Устройство для контроля пламени Советский патент 1984 года по МПК F23N5/24 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для контроля наличия пламени в огнетехнических агрегатах, и может быть применено для защиты кот- 5 лоагрегатов при аварийном погасании пламени в их горелочных устройствах, работающих на газообразном и жидком топливе.

Известно устройство для контроля О пламени, реагирующее на пульсации излучения пламени и содержащее фотодатчик, полосовой фильтр, вы- прямитель и реле. Пламя, освещая фотодатчик, создает на его выходе 15 пульсирующее напряжение, постоянная составляющая которого и высокочастотный сигнал помехи задерживаются фильтром верхних частот, а переменная составляющая полезного сигнала 20 подается через усилитель переменного тока на выпрямитель, с выпрямителя на обмотку исполнительного реле, которая удерживает реле в сработанном состоянии. При погасании пламени 25 переменная составляющая напряжения на выходе фотодатчика исчезает, что приводит к отключению реле Л .

Недостатком этого устройства является его низкая надежность, свя- зо занная с необходимостью в сложном линейном фильтре с высокой избирательностью, позволяющей отстроить полезный сигнал от помех, и стабильностью параметров элементов фильтра, при изменении температуры окружающей среды и старении элементов фильтра.

Известно также устройство, содержащее последовательно соединенные фоторезистор, преобразователь, усили- 0 тель, частотный дискриминатор исполнительное реле и накопительную ячейку, вход которой подключен к точке соединения выхода усилителя и входа частотного дискриминатора, а ее вы- 5 ход подсоединен к преобразователю. Фоторезистор и преобразователь формируют напряжение, пропорциональное пульсациям интенсивности излучения пламени. Для этого свободный вывод 50 фоторезистора подключен к отрицательному полюсу источника питания. Усилитель представляет собой компаратор с инвертирующим входом, напряжение на его выходе принимает пре- 55 дельное положительное или предельное отрицательное значение, соответственно при отрицательной или положительной полярности входного напряжения . Накопительная ячейка служит дл формирования напряжения, бьютро возрастающего при подаче на ее вход напряжения положительной полярности и медленно убывающего при подаче входного напряжения отрицательной полярности.. Преобразователь, усилитель и накопительная ячейка образую амплитудно-импульсный преобразователь. Под воздействием излучения плмени постоянная составляющая сигнала на выходе фоторезистора, а следовательно, на входе преобразователя имеет отрицательное значение, так как свободный вывод фоторезистора подключен к отрицательному полюсу иточника питания. Эта постоянная составляющая сигнала, вызывает на выходе компаратора предельное положительное значение напряжения, которо через накопительную ячейку обеспечивает питание преобразователя, компенсируя отрицательную составляющую его входного сигнала, поэтому на вход компаратора поступает после этго лишь переменная составляющая, а на выходе компаратора формируются импульсы напряжения. При наличии помехи пульсирующий низкочастотный сигнал фоторезистора складывается со сравнительно высокочастотным сигналом помехи (с частотой 50 Гц).

