Устройство контроля наличия пламени Советский патент 1984 года по МПК F23N5/08 

Изобретение относится к автоматическому контролю в теплоэнергетике и может быть использовано для контроля наличия пламени в горелках различных теплоагрегатов, например котлов, воздушных отопителей и т. п.

Известно устройство контроля наличия пламени, содержащее фотодатчик с усилителем, генератор импульсов и сумматор, соединенный с сигнальным блоком, работа которого основана на измерении частоты пульсаций пламени 1.

Недостатком этого устройства является невысокая надежность в связи с аналоговым преобразованием сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство контроля наличия пламени, содержащее фотодатчик, соединенный с усилителем, электронный ключ, сумматор и генератор импульсов, соединенный со входом сигнального блока. Работа этого устройства основана на подсчете импульсов, поступающих в сумматор, в пределах цикла накопления импульсов. При заполнении сумматора до окончания цикла выдается сигнал о наличии пламени, а в случае погасания пламени сумматор до окончания цикла накопления остается незаполненным, и устройство сигнализирует об отсутствии пламени 2 Недостатком этого устройства является низкая надежность, обусловленная тем, что в связи с низкой частотой пульсаций пламени количество сформированных импульсов может быть недостаточным для заполнения сумматора до окончания цикла накопления. В результате на выходе сигнального блока может возникнуть ложный сигнал отсутствия пламени, что снижает надежность устройства.

Кроме того, необходимость применения инерционного элемента (реле) на выходе сигнального блока ограничивает возможность использования устройства в горелках различных конструкций.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля наличия пламени, содержащее фотодатчик, соединенный с усилителем, электронный ключ, сумматор и генератор импульсов, соединенный со входом сигнального блока, дополнительно содержит запоминающий блок, дифференцирующий блок, пороговый элемент и делитель частоты, при этом сумматор имеет несколько счетных выходов, а сигнальный блок - несколько счетных входов, причем первый вход электронного ключа соединен с усилителем, второй вход - с генератором импульсов, а выход связан через последовательно соединенные запоминающий и дифференцирующий блоки и пороговый элемент со входом сумматора, второй вход которого через делитель частоты связан с выходом генератора импульсов и непосредственно - со вторым входом сигнального блока, счетные входы которого соединены с соответствующими счетными выходами сумматора.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства контроля наличия пламени; на фиг. 2 - сигнал фотодатчика после усилителя; на фиг. 3 - сигнал генератора импульсов; на фиг. 4 - сигнал после электронного ключа; на фиг. 5 - сигнал после запоминающего блока; на фиг. 6 - сигнал после дифференцирующего блока; на фиг. 7 - сигнал после порогового элемента; на фиг. 8 - сигнал после сумматора; на фиг. 9 - сигнал на выходе сигнального блока; на фиг. 10 - сигнал после делителя частоты; на фиг. 11 - сигнал генератора импульсов, поступающих на сигнальный блок.

Устройство содержит фотодатчик 1, сигнал с которого поступает на усилитель 2. Усилитель 2 соединен с электронным ключом 3, другой вход которого подключен к. генератору 4 импульсов. К выходу электронного ключа 3 подключены последовательно соединенные запоминающий блок 5, дифференцирующий блок 6 с инвертированием отрицательных импульсов и пороговый элемент 7, выход которого соединен со счетным входом сумматора 8. Между генератором 4 импульсов и сумматором 8 включен делитель 9 частоты, выход которого соединен с одним из входов сигнального блока 10, а другой вход сигнального блока 10 подключен к выходу генератора 4 импульсов. Выход каждой ячейки сумматора 8, состоящего в общем случае из п триггеров, которые связаны последовательно по счетному входу и имеют общий сброс, соединен с соответствующим входом сигнального блока 10.

На фигурах 2-11 по оси ординат приведено напряжение U, по оси абсцисс - время 1

Устройство работает следующим образом.

