NL1023549C2 - Verbrandingsinrichting en sensor kennelijk bestemd voor gebruik in een dergelijke verbrandingsinrichting. - Google Patents

Verbrandingsinrichting en sensor kennelijk bestemd voor gebruik in een dergelijke verbrandingsinrichting. Download PDF

Info

Publication number
NL1023549C2
NL1023549C2 NL1023549A NL1023549A NL1023549C2 NL 1023549 C2 NL1023549 C2 NL 1023549C2 NL 1023549 A NL1023549 A NL 1023549A NL 1023549 A NL1023549 A NL 1023549A NL 1023549 C2 NL1023549 C2 NL 1023549C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
membrane
sensor
combustion device
heating element
temperature
Prior art date
Application number
NL1023549A
Other languages
English (en)
Inventor
Christoffel Nicolaas Horstink
Benjamin Carel Willem Dull
Original Assignee
Nefit Buderus B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nefit Buderus B V filed Critical Nefit Buderus B V
Priority to NL1023549A priority Critical patent/NL1023549C2/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL1023549C2 publication Critical patent/NL1023549C2/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N21/643Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/003Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • F23N5/006Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/15Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/7703Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N2021/0385Diffusing membrane; Semipermeable membrane
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/15Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
    • G01N2021/158Eliminating condensation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • G01N21/534Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke by measuring transmission alone, i.e. determining opacity
    • G01N2021/536Measurement device mounted at stack
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • G01N2021/786Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour with auxiliary heating for reaction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N21/0332Cuvette constructions with temperature control
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/08Optical fibres; light guides
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/121Correction signals
    • G01N2201/1211Correction signals for temperature
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/121Correction signals
    • G01N2201/1214Correction signals for humidity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

I Korte aanduiding: Verbrandingsinrichting en sensor kennelijk bestemd voor gebruik in een dergelijke verbrandingsinrichting
De uitvinding heeft betrekking op een verbrandingsinrichting omvattende een sensor voor het meten van ten minste een bestanddeel van een bij een verbranding in de verbrandingsinrichting gegenereerd rookgas, waarbij de sensor een membraan omvat dat voor het rookgas of 5 althans het ten minste ene bestanddeel daarvan middels diffusie doordringbaar is. Tevens heeft de uitvinding betrekking op een sensor voor gebruik in een dergelijke verbrandingsinrichting.
Uit WO 01/63264 is een optische sensor voor £et meten van zuurstof bekend. De sensor omvat een substraat met een 10 zuurstofgevoelig membraan dat in hoge mate gas permeabel is. Het membraan wordt met licht uit een lichtbron aangestraald hetgeen zal leiden tot een fluorescentie in het membraan. De fluorescentie omvat licht op een andere golflengte die door een detector wordt ontvangen. De mate van fluorescentie is afhankelijk van de hoeveelheid zuurstof 15 in het membraan. De publicatie omschrijft voorts dat de sensor met name wanneer deze met een hoge temperatuur belast wordt na verloop van tijd onbetrouwbaar wordt, zoals bijvoorbeeld bij het toepassen van een dergelijke sensor in een terugkoppeling voor de gasluchtverhouding in een verbrandingsinrichting.
20 De uitvinder heeft voorts een verder probleem aangetroffen dat bij toepassing van een dergelijke sensor voor het meten aan een rookgas in een verbrandingsinrichting optreedt, te weten dat een respons snelheid van de sensor in belangrijke mate afhankelijk is van de aanwezigheid van vocht. Er is gebleken dat een vochtlaag van een 25 geringe dikte op het meetmembraan het diffusieproces in het membraan sterk vertraagt.
De uitvinding beoogt een responstijd van een sensor in een verbrandingsinrichtingen met een membraan dat doordringbaar is voor gasvormige bestanddelen te verkorten.