Результирующий сигнал достигает максимальных значений в моменты времени, соответствующие пиковым значениям полезного сигнала. Именно в эти моменты времени амплитудноимпульсный преобразователь вырабатывает короткие по времени импульсы с постоянной амплитудой, которые поступают на вход импульсного частотного дискриминатора. При этом частота импульсов оказывается строго равной частоте пульсаций пламени, а частотный дискриминатор реагирует на поступающие импульсы лишь в том случае, если их частота следования не превышает 15-20 Гц, поэтому при наличии пламени на выходе дискриминатора имеется сигнал, удерживающий реле во включенном состоянии. При погасании пламени входной сигнал амплитудно-импульсного преобразователя представляет собой лишь сигнал помехи с частотой 50 Гц, поэтому на его выходе формируются импульсы с той же частотой следования, на которые частотньй дискриминатор не реагирует, вследствие чего выходное реле отключается и сигнализирует об отсутствии пламени. При отсутствии полезного сигнала и сигнала помехи на входе амплитудно-импульсного преобразователя последний вьфабатывает импульсы с частотой следования свьше 50 Гц, в результате исполнительное реле также находится в отключенном состоянии zl . В известном устройстве отсутству ет сложный полосовой фильтр, что несколько - повышает надежность устройства. Однако исходя из функционального назначения накопительной ячейкиJ которая служит для формирования напряжения быстровозрастающего при подаче на ее вход напряжения положительной полярности и медленно убывающего при подаче входного напряжения отрицательной, полярности, следует, что при поступлении на вхо амплитудно-импульсного преобразователя импульсной помехи большой амплитуды и малойдлительности импуль сы на его выходе исчезают на сравни тельно длительньй промежуток времени (равный примерно постоянной- составляющей снижения напряжения на в ходе наколит«льной ячейки), т.е. чу ствительность устройства к полезном сигналу в этот промежуток времени резко снижена. Периодически следуинц друг за другом импульсные помехи могут вызывать ложную сигнализацию об отсутствии пламени на длительный промежуток времени. При работе устройства в системе управления и контроля описанная ситуация вполне реальна из-за наличия большого коли чества кабельных и межблочных связей различного характера, объединен ных в одной конструкции. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля пламени, содержащее источник питания, датчик пламени, соединенный с преобразователем сигнала, компара тор с неинвертирующим входом, соеди ненный через импульсный частотный дискриминатор с исполнительным ключом, с первым входом интегратора и через операционный ключ - со вторым входом интегратора,.третий вход которого соединен с источником питания 3J . Недостатком такого устройства является низкая надежность, обусловленная сильным влиянием на чувстви- / тельность устройства промьшшенных помех с частотой 50 Гц и питающего напряжения источника, отсутствием органа регулировки чувствительности и большой инерционностью. Целые изобретения является повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля пламени, содержащее источник питания, датчик пламени, соединенный с преобразователем сигнала, компаратор с неинвертирующим входом, соединенный через импульсный частотный дискриминатор с исполнительным ключом,, с первым входом интегратора и через инерционный ключ - со вторым входом интегратора, третий вход которого соединен с источникЬм питания, дополнительно содержит переменный резистор, подключенный к положительному выходу источника питания выполненного двухполярным, компаратор имеет дополнительный инвертирующий вход, а интегратор - четвертый вход, к которому подключен второй конец переменного резистора., а выход интегратора подсоединен к неинвертирующему входу компаратора, к инвертирующему входу которого подсоединен преобразователь сигнала. На фиг.1 представлена схема устройства для контроля пламени, на фиг.2 - схема импульсного частотного дискриминатора на фиг.З - схема инерционного ключа, на фиг.4 - диаграмма входного сигнала Х; на фиг.