SU552471A1

SU552471A1 - Flame detection device

Info

Publication number: SU552471A1
Application number: SU2019608A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Михайленко; Имре Каролевич Надь; Гарри Николаевич Мендрул; Григорий Владимирович Кибец; Василий Алексеевич Безсчастный; Александр Андреевич Романика; Александр Сергеевич Лагутин; Эдуард Викторович Клыгуль
Original assignee: Предприятие П/Я А-7240
Priority date: 1974-04-26
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1977-03-30

Description

Изобретение относитс к области энергетики , в частности к системам контрол турбореактивного двигател , и может быть применено в котельных и топочных установках, работающих на газообразном, жидком или твердом топливе.The invention relates to the field of power engineering, in particular, to a turbojet engine control system, and can be applied in boilers and furnace installations operating on gaseous, liquid or solid fuels.

В насто щее врем дл контрол наличи пламени в камерах сгорани газовых турбии и подобных им тепловых агрегатах примен ютс устройства, использующие вление понизации в пламени R фиксирующие электрическую проводимость, возникающую под действием высокой температуры этого пламени. Они содержат электродный датчик наличи пламени, тиратроны с холодным катодом и реле 1, 2. С целью повышени надежности, датчик включеи в цеиь катода тиратрона параллельно-последовательно соединенным диоду , реле и резистору, а к средней точке соединени последних подключеп стабилитрон, образующий с резистором делитель напр жени .At present, devices that use the phenomenon of reduction in the flame R fixing the electrical conductivity caused by the high temperature of this flame are used to control the presence of a flame in the combustion chambers of gas turbines and similar thermal units. They contain an electrode sensor for the presence of a flame, cold cathode thyratrons and relays 1, 2. In order to increase reliability, the sensor should connect a diode, a relay and a resistor to a parallel-series diode, relay and resistor in the cathode circuit, forming a resistor voltage divider

Известио также наиболее близкое по техническому решению к изобретению устройство дл контрол наличи пламени, содержащее последовательно соединенные датчик иламени , источник переменного тока, фильтр, основной элемент сравнени и исполнительный элемент 3.Lime is also closest to the technical solution of the invention, a device for monitoring the presence of a flame, containing a series-connected sensor and an alternating current source, a filter, a main reference element and an actuating element 3.

Недостатками указанных устройств вл ютс низка надежиость и точность выдачи сигнала о наличии пламени в услови х длительного воздействи резко измен ющихс климатических и механических факторов, а также при колебани х интенсивности пламени.The disadvantages of these devices are low reliability and accuracy of the signal about the presence of a flame in the conditions of prolonged exposure to sharply changing climatic and mechanical factors, as well as fluctuations in the intensity of the flame.

Кроме того, они не исключают возмол ности ложной выдачи сигнала о наличии пламени ири незначительном умеиьшении величины сопротивлени изол ции цепи датчика пламени, что вообще свойствеиио всем устройствам дл контрол наличи пламени при питании датчика иламеии от источиика иосто ииого тока.In addition, they do not exclude the possibility of falsely issuing a signal about the presence of a flame or a slight decrease in the resistance value of the insulation of the flame sensor circuit, which is generally true of all devices for monitoring the presence of a flame when powered by an electromechanical sensor from a source of current.

Проведенные исследовани и работы по контролю наличи пламени в камерах горени турбореактивного двигател показали, что под воздействием высокой темиературы, пор дка иесколько сот градусов (°С), а также из-за образовани нагара (копоти) на элементах датчика пламени величина сопротивлени изол ции цепи датчика иламеии может резко уменьшитьс . При питании датчика иламени от источиика посто нного тока (или через диод от источника перемеииого тока) это приводит к ложиой выдаче сигнала о иаличии пламеии.Studies and work to control the presence of flame in the combustion chambers of a turbojet engine showed that under the influence of high temperature, on the order of several hundred degrees (° C), and also due to the formation of soot on the flame sensor elements, the value of insulation resistance The sensor of etiamemia can decrease dramatically. When powered by an Ilameni sensor from a DC source (or through a diode from an alternating current source), this leads to a false signal of the presence of flames.

Такой существенный недостаток, общий дл всех перечисленных известных устройств, не позвол ет применить их дл контрол наличи пламени в камере горени турбореактивиого двигател .Such a significant drawback common to all the above known devices does not allow them to be used to control the presence of a flame in the combustion chamber of a turbojet engine.

Цель изобретени - повышение надежности и точности устройства.The purpose of the invention is to increase the reliability and accuracy of the device.