Пульсации пламени преобразуются фотодатчиком 1 в электрический сигнал, который усиливается усилителем 2 (фиг. 2) и поступает на вход электронного ключа 3, на другой вход которого подаются импульсы с определенной частотой от генератора 4 импульсов (фиг. 3). Каждый импульс генератора 4 открывает электронный ключ 3, который пропускает сигнал от усилителя 2 на запоминающий блок 5 в виде импульсов, амплитуда которых соответствует уровню сигнала на выходе усилителя 2 в момент прихода импульса от генератора 4 (фиг. 4). Этот уровень фиксируется запоминающим блоком 5 и подается на дифференцирующий блок 6 (фиг. 5). В моменты из.менения уровня сигнала на входе дифференцирующего блока 6 на его выходе возникают импульсы, поступающие на пороговый элемент 7 (фиг. 6 с которого подаются на счетный вход сумматора 8 (фиг. 7). Если сумматор 8 находится в подготовленном состоянии, то первый же пришедший с порогового элемента 7 импульс поступает с выхода сумматора 8 на сигнальный блок 10 (фиг. 8) и приводит его в состояние, соответствую шее наличию пламени, о чем свидетельствует сигнал на его выходе (фиг. 9). Последующие импульсы, приходяшие с порогового элемента 7 на сумматор 8, по мере накопления подаются с выходов сумматора на соответствующие входы сигнального блока 10, поддерживая тем самым сигнал наличия пламени.

Импульсы, поступающие с генератора 4 импульсов на ключ 3 (фиг. 3), подаются также на делитель 9 частоты, а с выхода делителя частоты на вход «Установка нуля сумматора 8 и на один из входов сигнального блока 10 (фиг. 10). Импульс, приходящий с делителя 9 частоты, производит сброс сумматора 8, но не переводит сигнальный блок 10 в состояние, соответствующее отсутствию пламени. Это связано с тем, что после исчезновения импульса от делителя 9 частоты на другой вход сигнального блока 10 поступает от генератора 4 импульс, сдвинутый по фазе на 180° (фиг. И) относительно импульса, подаваемого на вход электронного ключа 3, а затем на счетный вход сумматора 8 приходит очередной импульс с порогового элемента 7,.и цикл повторяется.

При исчезновении пламени уровень сигнала на выходе усилителя 2 становится постоянным (фиг.2), на выходе дифференцирующего блока 6 импульсь не возникают, и прекращается поступление импульсов на счетный вход сумматора 8. Прищедщий после этого на другой вход сумматора 8 импульс от делителя 9 частоты (фиг. 10) производит сброс сумматора, и сигналы на его выходах исчезают (фиг. 8) .Затем после прихода импульсов от генератора 4 (фиг. 11) и очередного импульса от делителя 9 частоты (фиг. 10) происходит перевод сигнального блока 10 в состояние, соответствующее отсутствию пламени (фиг. 9).

Таким образом, в связи с тем, что опрос фотодатчика производится короткими импульсами, значительно меньшими периода колебаний пламени, и в связи с тем, что подача импульсов на сумматор обеспечивается в моменты изменения уровня сигнала, повыщается надежность контроля наличия пламени.

Кроме того, изменяя частоты следования импульсов на выходе делителя частоты, можно настраивать устройство на различную частоту пульсаций пламени.

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ НАЛИЧИЯ ПЛАМЕНИ, содержащее фотодатчик, соединенный с усилителем, электро11Н1)1Й ключ, су.мматор и генератор импульсов, соединенный с входом сигнального блока, отличающевся тем, что, с целью повышения надежности, устройство содержит запоминающий блок, дифференцирующий блок, пороговый элемент и делитель частоты, при этом сумматор имеет несколько счетных вы.ходов, а сигнальный блок - несколько счетных входов, причем первый вход электронного ключа соединен с усилителем, второй вход - с генератором импульсов, а выход связан через последовательно соединенные запоминающий и дифференцирующий блоки и пороговый элемент с входом су.мматора, второй вход которого через делитель частоты связан с выходом генератора импульсов и непосредственно - с вторым входом сигнального блока, счетные входы которого соединены с соответствующими счетными выходами сумматора.

Z/A Налицие. пламени

Отсутствие пламени

D 1/ к

Н П П П П И П П П П П П П П

Фи1.1