Здиаграмма выходного напряжения О преобразователя сигнала и выходного напряжения U интегратора, на фиг.6диаграмма выходного напряжения U компаратора; на фиг.7 - диаграмма выходного напряжения 0 инерционного ключа; на фиг.8 - диаграмма выходного напряжения Uj на выходе импульсного частотного дискриминатора. Устройство для контроля пламени (фиг.1) содержит датчик 1 пламени, преобразователь 2 сигнала, компаратор 3, интегратор 4, импульсный частотный дискриминатор 5, инерционный ключ 6, исполнительный ключ 7, диод 8, переменный резистор 9. Фоторезисторный датчик 1 (вместо фоторезисторного датчика возможно ( . - $11 применение-ионизационного датчика) совместно с преобразователем 2 сигнала формирует напряжение переменного тока, пропорциональное интенсивности излучения пламени (либо проводимости пламени в случае применения ионизационного датчика). В качестве преобразователя 2 сигнала может быть, применен делитель напряжения, составленный из резисторов 10 и t1 и конденсатора 12, причем резистор 10 и датчик пламени образуют второчи делитель напряжения. Свободные выводы резисторов 10 и 11 и датчика пламени подключены соответственно к положительному, общему и отрицательному выходам двухполярного источника питания/Входом преобразователя 2 сигнала является точка соединения резистора 10 и конденсатора 12, а выходом - точка соединения конденсатора 12 и резистора 11. Выход преобразователя 2 соединен с инвертирующим входом компаратора 3. Компаратор 3 выполнен на операционном усилителе в микросхемном исполнении с высокоомнюш инвертирующим и неинвертируюврш входами, например на микросхемном операционном усилителе К574 УД1 с разомкнутой отрицательной и слабой положительной . обратными связями. Неинвертирующий вход компаратора 3 подключен к выходу интегратора А. Интегратор 4 предназначен для формирования напряжения, значение к торого равно потенцигшу общего выхо да двухполярного источника питания при В1 ючении злектрического питани устройства, быстроубывающего при по даче на nepBbtft вход положительного напряжения, быстровозвращающего при подаче на второй вход отрицательног напряжения, медленноубывающего при подаче на третий вход положительног напряжения. В качестве интегратора 4 применен интегратор, выполненный на операционном усилителе 13 в микросхемном исполнении с инвертирующим и неинЗертирукяцим входами, например, на операционном усипителе К553УД2, охваченном емкостной отрицательной обратной связью, для этого между инвертирующим входом операционного усилителя и его выходом подкдвочен конденсатор 14. Выход операционного усилителя 13 является выходом интегратора 4. Входы 15 - 18 интегратора 4, являющиеся соответственно первым, вторь1м, третьим и четвертым его входами, образованы анодом диода 19, одним из выводов резисторов 20 и 21 и неинвертирующим входом усилителя 13, при этом катод диода 19 и вторые выводы резисторов 20 и 21 соединены с инвертирующим входом усилителя 13, причем резистор 21 выбирается высокоомным, а электрическое сопротивление резистора 20 на порядок ниже. Вход 16 интегратора 4 подключен к выходу инерционного ключа 6, вход 15 через диод 8 - к выходу компаратора 3, причем анод диода 8 соединен с входом 15 интегратора 4, а его катод - с выходом компаратора 3. Вход 18 интегратора 4 через переменный резистор 9 подключен к положительному выходу внешнего двухполярного источника питания, а к общему его выходу подключен вход 17 интегратора 4. Переменный резистор 9, / подключенный последовательно к резистору 21, служит для изменения скорости уменьщения выходного напряже-ния интегратора 4 и является органом изменения чувствительности устройства для контроля пламени. Диод 8 предназначен для детектирования выходного сигнала компаратора 3, Выход компаратора 3, подключенный через диод 8 ко входу 15 интегратора 4, кроме того, соединен со входом импульсного частотного дискриминатора 5. и со входом инерционного ключа 6. Импульсный частотный дискримина-. тор 5 предназначен для формирования на выходе логического сигнала одного уровня (например, низкого, соответствующего значению логич.