Это достигаетс тем, что в устройство введены дополнительный исполнительный элемент , блок задани уставки, блок формировани эталонного наир жепп , блоки задани переменных коэффициентов, делитель напр жени , дополнительный элемент сравнени , один вход которого через делитель напр жени подсоединен к выходу источника переменного тока, а другой вход через блок задани уставки - к своему выходу, который подключен к входу дополнительного исполнительного элемента и через первый блок задани переменных коэффициентов к первому входу блока формировани эталонного напр жени , выход последнего через основной элемент сравнени и второй блок задани переменных коэффициентов соединен с вторым своим входом .This is achieved by introducing an additional actuator, a setpoint setting block, a reference nair pattern forming unit, variable factor setting blocks, a voltage divider, an additional comparison element, one input of which is connected to the output of the AC source through the voltage divider, and another input through the setpoint setting unit - to its output, which is connected to the input of the additional actuator and, through the first set of variable factors, to the first input of the unit Single generating a reference voltage through the main output of the last element and the second comparing unit specifying variable coefficients is connected to its second input.

На чертеже иредставлена блок-схема предлагаемого устройства.In the drawing and the block diagram of the proposed device.

Функционально устройство состоит из двух каналов - канала контрол наличи пламени и капала контрол исправности сопротивлени изол ции цепи датчика пламени.Functionally, the device consists of two channels — a flame control channel and a drip monitor for monitoring the resistance of the insulation circuit of the flame sensor.

Канал контрол иаличи пламени содержит основной элемент 1 сравнени , на один из входов которого через датчик 2 пламени и фильтр 3 поступает напр жение от источника 4 переменного тока. К второму входу основного элемента 1 сравнени подключен выход блока 5 формировани эталонного напр жени . Сигналы с выхода основного элемента сравнени проход т на исполнительный элемент 6 и через блок 7 задани переменных коэффициентов на второй вход блока 5 формировани эталонного напр жени .The flame monitoring channel contains the main reference element 1, to one of the inputs of which, via the flame sensor 2 and filter 3, receives voltage from the AC source 4. The output of the reference voltage generating unit 5 is connected to the second input of the main comparison element 1. The signals from the output of the main comparison element pass to the actuating element 6 and through the block 7 setting variable coefficients to the second input of the unit 5 forming the reference voltage.

Канал контрол исправности сопротивлени изол ции цепи датчика 2 пламени содержит дополнительный элемент 8 сравнени , первый вход которого через делитель 9 напр жени подключен к выходу источника 4 переменного тока, а другой вход - к выходу блока 10 задани уставки.The channel for monitoring the insulation resistance of the flame sensor circuit 2 contains an additional comparison element 8, the first input of which is connected to the output of the AC source 4 through the voltage divider 9 and the other input to the output of the setpoint setting unit 10.

Выход дополнительного элемента 8 сравнени подсоединен к входам дополнительного исполнительного элемента 11 и блока 10 задани уставки и через блок 12 задани переменных коэффициентов к первому входу блока 5 формировани эталонного напр жени .The output of the additional comparison element 8 is connected to the inputs of the additional actuating element 11 and the setpoint setting unit 10 and, through the unit 12, setting variable coefficients to the first input of the unit 5 for generating the reference voltage.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При наличии пламени и подаче на датчик 2 пламени переменного напр жени от источник 4 неременного тока в цепи, состо щей из последовательно соединенных источника переменного тока, датчика пламени и фильтра 3, возникает иульспрующий сигнал, обусловленный наличием пламени в зоне установки датчика пламени.When a flame is present and an alternating voltage flame is supplied to sensor 2 from a constant current source 4 in a circuit consisting of an alternating current source, flame sensor and filter 3 connected in series, a pulsating signal arises due to the presence of flame in the flame sensor installation zone.

Посто нна составл юща этого сигнала выдел етс фильтром 3 и в виде посто нного напр жени подаетс на первый вход основного элемента 1 сравнени . На второй вход основного элемента сравнени попадает напр жение с выхода блока 5 формировани эталонного напр жени .The constant component of this signal is extracted by filter 3 and in the form of a constant voltage is applied to the first input of the main element 1 of the comparison. The voltage from the output of the reference voltage shaping unit 5 is applied to the second input of the main comparison element.

При наличии пламени, когда величина напр жени на первом входе превышает установленную заранее величину эталонного напр жени на втором входе, на выходе осповкого элемента сравнени возникает сигнал. Этот сигнал вызывает срабатывание исполнительного элемента 6 и второго блока 7 задани переменных коэффициентов. Исполнительный элемент 6, срабатыва , выдает на выходIf there is a flame, when the voltage value at the first input exceeds the preset value of the reference voltage at the second input, a signal appears at the output of the reference element. This signal triggers the actuating element 6 and the second unit 7 for setting variable coefficients. Executive element 6, triggered, gives out

устройства сигнал о наличии пламени. При срабатывании блока 7 задани переменных коэффициентов из него в блок 5 формировани эталонного напр жени поступает сигпал на понижение величины эталонного напр жени , подаваемого из этого блока на второй вход основного элемента 1 сравнени . Понижение величины эталонного напр жени обеспечивает выдачу сигнала о наличии пламени при колебани х интенсивности пламени в заранее установленных пределах.devices signal the presence of flame. When the variable coefficient setting unit 7 is triggered, the sigpal enters the reference voltage generation unit 5 to reduce the reference voltage supplied from this unit to the second input of the main comparison element 1. Lowering the reference voltage provides a signal about the presence of a flame when the intensity of the flame fluctuates within predetermined limits.