30 Om dit doel te bereiken is de verbrandingsinrichting volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat de sensor een verwarmingselement omvat voor het verwarmen van het membraan. Het I - 2 - I membraan wordt door het verwarmingselement bij voorkeur op een I temperatuur gehouden die enigszins, bijvoorbeeld enige graden, boven een dauwpunt van de verbrandingsgassen ligt waaraan het membraan I wordt blootgesteld. Door het aldus vermijden van condensatie op het I 5 membraan wordt het ontstaan van een vochtlaag die van grote invloed I is op het diffusieproces van de gassen naar het membraan, voorkomen I zodat de respons snelheid van het membraan ook bij een aanwezigheid van verbrandingsgassen met een gehalte aan vocht, in hoofdzaak I onveranderd blijft. Daarmee is het mogelijk de sensor toe te passen I 10 in een regeling voor het besturen van de verbranding aangezien door de korte, en constante responstijd een regeling met een korte, vereiste reactietijd mogelijk is. Het verwarmingselement omvat bij I voorkeur een elektrisch verwarmingselement zoals een weerstand, een weerstandsspoor, een halfgeleider en dergelijke, echter is elk ander I 15 geschikt verwarmingselement denkbaar. Aangezien het membraan zeer I klein kan zijn kan het energieverbruik van het verwarmingselement laag zijn, en een opstarttijd voor het op een gewenste temperatuur brengen van het membraan kort. Het rookgas kan een enkel bestanddeel, H maar ook twee of meer bestanddelen, waaronder gassen, dampen, vaste 20 stofdeeltjes en dergelijke omvatten. Bij voorkeur is de sensor op een zodanige plaats in de verbrandingsinrichting aangebracht dat deze tijdens bedrijf in contact staat met een dusdanig afgekoeld rookgas met een temperatuur van bij voorkeur maximaal 125°C, dat de H levensduur van de sensor niet in belangrijke mate wordt bekort door 25 met heet rookgas gepaard gaande hoge temperaturen. Het H verwarmingselement van de sensor voorkomt condenseren van vocht op de H sensor dat bij in contact treden van de sensor met afgekoeld rookgas H kan optreden.
De sensor omvat voorts bij voorkeur een substraat, zoals een H 30 drager, waarop het membraan ter ondersteuning aangebracht is. Het H membraan is bij voorkeur transparant zodat een fluorescentie effect, in het geval dat het membraan fluorescerend is, aan een van het membraan gekeerde zijde van het substraat waarneembaar is.
Bij voorkeur omvat de sensor een optische vezel waarbij een 35 eindvlak van de optische vezel in hoofdzaak parallel aan een vlak van het membraan is aangebracht, voor het middels de optische vezel naar het membraan leiden van straling op een eerste golflengte en voor het opvangen van door het membraan op een tweede golflengte uit te - 3 - stralen straling. Daarmee is een compacte opbouw mogelijk gemaakt aangezien een lichtbron zowel als een optische detector op afstand van het membraan kunnen worden aangebracht. De optische sensor kan daarbij tegelijkertijd dienen voor het geleiden van straling, zoals 5 zichtbaar licht, ultraviolet of infraroodstraling van een lichtbron naar het membraan, alsook voor het leiden van straling die bij voorkeur door fluorescentie in het membraan optreedt, naar een detector. Door zowel de aan het membraan toegevoerde straling alsook de door het membraan uitgestraalde straling door dezelfde optische 10 vezel te leiden kan een zeer compacte opbouw worden gerealiseerd. Doordat het eindvlak van de optische vezel in hoofdzaak parallel aangebracht is aan een vlak van het membraan zal een groot deel van het invallende licht op het membraan terechtkomen terwijl een substantieel deel van de door het membraan uitgestraalde straling op 15 het eindvlak van de glasvezel zal invallen, hetgeen tot een hoog rendement en daarmee tot een grote gevoeligheid van de sensor en een geringe gevoeligheid voor verstoringen leidt. Bij voorkeur is het eindvlak van de optische vezel naar een van het membraan afgekeerde zijde van het substraat gekeerd, zodat de vezel geen belemmering 20 vormt voor het toevoeren, diffunderen, of stromen van gassen naar het membraan.
