УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАЛИЧИЯ ПЛАМЕНИ Российский патент 1999 года по МПК F23N5/24 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для обнаружения погасания пламени газовых горелок, пламени факелов сжигания промышленных и попутных газов, а также для контроля и возникновения открытого пламени на подлежащих пожарной охране объектах.

Известно устройство (а. с. N 434257 "Интерферометр для диагностики плазмы", кл. G 01 B 9/02, опубл. 30.06.74, Бюл. 24), представляющее собой приемно-передающий СВЧ-радиоприбор для диагностики плазмы. Данное устройство при некоторой доработке может быть также использовано для обнаружения пламени. Недостатком устройства по а.с. 434257 является сложность практической реализации и его высокая стоимость.

Наиболее близким техническим решением можно считать устройство контроля наличия пламени (а. с. 985600, кл. F 23 N 5/12, опубл. 30.12.82, Бюл. 48), использующее ионизирующие свойства пламени и состоящее из двух металлических зондов, вводимых в пламя, импульсного генератора, усилителя, логических элементов для повышения надежности обнаружения и пороговых выходных элементов.

Достоинством данного технического решения является его простота.

Одним из основных недостатков является сильная зависимость его показаний от степени влажности окружающей среды, так что чувствительный элемент является высокоомным источником сигнала, требующим, чтобы входное сопротивление усилителей было таким же высоким (несколько десятков МОм).

Целью изобретения является повышение надежности контроля пламени.

Данная цель достигается тем, что зонды выполнены соответственно в виде излучающего и принимающего пьезокерамических элементов, и каждый зонд снабжен звуководом, причем звуководы расположены между пьезокерамическими элементами и зоной пламени, а усилитель выполнен селективным, причем выход электронного генератора высокочастотных колебаний соединен с излучающим пьезокерамическим элементом, а приемный пьезокерамический элемент связан со входом селективного усилителя, выход селективного усилителя подключен ко входу порогового элемента, выход которого является выходом устройства.

Анализ найденных в результате поиска патентных, информационных и каталожных материалов по устройствам для контроля наличия пламени по фондам областной универсальной научно библиотеки г. Саратов позволяет сделать вывод, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. оно является новым. Кроме того, данное устройство не следует явным образом из уровня техники, т.е. имеет изобретательский уровень.

Изменение конструкции известного устройства вызвано эксплуатационной необходимостью избавиться от ложных сигналов о наличии пламени, наблюдаемых при гасящей горелке (факеле), если велика влажность окружающего воздуха или негорящего газа.

В предлагаемом устройстве благодаря введению излучающего и приемного пьезокерамического элементов, двух звуководов и селективного усилителя используется физическое явление рассеяния ультразвука на пламени, что в совокупности делает работу устройства не зависящей от параметров среды и приводит к повышению контроля пламени. Испытания опытного образца полностью подтвердили поставленную цель. Следовательно, предлагаемое устройство для контроля наличия пламени обладает промышленной полезностью.

Изобретение поясняется чертежом, где представлена его блок-схема.

Устройство для контроля наличия пламени состоит из двух зондов, первый из которых включает излучающий пьезокерамический элемент 1 и звуковод 2, второй зонд включает приемный пьезокерамический элемент 3 и звуковод 4, электронный генератор высокочастотных колебаний 5, селективный усилитель 6, пороговое устройство 7. Устройство работает совместно с горелкой 8 и пламенем 9.

Устройство для контроля наличия пламени работает следующим образом.

Электронный генератор высокочастотных колебаний 5 формирует сигналы переменного напряжения с частотой, равной резонансной частоте излучающего пьезокерамического элемента 1. Сигнал с электронного генератора высокочастотных колебаний 5 подается на обкладки излучающего пьезокерамического элемента 1, и рабочая поверхность начинает совершать высокочастотные механические колебания, передаваемые воздушному столбу внутри звуковода 2. Возникающие ультразвуковые волны распространяются внутри звуковода 2 и выходят из его открытого конца в зону действия пламени 9 горелки 8. При отсутствии пламени 9 и наличии газового потока из горелки 8 ультразвуковые волны с незначительным рассеянием доходят до открытого конца второго звуковода 4 и проникают в него. Двигаясь внутри звуковода 4, ультразвуковая волна достигает поверхности приемного пьезокерамического элемента 3.

Переменное давление ультразвуковой волны на поверхности пьезокерамического элемента 3 преобразуется в электрический сигнал, поступающий на вход селективного (резонансного) усилителя 6. Селективный (резонансный) усилитель 6 избирательно усиливает сигналы с резонансной частотой пьезоэлемента 3, что позволяет избавиться от влияния шумов и помех. Усиленный сигнал с выхода селективного (резонансного) усилителя 6 подается на вход порогового устройства 7, где сигнал выпрямляется, фильтруется от высокочастотных пульсаций и преобразуется в токовую посылку постоянного тока. При воспламенении протекающего между звуководами 2 и 4 газа возникающие пламя 9 горелками 8 резко рассеивает ультразвуковые волны и до приемного пьезокерамического элемента 3 доходит сильно ослабленная волна. С приемного пьезокерамического элемента 3 на вход селективного усилителя 6 поступает сигнал низкого уровня, который после усиления не вызывает срабатывания порогового устройства 7. Токовая посылка на выходе порогового устройства 7 пропадает. При погасании пламени 9 токовая посылка на выходе порогового устройства 7 появляется снова.

Использование: обнаружение погасания пламени газовых горелок, пламени факелов сжигания промышленных и попутных газов, а также для контроля возникновения открытого пламени на подлежащих пожарной охране объектах. Сущность: зонды выполнены соответственно в виде излучающего и принимающего пьезокерамических элементов, и каждый зонд снабжен звуководом. Звуководы расположены между пьезокерамическими элементами и зоной пламени, а усилитель выполнен селективным, выход электронного генератора высокочастотных колебаний соединен с излучающим пьезокерамическим элементом, а приемный пьезокерамический элемент связан с входом селективного усилителя, выход селективного усилителя подключен к входу порогового элемента, выход которого является выходом устройства. Такое выполнение устройства позволит повысить надежность контроля пламени. 1 ил.

Устройство для контроля наличия пламени, содержащее два зонда, электронный генератор высокочастотных колебаний, усилитель и пороговый элемент, отличающееся тем, что зонды выполнены соответственно в виде излучающего и принимающего пьезокерамических элементов и каждый зонд снабжен звуководом, причем звуководы расположены между пьезокерамическими элементами и зоной пламени, а усилитель выполнен селективным, причем выход электронного генератора высокочастотных колебаний соединен с излучающим пьезокерамическим элементом, а приемный пьезокерамический элемент связан с входом селективного усилителя, выход селективного усилителя подключен к входу порогового элемента, выход которого является выходом устройства.