О) при подаче на его вход импульсов с постоянной амплитудой и длительностью с частотой следования ниже 4-7 Гц и выше 30-35 Гц и формирования на выходе логического сигнала другого уровня (например, высокого, соответствующего значению логич.1) при частоте следования импульсов на входе 7-30 Гц, Импульсный частотный дискриминатор 5 (фиг.2) содержит инверторы 22 и 23 и логический элемент 2И-НЕ 24, в качестве которых применен логический элемент с высоким входным .сопротивлением, например из числа логических элементов микросхем серии К176 или К561. Сигнал со входа дискриминатора на вход инвертора 22 подается через низкочастотный фильтр образованный интегрирующей цепочкой на резисторе 25 и конденсаторе 26. Для ускоренного разряда конденсатора 26 служит цепь последовательно включенных резистора 27 и диода 28, которые подключены параллельно резистору 25. Выход инвертора 22 подключен ко входу инвертора 23 и через низкочастотный фильтр, образованньй резисторами 29 и 30 диодом 31 и конденсатором 32, ко входу 33 логического элемента 24. Выход инвертора 23 через низкочастотный фильтр,.образованный резисторами 34 и 35, диодом 36 и конденсатором 37, подключен ко входу 38 логического элемента 24, выход которого является выходом импульсного часTQTHoro дискриминатора 5. Конденсатор 26 медленно заряжает ся через резистор 25 при подаче положительного импульса и быстро разряжается через резистор 27 и диод 28 при подаче отрицательного импуль са. Номиналы резисторов 25 и 27, ди ода 28 и конденсатора 26 должны выб раться такими, чтобы только положительные импульсы с частотой следования ниже 30-35 Гц обеспечивали заряд конденсатора 26 До напряжения порога переключения инвертора 22. Поэтому при частоте следования импульсов выше 30-35 Гц выходной сигнал инвертора 22 имеет значение логич.1, а при частоте ниже 3035 Гц выходной сигнал инвертора 22 по частоте соответствует входному, но по значению является инверсным, причем изменяется длительность и скважность импульсов, так как переключение инвертора 22 по отношению к положительному фронту импульса, поступающему на вход низкочастотного фильтра, образованного резистора ми 25 и 27 , диодом 28 и конденсатором 26, сдвинуто на время заряда конденсатора 26 до напряжения порога переключения инвертора 22. Момен обратного переключения инвертора 22 по отношению к отрицательному фронту входного сигнала низкочастотного фильтра сдвинут незначительно, так как сопротивление резистора 27 выбирается очень низким, из условия допустимого выходного тока компаратора 3. Если логический сигнал на выходе инвертора 22 имеет неизменное значение логич.1(частота импульсов на входе дискриминатора 5 вьше 35 Гц) значения сигналов на входах 33 и 38 элемента 24 имеют соответственно логич.О и логич,1, а на выходе элемента 24 и на выходе дискриминатора 5 - логич.1. Конденсаторы 32 и 37 быстро заряжаются соответственно через низкоомные резисторы 30 и 35, диоды 31 и 36 при высоком уровне сигналов на входах низкочастотных фильтров и медленно разряжаются соответственно через высокоомные резисторы 29 и 34 при низком уровне сигналов н указанных входах. Номиналы резисторов 30 и 35 выбираются из условия допустимого выходного тока инверторов 22 и 23, а резисторов 29, 34 и конденсаторов 32, 37 должны выбираться такими, чтобы только положительные импульсы с частотой следования ниже 4-7 Гц обеспечивали разряд конденсаторов 32 и 37 до напряжения порогов переключения по входам 33 и 38 элемента 24, а при. частоте выше указанной напряжение на конденсаторах 32 и 37 оставалось бы вьше порогов переключения по входам 33 и 38 элемента 24. Инвертор 23 обеспечивает сдвиг по фазе входных сигналов низкочастотных фильтров, образованных резисторами 29 и 30, диодом 31, конденсатором 32, резисторами 34 и 35, диодом 36, конденсатором 37. Поэтому на выходе элемента 2И-НЕ 24 в первом случае логический сигнал равен логич.1, а во втором - логич.