In een voorkeursuitvoeringsvorm is het verwarmingselement aan de van het membraan afgekeerde zijde van het substraat aangebracht. Het verwarmingselement is daarmee ten minste grotendeels voor 25 inwerking van een al dan niet schadelijk (bijvoorbeeld heet of chemisch agressief) rookgas afgeschermd. Tevens kan een effectieve overdracht van warmte naar het membraan worden bewerkstelligd aangezien het verwarmingselement zich in deze uitvoeringsvorm over een relatief groot oppervlak van het substraat kan uitstrekken zodat 30 daarmee een gelijkmatige temperatuur van het membraan kan worden bewerkstelligd. Een goede warmteoverdracht en een gelijkmatige warmteverdeling is in het bijzonder het geval wanneer het verwarmingselement zich in hoofdzaak boogsegmentvormig, zoals hoefijzervormig, ringvormig of in de vorm van een halve maan, langs 35 het vlak van het membraan uitstrekt.
De sensor omvat voorts bij voorkeur een temperatuuropnemer voor het meten van een temperatuur van de sensor. Middels de temperatuuropnemer kan de nauwkeurigheid van de sensor aanzienlijk I Λ A * e i Λ 4 I - 4 - H worden verhoogd. Een temperatuurafhankelijkheid van de gevoeligheid van het membraan kan in op zich bekende uitleesmiddelen voor de sensor worden gecompenseerd doordat via de temperatuuropnemer de H temperatuur van de sensor bekend is. Tevens is het mogelijk dat de 5 temperatuuropnemer verbonden is met een regeling voor het regelen van de temperatuur van de sensor, zodat een mate van verwarming door het verwarmingselement middels de door de temperatuuropnemer gemeten temperatuur bij te regelen is en daarmee de temperatuur van de sensor, en de temperatuur van het membraan nauwkeurig op een vaste I 10 waarde in te stellen is. Tevens is een voordeel dat de sensor I daardoor aan zeer weinig temperatuurfluctuaties onderhevig is zodat de duurzaamheid van de sensor hoog is. Ter minimalisatie van een energieverbruik kan deze temperatuur een minimale marge, bijvoorbeeld enkele graden boven een condensatiegrens van de rookgassen liggen I 15 zodat condensatie op het membraan wordt voorkomen.
I De temperatuuropnemer is bij voorkeur op of in het vlak van I het membraan, bijvoorbeeld tussen uiteinden van het in hoofdzaak I boogsegmentvormige verwarmingselement aangebracht. De temperatuuropnemer bevindt zich dan nabij het in hoofdzaak 20 boogsegmentvormige verwarmingselement en bij voorkeur nabij het membraan zodat een nauwkeurige meting van de temperatuur mogelijk is.
Daarmee is een zeer compacte opstelling met een nauwkeurige, I gelijkmatige temperatuurinstelling van het membraan mogelijk, immers het in hoofdzaak boogsegmentvormige verwarmingselement zorgt voor een 25 goede en gelijkmatige warmteoverdracht van het verwarmingselement naar het membraan terwi j 1 de temperatuuropnemer op een gunstige I locatie geplaatst is om de temperatuur van het membraan nauwkeurig te I kunnen detecteren. Tevens toont een dergelijke configuratie een zeer I laag energieverbruik aangezien een overdracht van warmte van het in I 30 hoofdzaak boogsegmentvormige verwarmingselement naar het membraan I zeer goed is zodat een benodigd vermogen voor het op een bepaalde I temperatuur houden van een membraan laag is.
I Bij voorkeur is het eindvlak van de optische vezel naar een I centrale opening in het in hoofdzaak boogsegmentvormige I 35 verwarmingselement gericht zodat het middels de optische vezel naar het membraan leiden van straling en het opvangen van straling die I door het membraan wordt uitgestraald, geen of minimale hinder van het I verwarmingselement en de temperatuuropnemer ondervindt.
