 성공적인 스파크들 및 다수의 성공적이지 못한 스파크들을 식별하기 위해 (a) 내지 (d)를 반복하는 것을 포함하고,
상기 출력은 성공적이지 못한 스파크들 대 성공적인 스파크들의 비율이 사전정의된 스파크 결함 임계치 이상일 때의 경고인, 전기 스파크 검출 시스템.
제7항에 있어서, 상기 경고는 상기 전기 스파크 발생기를 즉각 교체할 것을 나타내는, 전기 스파크 검출 시스템.
제7항에 있어서, 상기 경고는 상기 전기 스파크 발생기를 유지보수 절차 시에 교체할 것을 나타내는, 전기 스파크 검출 시스템.
제1항에 있어서, 상기 점화기 로드를 상기 스파크 검출기에 커플링하는 가요성 하니스(harness)를 추가로 포함하는, 전기 스파크 검출 시스템.
제1항에 있어서, 상기 스파크 검출기와 여자기 사이에 가요성 하니스를 추가로 포함하는, 전기 스파크 검출 시스템.
제1항에 있어서, 상기 스파크 특성은 상기 제2 기간이 상기 사전결정된 시간 범위 내에 있을 때 성공적인 스파크를 나타내는, 전기 스파크 검출 시스템.
제1항에 있어서, 상기 스파크 특성은 상기 제2 기간이 상기 사전결정된 시간 범위 밖에 있을 때 성공적이지 못한 스파크를 나타내는, 전기 스파크 검출 시스템.
전기 스파크를 검출하기 위한 방법으로서,
스파크 검출기에 의해, 전기 스파크 발생기에게 스파크를 발생시킬 것을 명령하는 점화 제어 신호를 식별하는 단계;
스파크 음파가 음향 센서에 의해 검출되는지 여부를 판정하는 단계 - 상기 음향 센서는 점화기 로드와 통신하고, 상기 스파크 음파는 상기 점화기 로드를 통해 전파됨 -;
상기 스파크 검출기를 통해, 스파크 특성을 나타내는 신호를 출력하는 단계 - 상기 스파크 특성은 상기 점화 제어 신호와 상기 스파크 음파의 시간적 관계 및 사전결정된 시간 범위에 기초함 -;
상기 점화기 로드 상에 위치된 펄스 에코 생성기를 통해, 펄스 음파를 생성하는 단계;
상기 펄스 음파가 상기 점화기 로드의 단부로부터 반사된 것에 기초하여 반사된 펄스 음파를 검출하는 단계;
상기 펄스 음파를 생성하는 것과 상기 반사된 펄스 음파를 수신하는 것 사이의 시간에 기초하여 점화기 로드 온도 조절을 계산하는 단계; 및
상기 점화기 로드 온도에 기초하여 상기 사전결정된 시간 범위를 조절하는 단계를 포함하는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 스파크 음파가 검출되지 않는 경우, 상기 스파크 음파가 검출되지 않았음을 나타내는 스파크 결함 카운트를 증가시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제15항에 있어서, 상기 스파크 결함 카운트가 정지 임계치 이상인지 여부를 판정하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 스파크 결함 카운트가 상기 정지 임계치 이상인 경우, 경고는 상기 전기 스파크 발생기를 즉각 교체할 것을 나타내는, 방법.
제15항에 있어서, 상기 스파크 결함 카운트가 경고 임계치 이상인지 여부를 판정하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 스파크 결함 카운트가 상기 경고 임계치 이상인 경우, 경고는 상기 전기 스파크 발생기를 향후 유지보수 절차 시에 교체할 것을 나타내는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 사전결정된 시간 범위 내에서 상기 스파크 음파가 검출되는 경우, 스파크 OK 표시 신호를 출력하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 사전결정된 시간 범위 내에서 상기 스파크가 검출되지 않는 경우, 스파크 결함 대책(countermeasure)을 구현하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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제14항에 있어서, 상기 스파크 특성은 상기 시간 관계가 상기 사전결정된 시간 범위 내에서 상기 스파크 음파가 상기 음향 센서에 의해 수신되도록 하는 것일 때 성공적인 스파크를 나타내는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 스파크 특성은 상기 시간 관계가 상기 사전결정된 시간 범위 밖에서 상기 스파크 음파가 상기 음향 센서에 의해 수신되도록 하는 것일 때 성공적이지 못한 스파크를 나타내는, 방법.
전기 스파크 검출기를 교정하기 위한 방법으로서,
점화기 로드의 제1 단부에 위치된 펄스 에코 생성기를 통해, 펄스 음파를 생성하는 단계;
상기 펄스 음파가 상기 점화기 로드의 제2 단부로부터 반사된 것에 기초하여 반사된 펄스 음파를 검출하는 단계;
상기 펄스 음파를 생성하는 것과 상기 반사된 펄스 음파를 수신하는 것 사이의 시간에 기초하여 스파크 검출기 조절을 계산하는 단계 - 상기 스파크 검출기 조절은 점화기 로드의 온도 조절임 -; 및
상기 스파크 검출기 조절에 기초하여 상기 전기 스파크 검출기를 구성하는 단계를 포함하는, 방법.