О. Таким образом, инвертор 22 и низкочастотный фильтр, образованный резистораьсн 25 и 27, диодом 28, конденсатором 26, определяют верхнее значение, а элемент 2И-НЕ 24, инвертор 23 и низкочастотные фильтры, образованные резисторами 29, 30, 34, 35, диодами 31, 36, конденсаторами 32, 37 - нижнее значение частотной полосы, при которой импульсный частотный дискриминатор 5 изменяет значение выходного сигнала. Инерционный ключ 6 предназначен для сокращения времени переходных процессов при резком значительном снижении (в пределах чувствительности) амплитуды входного сигнала , устройства-для контроля пламени. Он обеспечивает формирование на; выходе короткого положительного импульса определенной длительности через заданное время после подачи на вход только положительного напряжения, причем если сигнал на входе имел положительное значение в течение времени меньшего заданного, импульс на выходе инерционного.ключа 6 не возникает, кроме того, импульс на выходе существует только во время наличия положительного напряжения на входе. Инерционный ключ 6 (фиг.З) содержит лолеврй транзистор 39 с р-ппереходом и каналом р-типа, наприг мер КП103, резисторы 40-АЗ, диод 44, конденсатор 45 и стабилитрон 46 Исток транзистора 39 соединен через резистор 42 с положительным выходом внешнего источника питания, через стабилитрон 46 и резистор 43 с его общим выходом, причем анод стабилитрона 46 подключен к истоку транзистора 39, а его катод - к резистору 43. Соединение -резистора 43 и катода стабилитрона 46 является в ходом инерционного ключа 6, Сток транзистора 39 соединен с общим выходом внешнего источника питания, а затвор его через резистор 41 подклю чен к положительному выходу источни ка и через последовательно соединенные резистор 40 и диод 44 - к входу ключа 6, причем катод диода подключен ко входу ключа 6, а анод к резистору 40. Параллельно резисто ру 41 включен конденсатор 45. Сопро тивление резистора 40 выбирается из условия предельно допустимого вы ходного тока компаратора 3, резисто ра 42 - из условия предельно допустимого тока исток-сток транзистора 39. Сопротивление резистора 41 и емкость конденсатора 45 выбираются из условия необходимого времени ине ционности ключа 6, определяемого временем разряда конденсатора 45 через резистор 41 до напряжения отсечки транзистора 39. Резистор 43 необходим для обеспе чения потенциала общего выхода внеш него источника питания на выходе ключа 6 при открытом трайзисторе 39 и его сопротивление выбирается из условия необходимого значения положительного напряжений на выходе клю ча 6 при закрытом транзисторе 39. Напряжение Зенеровского пробоя стабилитрона 46 должно быть ниже напряжения положительного выхода внешнего источника питания, но вьш1е напряжения исток-сток транзистора 39 в режиме насьш1ения. При отрицательном напряжении на входе инерционного ключа 6 конденсатор 45 быст1ро заряжается через низкоомный резистор 40 и диод 44, транзистор 39 открыт, напряжение на его истоке ниже напряжения Зенеровского пробоя стабилитрона 46. При последующей подаче на вход инерционного ключа 6 положительного напряжения диод 44 закрывается и конденсатор 45 начинает медленно разряжаться через высокоомный резистор 41. По истечении определенного времени при достижении напряжения на конденсаторе 45 значения напряжения отсечки транзистор 39 закрьгеается, напряжение на его истоке резко возрастает, после чего стабилитрон 46 открывается и по цепи резистор 42 стабилитрон 46 - резистор 43 потечет ток, при этом на выходе ключа 6 напряжение положительно. Последующая подача отрицательного напряжения на вход ключа 6 приводит к быстрому заряду конденсатора 45 через низкоомный резистор 40 и диод 44, открытию транзистора 39, закрытию стабилитрона 46 и исчезновению положительного напряжения на выходе ключа 6. Импульсы отрицательного напряжения, подаваемые на вход ключа 6 с периодом следования меньшим времени разряда конденсатора 45 до напряжения отсечки транзистора 39, обеспечивают периодический подзаряд конденсатора , 45, поддерживая тем самъм транзистор 39 в открытом состоянии, а стабилитрон 46 - в закрытом. Выход импульсного частотного дискриминатора 5 соединен со входом исполнительного ключа 7, который выполнен любым известным образом, обеспечивающим усиление по мощности и, в случае необходимости, преобразование уровня любого значения логического сигнала, а также гальваническое разделение входного и выходного сигналов, причем