- 5 -
Bij voorkeur is tussen het verwarmingselement en het substraat een thermisch geleidende schijf aangebracht. Dit vergroot de stabiliteit bij fabricage en zorgt voor een betere verdeling van warmte naar het substraat.Bij voorkeur omvat het verwarmingselement 5 een resistief element met een positieve temperatuur coëfficiënt (PTC). De PTC zorgt voor een stabilisatie van de temperatuur aangezien bij een lage temperatuur een weerstandswaarde van de PTC laag is zodat, bij aansturing met een vaste spanning, er een grote stroom door de PTC zal lopen waardoor een opwarmen van het 10 verwarmingselement snel zal plaatsvinden. Bij een hogere temperatuur van het verwarmingselement zal de weerstandswaarde van de PTC toenemen zodat een door het verwarmingselement lopende stroom zal afnemen waardoor een stabiliserend effect wordt bereikt.
Ter minimalisatie van een energieverbruik is de sensor bij 15 voorkeur in een thermisch isolerende behuizing ondergebracht.
De sensor wordt bij voorkeur toegepast voor het detecteren van de aanwezigheid van zuurstof als bestanddeel van het rookgas, echter is het uiteraard mogelijk dat de sensor, en in het bijzonder het membraan is ontworpen voor het meten van enig ander bestanddeel in 20 het rookgas, zoals koolmonoxide (CO), kooldioxide (C02), of enig ander bestanddeel.
De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen waarin een niet beperkend uitvoeringsvoorbeeld is beschreven, waarin: 25 Fig. 1 in perspectivisch aanzicht, in explosie aanzicht, van een sensor volgens de uitvinding toont;
Fig. 2 een uitvergroting in explosie aanzicht van een detail van de sensor volgens fig. 1 toont; en
Fig. 3 in dwarsdoorsnede een gedeelte van een 30 verbrandingsinrichting volgens de uitvinding toont.
Fig. 1 toont een sensor omvattende een optische vezel, zoals een glasvezel 1 omvattende een optische kern la, een omliggende omhulling lb en een beschermende omhulling lc. De sensor omvat voorts een behuizing 2 waarin, zoals in detail in fig. 2 is weergegeven, het 35 membraan 3, in dit geval een zuurstofgevoelig membraan, is ondergebracht. Het membraan 3 is op een transparant substraat 4 bevestigd. Aan een van het membraans gekeerde zijde van het substraat 4 is een verwarmingselement 6 aangebracht dat zich hoefijzervormig I - 6 - I langs het substraat 4 uitstrekt. Tussen het verwarmingselement 6 en I het substraat 4 kan een tweede drager van een ander materiaal, zoals in dit voorbeeld de warmtegeleidende schijf 5 zijn aangebracht.
Tevens toont fig. 2 een temperatuursensor 7 die tussen uiteindén van I 5 het hoefijzervormige verwarmingselement 6 is aangebracht. Het I membraan 3 is in dit uitvoeringsvoorbeeld een zuurstofgevoelig I membraan 3 dat wanneer dit met licht wordt bestraald, licht op een I andere golflengte zal uitstralen. Toevoer van licht vindt plaats I vanaf een niet getoonde lichtbron, zoals een lamp, licht emitterende I 10 diode of elke andere geschikte lichtbron (niet getoond), via de vezel 1, door een centrale opening in het hoefijzervormige I verwarmingselement 6, een centrale opening in de warmtegeleidende schijf 5 en door het transparante substraat 4 naar het membraan 3.
I Langs een zelfde weg wordt eveneens licht dat middels fluorescentie I 15 door het membraan 3 wordt uitgestraald naar een niet getoonde I detector geleid. Afhankelijk van een aanwezigheid van zuurstof zal I een verandering in fluorescentie optreden hetgeen door de detector I kan worden gedetecteerd. Het verwarmingselement 6 is in dit I uitvoeringsvoorbeeld een elektrisch verwarmingselement. Het I 20 verwarmingselement 6 alsmede de temperatuursensor 7 zijn van (niet I getoonde) elektrische aansluitdraden voorzien die langs de vezel 1 I geleid zijn en op op zich bekende, geschikte aanstuur- I respectievelijk uitleesmiddelen aangesloten kunnen zijn.
