Способ контроля исправности газоразрядного прибора датчика пламени Советский патент 1985 года по МПК F23N5/08 

Изобретение относится к средства контроля за исправностью газоразряд ного прибора, например, используемо го в датчиках пламени ультрафиолетового излучения газовых горелок и мазутных форсунок. Цель изобретения - повьппение надежности контроля исправности газоразрядного прибора датчиков пламени в процессе его эксплуатации. На фиг, 1 изображена схема устройства, реализующая способ контроля; на фиг. 2 - зависимость зажигания межэлектродного пространства от давления и расстояния между элек тродами. Газоразрядный прибор 1 датчика пламени в процессе его эксплуатации находится под воздействием внешнего ионизатора 2. С помощью устройства 3 управления при различных уровнях выходных напряжений с источника 4 питания, подключаемых к газоразрядному прибору 1 коммутаторами 5 и 6, производят измерение токой, протекающих через газоразрядный прибор. Источник питания имеет выход 7 на котором формируется рабочее напряжение зажигания, и выход 8, на ко тором формируется контрольное напряжение зажигания. Устройство управ ления имеет выход 9, связанный с коммутатором 5, и выход 10, связанный с коммутатором 6. На фиг. 2 по оси абсцисс отложе но значение напряжения зажигания Uj по оси ординат-значение произведен Pd - величины давления внутри бал лона Р на величину расстояния между электродами о . Параметры точки 11 относятся к условиям зажигания исправно-го газоразрядного прибора, точки 12 - к минимально допустимому напряжению зажигания И , точки 13 - к минимально возможкому нап ряжению зажигания И . Известно, что напряжение зажигания самостоятельного разряда газоразрядного прибора, является функцией от произв1П;ения величины давления внутри баллона, произведенное к 0°С, и расстояния ме;кду электродами, т.е. Из (Р ). Характерным для кривой кРапряжения зажигания является наличие двух ветвей: .левой и правой, разделенных значением И„ . В области низких давлеъкий газа, относящейся к левой ветви, пробивное напряжение возрастает с уменьшением (Рс ), в то время как на правой ветви прибивное напряжение возрастает при увеличении (Pj) Это объясняется тем, что в области малых давлений число актов ионизации из-за редких электронов с атомами газа мало и оно тем меньше, чем меньше расстояние между электродами. В этой области преобладающее значение имеет коэффициент . поверхностной ионизации, требующий более высоких напряжений на электродах. В области повышенных давлений, что соответствует правой ветви кривой напряжения зажигания, свободный пробег, электронов мал. Поэтому для получения требующегося полного числа актов ионизации одновременно с уве.пичением длины промежутка между электродами требуется увеличивать напряжение на электродах с тем, чтобы поднять среднее значение напряженности поля. В данной области преобладает коэффициент объемной ионизации. В процессе эксплуатации прибора происходит понижение давления (плотности) газа вследствие пйглощения стенками баллона прибора, а также распьшение материала кристаллического катода под действием ионной бомбардировки. Оба зти фактора ограничивают долговечность прибора. Поэтому при проектировании приборов значение Ро выбирают несколько больше , чтобы сохранить некото-; рый запас газа для компенсации его убыли в процессе эксплуатации прибора. Выпускаемые газоразрядные приборы по диапазону давления газа различаются на низкие, в которых давление не превышает десятки паскаль, средние, в которых давление лежит в диапазоне тысяч паскаль, и высокие, в которых давление близко к атмосферному или превышает его. Таким образом, если в датчиках пламени используются в качестве чувствительных элементов газоразрядные приборы низкого давления, то по мере уменьшения давления (плотности), а также расстояния. между электродами, напряжение зажигания будет увеличиваться. В устройствах для контроля пламени такая ситуация не опасна, так как по мере выхода из строя газоразряд ного прибора напряжение зажигания может достичь такой величины, чт прибор без предварительного повышения напряжения питания вообще не будет функционировать, что экви валентно погасанию пламени, на что должна отреагировать имеющаяся схе ма отключения технологического про цесса. При использовании в датчиках пламени газоразрядных приборов среднего давления, где в качестве рабочей характеристики прибора используется правая ветвь кривой Hj f (РС() , по мере старения прибора может возникнуть такой момен когда без внешнего ионизатора и пр номинальном напряжении питания при бор может вклк)читься самопроизвол но. Позтому рассматривается процес контроля исправности газоразрядног прибора, у которого рабочая характеристика расположена на правой ветви кривой И (P(J). Способ контроля исправности г зоразрядного прибора датчика пламен осуществляется следующим образом. На газоразрядный прибор 1 датчика пламени воздействует внешний ионизатор 2. Устройство 3 управления формирует сигнал на выходе 9, который включает коммутатор Напряжение с выхода 7 источника 4 питания поступает на газоразрядный прибор 1 датчика пламени. Газоразрядный прибор 1 включается и пропускает ток в устройство 3 упра ления, где величина может быть пред ставлена в удобный для наблюдения или обработки сигнал. В следующий момент времени сигнал с выхода 9 устройства 3 управления снимается и коммутатор 5 закрывается. На газоразрядный прибор 1 с источ1шка 4 питания напряжение не поступает - предоставляется время на восстановление внутренней эчектрической прочности прибора. По истечении времени на восстановле ние электрической прочности появляется сигнал на выходе 10 устройства управления и включает коммутаjTop 6 . На газоразрядный прибор 1 964 поступает напряжение с выхода 8 источника . питания. В случае, когда контрольное напряжение зажигания равно или превышает на неэольшую величину И через газоразрядный прибор протекает ток, величина которого измеряется и преобразуется в удобную для обработки форму. По мере старения газоразрядного прибора рабочий ток (соответственно рабочему напряжению зажигания) изменяется незначительно, а контрольный ток (соответственно контрольному напряжению зажигания) - существенно, что приведет к увеличению отношенич приращения токов к средней величине. При превьппении величины отношения приращения токов к средней величине заданного значения компаратор, входящий в устройство управления,выдает сигнал неисправности газоразрядного прибора. В про7дессе контроля исправности газоразрядного прибора возможен случай, когда допустимо прерывание среднего значения тока в цепи газоразрядного прибора. В этом случае контрольное напряжение зажигания на выходе 8 источника 4 питания устанавливается ниже И1г(фиг.2). При подаче этого напряжения на газоразрядный прибор, он не должен включится, т.е. через него не должен протекать ток, тогда устройство управления оценивает.газоразрядный прибор как исправный. При старении газоразрядного прибора происходит его включение при установленном контрольном напряжении и в цепи устройства управления появляется ток, устройство управления вьщает сигнал о неисправности газоразрядного прибора. Способ контроля исправности газоразрядного прибора датчика пламени путем формирования рабочего и контрольного напряжения, измерения токов, протекающих через газоразрядный прибор при подаче на него напряжений, и суждение об исправности газоразрядного прибора поотношению приращения токов к средней величине, позволяет повысить надежность, так как устраняет нJvияние на результаты контроля внешних факторов.

(Щ (Щг (Pd)n Фиг.г

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ ГАЗОРАЗРЯДНОГО ПРИБОРА ДАТЧИКА ПЛАМЕНИ путем воздействия на него внешним ионизатором и подачи рабочего напряжения зажигания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, формир5пот контрольное напряжение зажигания, подают его последовательно с рабочим на газоразрядный прибор, измеряют токи, протекающие через последний, а об исправности газоразрядного прибора судят по отношению приращения токов к средней величине.