входной логический сигнал должен быть согласован по уровню с выходным логическим сигналом импульсного частотного дискриминатора 5, а входное сопротивление ключа 7 соответствовать нагрузочной способности дискриминатора 5 по выходу. В частном случае исполнитель ный ключ 7 может содержать реле, кон такты которого образуют собой выход устройства для контроля пламени. На фиг.4-8 по оси ординат откладьшается текущее значение времени (-i:5 моменты времени, по оси абсцисс 0(, - значение напряжения общего выхода внешнего двухполярного источника питания. Работа устройства осуществляется следующим образом. В момент времени {, включается напряжение питания. Предположим для определенности, что входной сигнал X соответствует воздействию на датчик 1 пламени светового потока постоянной интенсивности, т.е. пламя отсутствует. При этом за счет резистора 11 на выходе преобразователя 2 сигнала и инвертирующем входе ксжпаратора 3 напряжение У, по значению равно напряжению UQ общего выхода внешнего двз полярного источника питания, которое подается и на вход 17 интегратора 4. Поэтому на выходе интегратора 4 и неинвертирующем входе компаратора 3 напряжение U2 стре Мится к значению U , но так как на вход 18 интегратора 4 через переменньш резистор 9 подается положительное напряжение, напряжение ll остае ся несколько меньшим (J , а напряжение и на выходе компаратора 3 принимает предельное отрицательное значение. Отрицательное выходное напряжени } компаратора 3-через диод 8 пост пает. на вход 15 интегратора 4 и обеспечивает быстрое увеличение напряжения и интегратора 4. В момент времени,.когда это напряжение, увеличиваясь от отрицательного начального значения, проходит через значение напряжения UQ принимает весьма малое положительное значение , напряжение U э компаратора 3 изменяется скачком от предельного отрицательного до предельного положительного значения, а диод 8 закрывается. При этом напряжение от входа 15 интегратора 4 отключается, а под действием положительного напряжения на его входе 18 выходное напряжение 1)2 интегратора 4, следов тельно, и на неинвертирунщем входе 712 компаратора .3 начинает медленно уменьшаться, причем даже очень малого спада напряжения Uj интегратора 4, происходящего за весьма короткий промежуток времени, достаточно, чтобы оно приняло малое отрицательное значение, в результате чего напряжение Uj компаратора 3 изменяется скачком от предельного положительного до дтредельного отрицательного значения. Далее в интервале времени t,-i2 процессы повторяются, если не изменяется характер входного сигнала X. Таким образом, после включения питания напряжение U2 быстро возрастает от отрицательного значения до положительного и в интервале времени t, колеблется с малой амплитудой и частотой, выбираемой с помощью параметров интегратора 4 несколько выше 50 Гц. При этом напряжение U на выходе компаратора 3, следовательно, и на входе импульсноко частотного дискриминатора 5 также изменяется с частотой вьш1е 50 Гц, вследствие чего напряжение Uy на выходе дискриминатора 5 остается равным логич.О, а напряжение U на выходе инерционного ключа 6 - равным напряжению И. Если в интервале времени 12 отсутствует пламя, т.е. промьшшенная помеха с частотой 50 Гц (входной сигнал X колеблется с частотой 50 Гц), то напряжение U( на выходе преобразователя 2 и инвертирующем входе компаратора 3 также колеблется с частотой помехи около значения напряжения U(j и первая же положительная полуволна этого напряжения приводит к появлению на выходе компаратора 3 отрицательного импульса, имеющего несколько большую длительность, чем предшествующие. Этот импульс поступает через диод 8 на вход 15 интегратора 4 и обеспечивает увеличение напряжения Uj на его выходе до значения амплитуды напряжения У( на выходе преобразователя 2. Далее в системе устанавливается состояние динамического равновесия, при котором в моменты превышения вершинами положительных полуволн напряжения Uj преобразователя 2 напряжения U на выходе интегратора 4 обеспечивается формирование компаратором 3 отрицательных импульсов напряжения и . Таким образом, в интервале времени напряжение Ug