I Het membraan 3 is aan een naar het rookgas gekeerde zijde van I 25 de sensor geplaatst. Doordat het membraan 3 zich aan de naar het I rookgas gekeerde zijde bevindt, treedt een hogere gevoeligheid en een H snelle responstijd van het membraan 3 voor veranderingen in I gassamenstelling van het rookgas op. Tevens is de gevoeligheid hoog I aangezien een eindvlak van de vezel 1 parallel ligt aan een vlak van I 30 het membraan zodat een aanzienlijk gedeelte van de door fluorescentie I door het membraan uitgestraalde straling door de vezel zal worden I opgevangen en tevens een aanzienlijk gedeelte van het via de vezel I naar het membraan geleidde licht op het membraan terecht zal komen.
Door het hoefijzervormige element 6 treedt een goede verdeling van I 35 warmte over het membraan 3 op zodat een geringe temperatuur gradiënt I en daarmee een vergaand constante temperatuur in het membraan 3 wordt I bewerkstelligd. Tevens bevindt de temperatuursensor 7 zich nabij het verwarmingselement 6 en het membraan 3 zodat een goede thermische Γ - 7 - koppeling tussen deze onderdelen en daarmee een nauwkeurige temperatuurmeting alsmede een laag energiegebruik (dankzij de goede thermische koppeling en de minimale afmetingen) worden bereikt.
Bij in bedrijf nemen van de verbrandingsinrichting zal bij 5 voorkeur eerst het verwarmingselement 6 voor een opwarming van het substraat 4 en daarmee het membraan 3 zorgdragen. Daarbij wordt door het temperatuurelement 7 en de daarmee verbonden (niet getoonde) uitleesmiddelen een temperatuur van de sensor gedetecteerd. De temperatuur wordt met een drempelwaarde vergeleken. Wanneer de 10 temperatuur de drempelwaarde overschrijdt wordt de verbrandingsinrichting vrijgegeven, bijvoorbeeld door op op zich bekende wijze zenden van een signaal naar een branderregeling, gasklep of dergelijke, waardoor de verbrandingsinrichting pas in werking kan treden op het moment dat het membraan 3 een tevoren 15 bepaalde temperatuur heeft bereikt. Door bedrijf van het membraan op een minimale, tevoren bepaalde temperatuur, die bij voorkeur op of boven de condensatiegrens van het langs het membraan 3 geleide rookgas ligt, wordt voorkomen dat condensatie op het membraan 3 plaatsvindt. Dit voorkomt dat door het neerslaan van vocht op het 20 membraan 3 een responstijd van het membraan 3 zal afnemen doordat de vochtfilm diffusie van de rookgassen, of ten minste van de zuurstof, vertraagt. Tevens wordt een onnauwkeurigheid van de sensor door temperatuurfluctuatie voorkomen aangezien via de temperatuursensor 7 en de daaraan gekoppelde verwerkingsmiddelen en aanstuurmiddelen voor 25 het aansturen van het verwarmingselement 6, een constante of een vergaand constante temperatuur van het membraan 3 zal worden gewaarborgd. Door de zeer compacte afmetingen en geringe warmtecapaciteit van de sensor, de goede thermische koppeling tussen het verwarmingselement 6 en het membraan 3 alsmede de thermisch 30 isolerende behuizing 2 kan een zeer laag energieverbruik worden bewerkstelligd hetgeen een ruststroomverbruik van de sensor, en daarmee van de verbrandingsinrichting verlaagt. De verbrandingsinrichting kan elke vorm van verbrandingsinrichting omvatten, zoals een verwarmingstoestel voor een centrale verwarming, 35 een combinatieketel voor centrale verwarming en tapwater, een geiser voor het verwarmen van tapwater, een verbrandingsmotor of een brandstofcel. De verbrandingsinrichting kan bestemd zijn voor het verbranden van een gasvormige brandstof, zoals aardgas, propaan, I AO T C ί A 1 I - 8 - I butaan en dergelijke, of voor het verbranden van elke andere I brandstof zoals een olie, of een andere geschikte vloeibare, gasvormige of vaste brandstof.