Информаци о величине сопротивлени изол ции цепи датчика 2 пламени в виде пульсирующего напр жени поступает через делитель 9 напр жени на первый вход дополнительного элемента 8 сравнени . На его второй вход иопадает опорное напр жение с выхода блока 10 задани уставки.Information about the insulation resistance value of the flame sensor 2 in the form of a pulsating voltage is fed through the voltage divider 9 to the first input of the additional reference element 8. At its second input, the reference voltage is dropped from the output of the setpoint setting unit 10.

В случае значительного уменьшени величины сопротивлени изол ции цепи датчикаIn the case of a significant decrease in the resistance value of the sensor circuit insulation

пламени, когда величина напр жени с выхода делител 9 напр жени превышает величину опорного напр жени , дополнительный элемент 8 сравнени срабатывает и на его выходе по вл етс управл ющий сигнал. Этотthe flame, when the voltage value from the output of the voltage divider 9 exceeds the value of the reference voltage, the additional comparison element 8 is triggered and a control signal appears at its output. This

сигнал подаетс одновременно на дополнительный исполнительный элемент 11, блок 10 задани уставки и первый блок 12 задани переменных коэффициентов. Исполнительный элемент И, срабатыва , выдает на выход устройства сигнал о нарушении сопротивлени изол ции цепи датчика пламени.the signal is applied simultaneously to the additional actuator 11, the setpoint unit 10 and the first variable factor set unit 12. The actuator And, triggered, outputs a signal to the device output that the insulation resistance of the flame sensor circuit is broken.

Поступление управл ющего сигнала в блок 10 задани уставки вызывает понижение величины опорного напр жени , подаваемого наThe arrival of the control signal in the setpoint setting unit 10 causes a decrease in the magnitude of the reference voltage supplied to

второй вход элемента 8 сравнени . Понижение величины опорного напр жени до установленного заранее уровн способствует устойчивой работе элемента 8 при колебани х величины сигнала с делител 9 напр жени .the second input of the comparison element 8. Reducing the magnitude of the reference voltage to a predetermined level contributes to the stable operation of the element 8 with fluctuations in the magnitude of the signal from the voltage divider 9.

При поступлении управл ющего сигнала с выхода элемента 8 сравнени на вход блока 12 задани переменных коэффициентов, последний срабатывает и через блок 5 понижает величину эталонного напр жени , попадающего на второй вход элемента 1 сравнени .When the control signal arrives from the output of the comparison element 8 to the input of the variable-task setting unit 12, the latter is triggered and, through the unit 5, decreases the value of the reference voltage falling to the second input of the comparison-element 1.

Понижение величины эталонного напр жени на втором входе элемента 1 сравнени при наличии управл ющего сигнала на выходе элемента 8 сравнени обеспечивает устойчивость работы основного элемента 1 и сохран ет выдачу устройством сигнала о наличии пламени при уменьшепии величины сопротивлени изол ции цеии датчика пламени, так как уменьшение величииы сопротивлени изол ции вызывает пропорциональное ее изменению уменьЛ1ение величины посто нной составл ющей сигнала на выходе фильтра 3, однозначно определ ющей наличие иламени в зоне установки датчика пламени.Reducing the reference voltage value at the second input of the comparison element 1 in the presence of a control signal at the output of the comparison element 8 ensures the stability of the main element 1 and saves the output of a flame signal by the device while reducing the insulation resistance value of the flame sensor circuit, as the magnitude decreases isolation resistance causes a proportional change in its value of the constant component of the signal at the output of filter 3, which uniquely determines the presence of flame in the zone install the flame sensor.

Применение предлагаемого устройства, по сравнению с известными, позволит повысить надежность и точность контрол наличи пламени .The application of the proposed device, in comparison with the known ones, will allow to increase the reliability and accuracy of flame presence control.

Полученный эффект от применени устройства в насто щее врем не может быть оценен , но предотвращение одной катастрофы, при учете гибели летательного аппарата, составл ет экономию в сумме нескольких сот тыс ч рублей.The effect obtained from the use of the device at the present time cannot be estimated, but the prevention of one catastrophe, taking into account the death of the aircraft, amounts to a saving of several hundred thousand rubles.

Устройство дл контрол наличи пламени может найти применение в качестве сигнализатора (погасани ) пламени в котельных и топочных установках, работающих на газообразном и жидком топливе, дл контрол наличи пламени в агрегатах, использующих твердое топливо (например, порох), а также в системах управлени розжигом пламени.A device for controlling the presence of a flame can be used as a flame detector (extinction) in boiler and furnace installations using gaseous and liquid fuels to control the presence of flame in units using solid fuel (for example, gunpowder), as well as in ignition control systems flame.

Claims

1.Avt. St. No. 375450, cl. F 23 N 5/24, 1972.

2.Litvin V.P. Automatic emergency protection in control systems. Publishing house "Energie, 1973, p. 76, fig. 39 in,

3. Avt. St. No. 357422, cl. F 23 N 5/24, 1970 (prototype).