13

на выходе компаратора 3 изменяется с частотой промьшшенной помехи 50 Гц вследствие чего напряжение Ug частотного дискриминатора 5 продолжает оставаться равным логич.О, напряжение U на выходе инерционного ключа 6 - напряжению о

Если при наличии помехи в момент врейени 2 появляется пламя, амлитуда суммарного сигнала (помехи и низкочастотного сигнала, обусловленного мерцанием излучения пламени) увеличивается, а максимзмь этого/ сигнала следуют с частотой, соответствуклцей пульсации интенсивности излучения пламени. Первая же положительная полуволна суммарного напряжения i , имеющая амплитуду большую амплитуды помехи, при превьшении напряжения U2 приводит к формированию на выходе компаратора 3 отрицательного импульса, увеличенной длительности. Этот импульс обеспечивает ..быстрое увеличение напряжение lJ2 выходе интегратора 4 до значения амплитуды напряжения U( . Далее в системе наступает новое состояние динамического равновесия, при котором лишь вершины, положительных полуволн напряжения U, , имеющих наиболь шую амплитуду, периодически, с частотой мерцания пламени, вызывают появление отрицательных импульсов напряжения U на выходе компаратора 3, т.е. при наличии пламери в интервале времени ti-i напряжение 0 изменяется с частотой мерцания пламени 10-30 Гц, даже если амплитуда полезного сигнала намного меньше амплитуды сигнала помехи. Это приводит к формированию на выходе импульсного частотного дискриминатора 5 напряжения Uj равного логич.1, вследствие чего на выходе устройства для контроля пламени возникает сигнал, извещающий о появлении пламени. 1

Если в момент времени i уменьшается амплитуда входного сигнала X, в результате, например, исчезновения помехи, то после этого напряжение 1/2 на выходе интегратора 4 оказывается более высоким, чем напряжение U( преобразователя 2, напряжение на выходе компаратора 3 остается предельно положительным в течение некоторого промежутка времени. ,Под действием положительного напря129467

14

жения, подаваемого на вход интегратора 4 его выходное напряжение Uj медленно уменьшается. По истечении времени инерционности ключа 6, ко5 торое выбирается равным двум-трем периодам полезного низкочастотного сигнала, в момент времени { он срабатывает, подавая на вход 16 интегратора 4 положительное напря10 жение 114 . После этого напряжение

1)2 на выходе интегратора быстро снижается до значения напряжения на выходе преобразователя 2 сигнала, а в момент, когда напряжение 1/2 ста5 новится несколько ниже напряжения U, по величине, компаратор 3 формирует отрицательный импульс напряжения Ui. Этот импульс обеспечивает отключение инерционного ключа 6, напряже0 ние- U( на его вькоде опять становится равным по величине 1)д .Одновременно отрицательный импульс напряжения (Jg компаратора 3 подается через диод 8 на вход 15 интегра-

5 тора 4, что приводит к увеличению его выходного напряжения 1/ до значения, соответствующего амплитуде / напряжения .11, на выходе преобразователя 2.

0 Далее в системе устанавливается новое состояние динамического равновесия.

Таким образом, в устройстве для контроля пламени обеспечивается 5 автоматическое слежение значения напряжения Uj на выходе интегратора

4и, следовательно, на неинвертирующем входе компаратора 3 за амплитудой переменнодо напряжения U( ,

0 на выходе преобразователя 2 сигнала и, следовательно, на инвертирующем входе компаратора 3, в результате чего на его вькоде формируются отрицательные импульсы, следующие

5 с частотой 10-30 Гц при наличии

пламени, U -отрицательные импульсы, следующие с частотой 50 Гц и выше при его отсутствии. Поэтому при наличии пламени напряжение lig на выходе