Fig. 3 toont een verbrandingsinrichting, en meer in het 5 bijzonder een verwarmingsinrichting 30 uit bijvoorbeeld een centrale I verwarming. De verwarmingsinrichting 30 omvat een schematisch getoonde brander 31 waarbij vlammen en rookgas aan een onderzijde I daarvan in een verbrandingsruimte 32 uittreden. Het rookgas stroomt I vanuit de verbrandingsruimte 32 tussen een stelsel van leidingen 33 I 10 door, waarbij ér door de leidingen een te verwarmen vloeistof, zoals I in dit voorbeeld CV water stroomt. Ten behoeve van een efficiënte I warmteoverdracht zijn de leidingen 33 die in fig. 3 in dwarsdoorsnede I zijn getoond, van ribben 33a voorzien. Een warmtewisselaarruimte, I waarin de leidingen 33 zijn aangebracht, is door een verdelerplaat 34 I 15 in een bovenste gedeelte en een onderste gedeelte verdeeld. De verdelerplaat 34 zorgt er daarbij voor dat een stroming van het rookgas gelijkmatig over de leidingen 33 wordt verdeeld. Overigens zijn in de figuur slechts enkele van de leidingen 33 met het cijfer 33 aangeduid, echter zal een vakman duidelijk zijn dat bij voorkeur I 20 een groot aantal leidingen aanwezig zijn. Nadat het rookgas langs de leidingen 33 is gestroomd zal het rookgas via een rookgaskanaal 35 I naar bijvoorbeeld een schoorsteen worden afgevoerd. Aangezien het I rookgas bij het stromen om de leidingen 33 warmte afstaat aan de I vloeistoffen die door de leidingen circuleren zal het rookgas bij het 25 stromen door de rookgasruimte waarin de leidingen 33 zich bevinden, I afkoelen. In de rookgasruimte waarin de leidingen 33 zijn aangebracht I is tevens een sensor 1 aangebracht voor het meten van ten minste een bestanddeel van het rookgas. In dit uitvoeringsvoorbeeld omvat de I sensor 1 een zuurstofsensor. De zuurstofsensor 1 is zodanig geplaatst I 30 dat deze in contact staat met het rookgas dat zodanig afgekoeld is I dat dit de levensduur van de zuurstof sensor niet in belangrijke mate I in negatieve zin beïnvloedt. Het rookgas is immers in dit I uitvoeringsvoorbeeld langs een aantal van de leidingen 33 gestroomd I waarbij de rookgassen zijn afgekoeld. Tevens is de zuurstofsensor I 35 gezien vanuit de brander 31 achter een verdelerplaat 34 aangebracht I zodat de sensor door de verdelerplaat extra is afgeschermd tegen I eventuele hete stromingen en/of warmtestraling.
- 9 - ‘i ’ · ' ” ï
De sensor kan zoals in fig. 3 getoond opgenomen zijn in een warmtewisselaarruimte, echter alternatief ook in een rookgaskanaal of elke andere leiding waar rookgas van de verbrandingsinrichting doorheen stroomt, of op een andere geschikte plaats in de 5 verbrandingsinrichting waar deze in contact kan treden met het rookgas. Het verwarmingselement kan een weerstandspoor, een hoog vermogens weerstand, een weerstand met een positieve temperatuurcoëfficiënt of elke andere geschikte verwarmingsinrichting omvatten. Een voordeel van het toepassen van een weerstand met een 10 positieve temperatuurcoëfficiënt is dat daarmee een zelfregulerende temperatuurstabilisatie wordt bewerkstelligd aangezien bij een lagere temperatuur een verlaging van de elektrische weerstand van het verwarmingselement zal optreden waardoor, bij aansturing met een constante spanning, een verhoging van een stroom door de weerstand 15 zal optreden hetgeen tot een grote discipatie, en daarmee tot een verhoging van de temperatuur zal leiden. Omgekeerd zal bij een te hoge temperatuur een verhoging van de weerstandswaarde optreden waardoor een verlaging van het gediscipeerde vermogen zal plaatsvinden. Een verder voordeel van de sensor volgens de uitvinding 20 is dat deze zeer snel op temperatuur kan worden gebracht zodat een permanente verwarming dan wel een voorverwarming kan komen te vervallen, zonder een negatief effect op de bedrijfszekerheid van de verbrandingsinrichting. Naast de beschreven toepassing in een verbrandingsinrichting is de sensor volgens de uitvinding tevens 25 toepasbaar voor het meten van een dauwpunt of voor het meten van een luchtkwaliteit bij persoonlijke beveiligingsmiddelen.

Claims (17)

1. Verbrandingsinrichting omvattende een sensor voor het meten van I ten minste een bestanddeel van een bij een verbranding in de | 5 verbrandingsinrichting gegenereerd rookgas, waarbij de sensor een | membraan omvat dat voor het rookgas of althans het ten minste ene | bestanddeel daarvan middels diffusie doordringbaar is, met het I kenmerk, dat de sensor een verwarmingselement omvat voor het | verwarmen van het membraan.
2. Verbrandingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat | de sensor voorts een substraat omvat waarop het membraan aangebracht | I 15
3. Verbrandingsinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat I het substraat transparant is.
4. Verbrandingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, I met het kenmerk, dat het membraan fluorescerend is. I 20
5. Verbrandingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, I met het kenmerk, dat de sensor een optische vezel omvat waarbij een I eindvlak van de optische vezel in hoofdzaak parallel aan een vlak van I het membraan is aangebracht, voor het middels de optische vezel naar 25 het membraan leiden van straling op een eerste golflengte en voor het I opvangen van door het membraan op een tweede golflengte uit te stralen straling.
6. Verbrandingsinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat I 30 het eindvlak van de optische vezel naar een van het membraan I afgekeerde zijde van het substraat gekeerd is.
7. Verbrandingsinrichting volgens een van de conclusies 2-6, met I het kenmerk, dat het verwarmingselement aan de van het membraan I 35 afgekeerde zijde van het substraat aangebracht is. - 11 -
8. Verbrandingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het verwarmingselement zich in hoofdzaak. boogsegmentvormig langs het vlak van het membraan uitstrekt.
9. Verbrandingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de sensor voorts een temperatuuropnemer omvat voor het meten van een temperatuur van de sensor.
10. Verbrandingsinrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, 10 dat de temperatuuropnemer verbonden is met een regeling voor het regelen van de temperatuur van de sensor.
11. Verbrandingsinrichting volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de temperatuuropnemer op of in het vlak van het membraan 15 is aangebracht.
12. Verbrandingsinrichting volgens een van de conclusies 8 - 10, met het kenmerk, dat het eindvlak van de optische vezel naar een centrale opening in het in hoofdzaak boogsegmentvormige verwarmingselement 20 gericht is of door de opening in het verwarmingselement heen steekt.
13. Verbrandingsinrichting volgens een van de conclusies 2-11, met het kenmerk, dat tussen het verwarmingselement en het substraat een thermisch geleidende schijf is aangebracht. 25
14. Verbrandingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het verwarmingselement een PTC omvat.
15. Verbrandingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, 30 met het kenmerk, dat de sensor in een thermisch isolerende behuizing ondergebracht is.
16. Verbrandingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het bestanddeel van het rookgas zuurstof is. 35
17. Sensor voor gebruik in een verbrandingsinrichting volgens een van de voorgaande conclusies.
NL1023549A 2003-05-27 2003-05-27 Verbrandingsinrichting en sensor kennelijk bestemd voor gebruik in een dergelijke verbrandingsinrichting. NL1023549C2 (nl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1023549A NL1023549C2 (nl) 2003-05-27 2003-05-27 Verbrandingsinrichting en sensor kennelijk bestemd voor gebruik in een dergelijke verbrandingsinrichting.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1023549 2003-05-27
NL1023549A NL1023549C2 (nl) 2003-05-27 2003-05-27 Verbrandingsinrichting en sensor kennelijk bestemd voor gebruik in een dergelijke verbrandingsinrichting.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1023549C2 true NL1023549C2 (nl) 2004-11-30

Family

ID=34075096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1023549A NL1023549C2 (nl) 2003-05-27 2003-05-27 Verbrandingsinrichting en sensor kennelijk bestemd voor gebruik in een dergelijke verbrandingsinrichting.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1023549C2 (nl)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4108808A1 (de) * 1991-03-18 1992-09-24 Biotechnolog Forschung Gmbh Sensoranordnung zur bestimmung eines analyts
US5458010A (en) * 1991-11-12 1995-10-17 United Sciences, Inc. Vacuum dilution extraction gas sampling system
DE4429841A1 (de) * 1994-07-20 1995-11-23 Ant Nachrichtentech Optische Kupplung
US6165336A (en) * 1995-09-29 2000-12-26 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. Gas sensor
WO2001063264A1 (en) * 2000-02-22 2001-08-30 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Optical sensor for measuring oxygen
US6330464B1 (en) * 1998-08-26 2001-12-11 Sensors For Medicine & Science Optical-based sensing devices

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4108808A1 (de) * 1991-03-18 1992-09-24 Biotechnolog Forschung Gmbh Sensoranordnung zur bestimmung eines analyts
US5458010A (en) * 1991-11-12 1995-10-17 United Sciences, Inc. Vacuum dilution extraction gas sampling system
DE4429841A1 (de) * 1994-07-20 1995-11-23 Ant Nachrichtentech Optische Kupplung
US6165336A (en) * 1995-09-29 2000-12-26 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. Gas sensor
US6330464B1 (en) * 1998-08-26 2001-12-11 Sensors For Medicine & Science Optical-based sensing devices
WO2001063264A1 (en) * 2000-02-22 2001-08-30 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Optical sensor for measuring oxygen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7796265B2 (en) Optical absorption gas analyser
US4059385A (en) Combustion monitoring and control system
US20070105212A1 (en) Temperature control for light-emitting diode stabilization
US4826327A (en) Dewpoint meter
US20050263705A1 (en) Carbon dioxide concentration measuring device, method of measuring carbon dioxide concentration and burning appliance
HUE032828T2 (en) Calibration light source
TW480334B (en) Photometric gas detection system and method
US7119904B2 (en) Stabilized infrared source for infrared spectrometers
JP2024119993A (ja) 分光検出器
CN111271729A (zh) 在燃烧过程中控制燃烧空气和燃料气体的混合比的方法和装置
CN101281180A (zh) 荧光检测器及具备该荧光检测器的液相色谱仪
NL1023549C2 (nl) Verbrandingsinrichting en sensor kennelijk bestemd voor gebruik in een dergelijke verbrandingsinrichting.
JP5175654B2 (ja) 気体サンプル室、及び、この気体サンプル室を備える濃度測定装置
US12048930B2 (en) Heater for apparatus for detecting molecule(s)
GB2446410A (en) Light emitting diode base traffic control signal
JP5358466B2 (ja) 液体クロマトグラフ装置
US6543217B2 (en) System for determining the effectiveness of a catalytic coating on a catalytic converter in a motor vehicle
CN114577985A (zh) 小型化气体传感装置的恒温模块和小型化气体传感装置
JP7229107B2 (ja) 燃焼システム、端末装置およびプログラム
TW201730544A (zh) 光測量裝置
JP2008145113A (ja) 試料温度調節機構
EP0692702B1 (en) Infrared radiation source for a gas analyzer and a method for generating infrared radiation
US20240230101A1 (en) Particle exhaust sensor for a solid fuel-burning appliance and solid fuel-burning appliance including same
FR2761756A1 (fr) Dispositif de securite pour poele comportant un capteur mesurant la conductivite thermique des gaz
KR101927663B1 (ko) 온도조절부를 구비한 적분구

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20180601