импульсного частотного дискриминатора

5соответствует значению логич.1, при котором исполнительный ключ 7 срабатывает и сигнализирует о нормальной работе огн.етехнического агре5 гата, а при погасании пламени напряжение Uy принимает значение логич.О, что приводит к отключению ключа 7, который в этом случае сигнализирует о нарушении нормального режима работы огнетехнического агрегата. При изменении величины электрического сопротивления переменного резистора 9 изменяется величина положительного напряжения, подаваемого на вход 18 интегратора 4, что приводит к изменению скорости умень шения напряжения Uj на его выходе в промежутке времени между отрицательными импульсами напряжения U компаратора 3, подаваемыми на вход 15 интегратора 4 через диод 8. Установка с помощью резистора 9 скорости уменьшения напряжения И на выходе интегратора 4 превышающей скорос уь уменьшения положительной полуволны переменной составляющей полезного сигнала напряжения U| , на выходе преобразователя 2 сигнала приводит к колебаниям напряжения 11 (с частотой 50 Гц при наличии сигнала помехи и значительно выше 50 Гц при его отсутствии) около зна чения напряжения ||, аналогично тому, как это происходило в интервале времени i,-ij Р этом на выходе компаратора 3 и входе импульсного частотного дискриминатора 5 формиру ются отрицательные импульсы, следую щие с частотой .около 5, Гц, а на вы ходе дискриминатора 5 напряжение Иj принимает значение логич.О, что п приводит к возникновению на выходе устройства для контроля пламени лож ного сигнала о погасании пламени. Только увеличение амплитуды входног сигнала X до такого значения, при котором скорость уменьшения положительной полуволны напряжения 0 на выходе преобразователя 2 CHrHana превысит скорость з еньшения напряж ния U2 интегратора 4, приводит к нормальному функционир:ованию устрой ства. Это значит, что чувствительность устройства стала хуже. Таким образом, с помощью переменного рези тора 9 изменяется чувствительность устройства для контроля пламени, и переменный резистор 9 является органом регулировки чувствительности 6716 Таким образом, предлагаемое устройство для контроля пламени имеет более высокую надежность, влияние промышленных помех на работу данного устройства значительно ниже. Возможность применения в устройстве микросхемных операционных усилителей для реализации схем компаратора и интегратора позволяет расширить их динa tичecкий диапазон, а применение микросхем, допускающих широкий разброс напряжения питания, позволяет использовать простые по конструкции и схемным решениям источники питания, а также исключить влияние колебания напряжения питания на функционирование устройства для контроля пламени. Наличие органа регулировки чувствительности устройства для контроля пламени обеспечивает селективность контроля в огнетехнических агрегатах с несколькими горелочными устройствами. Применение логических схем в реализации импульсного частотного дискримина тора позволяет уменьшить его инерционность и увеличить быстродействие устройства для контроля пламени, кроме того, появляется возможность поднять нижнее значение частот, на которые не реагирует устройство для контроля пламени, что обеспечивает сигнализащоо лишь об устойчивом пламени и предотвращает влияние одиночных импульсов на нормальное функционирование устройства. Предлагаемое устройство для контроля пламени может быть применено в различных устройствах и системах контроля и защиты огнетехнических агрегатов при погасании пламени в их горелочных устройствах, работающих на газообразном и хшдком топливе, в частности в условиях, когда возмсвкно воздействием промышленных помех на линию передачи сигнала с датчика контроля пламени на вход преобразователя сигнала. Применение предлагаемого устройства позволяет повысить надежность и безопасность работы таких устройств и систем.

Фаг.г

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЛАМЕНИ, содержащее источник питания, датчик пламени, соединенный с Преобразователем сигнала, компаратор с неинвертирующим входом, соединенный через импульсный частотный дискрими- натор с исполнительным KJB04ом, с первым входом интегратора и через инерционный ключ - с вторым входом интегратора, третий вход которого соединен с источником питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно содержит переменный резистор, подключенный к положит,ельному выходу источника питания, выполненного двухполярньм, компаратор имеет дополнительный инвертирующий вход, а интегратор четвертый вход, к которому подключен второй конец переменного резистора, а выход интегратора подсоединен к неинвертирующему входу компаратора, к инвертирующему входу которого подсоединен преобразователь сигнала.

ifS

tflf. liO

1 л 2

«;

ж

«J

.3