Устройство контроля пламени Советский патент 1988 года по МПК F23N5/08 

«li Р1

00

Изобретение относится к автоматическому контролю в теплоэнергетике и может быть использовано для конт- роля пламени в горелках различных

теплоагрегатов.

Цель изобретения - повьпцение надежности устройства.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства конт- роля пламени,

Устройство содержит последовательно соединенные фотоэлектрический преобразователь 1, разделительную емкость 2, усилитель-формирователь 3 и формирователь 4 импульсов, выход которого подключен к сбрасываюищм вхо дам R первого 5 и второго 6 счетчиков, счетные входы С которых соединены с генератором 7 импульсов. Выходы счетчиков. 5 и 6 соединены с входами элемента ЗАПРЕТ 8, выход которого подключен к сбрасывающему входу R сумматора 9, счетный вход С которого соединен с генератором 7 импульсов, а выход - с запоминающим блоком 10. Общая цепь питания фотоэлектрического преобразователя 1 и усилителя- формирАвателя 3 соединена с входом блока 11 контроля линии связи.

Устройство контроля пламени работает следующим образом.

При наличии пламени его пульсации преобразуются фотоэлектрическим преобразователем 1 в электрические и че- рез разделительную емкость 2 и усилитель-Формирователь 3 по линии связи передаются на вход формирователя 4 импульсов, с выхода которого импульсы поступают на сбрасывающие входы первого 5 и второго 6 счетчиков. Одновременно на счетные входы счетчиков 5 и 6 и сумматора 9 подаются импульсы от генератора 7.

Емкость первого счетчика 5 (п), второго счетчика 6 (п ) и сумматора 9 (п-) выбирается в зависимости от частоты следования импульсов от генератора 7 (.&f) и частоты пульсаций пламени („ ), причем последняя характеризуется минимальной ( ) мак симальной (пл.макс величинами, опре- делякщими наличие пламени. При этом максимальный (Т п /лау-с и минимальный

(Т,

ПА, МИЦ

) периоды следования имПульсов

от формирователя 4 ссэставляют 1

ПА с1кс f

n.WMH

(1)

т1(7

nямцн f

ПА ма КС

При достаточно большой скважности и малой продолжительности импульса можно считать, что продолжительность паузы между импульсами примерно равна периоду следования импульсов, и тогда емкость счетчиков 5 и 6 и сумматора 9 (т.е. количество импульсов, необходимых для их заполнения) можно определить из выражений: для первого счетчика 5 с учетом (1)

V«.

п макс

ДЛЯ второго счетчика 6 с учетом (2)

1с

-ПА АЛИИ

ПИ макс f ДЛЯ сумматора 9

э - г ъеъоп где С

(4)

(5)

веъоп время безопасности для отключения горелки при исчезновении или отрьш пламени.

Так, например, если считать частоту пульсаций пламени (и частоту следования импульсов от формирователя 4) в пределах 3-30 Гц (т-е. „, „, 3 ГЦ, а „, Гц), а частоту следования импульсов от генератора 7 - .600 Гц, что дает возможность использовать конденсаторы небольшой емкости с высокой стабильностью параметров, например, керамические, то емкость счетчика и сумматора составляет: для первого счетчика 5

п, 20 имп,

принимаем п, 16 (четьфехразрядный счетчик, например, микросхема К155ИЕ5); для второго счетчика 6

nj 200 имп,

принимаем (восьмиразрядный счетчик, например, две микросхемы К155ИЕ5);

для сумматора 9 (при времени безопасности для различных горелок от 2 до to с)

- 6000 имЬ,

при минимальном времени безопасности принимают , а при максимальном п,4096 (двенадцатиразрядный счетчик, например, 3 микросхемы К155ИЕ5). Частоту следования импульсов от генератора 7 можно выбирать в широких пределах в зависимое ти от имеющейся элементной базы (ло- -.

гических элементов, счетчиков, резисторов, ко1щенсаторов).

Поскольку импульсы с формирователя 4 поступают на сбрасывающие входы счетчиков 5 и 6, то в пределах частоты пупьсаций, соответствующей наличию пламени ( 3-30 Гц), заполняется только первый счетчик 5 приходящими на его счетный вход импульсами от генератора 7, которых в промежуток времени между двумя последовательными сбрасывающими импульсами будет поступать больще, чем необходимо для заполнения первого счетчика 5. Второй счетчик 6 не заполняется, так как промежутка времени между двумя последовательными сбрасывающими импульсами от формирователя 4- недостаточно для его заполнения. В результате на выходе первого счетчика 5 с частотой пульсаций пламени появляется сигнал Лог, 1. На выходе второго с,четчика 6 вследствие его незаполнения присутствует сигнал Лог. О, который, поступая на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 8, является разрешающим для прохождения сигнала с выхода первого счетчика 5.

Таким образом, сигнал Лог. 1 с выхода элемента ЗАПРЕТ 8 с частотой пульсаций пламени подается на сбрасывающий вход сумматора 9, который не успевает заполняться поступающими на его -счетный вход импульсами от генератора 7. При этом сигнал Лог.О присутствует на выходе сумматора 9 и на входе запоминающего блока 10, который находится в состоянии, соот-- ветствующем наличию пламени.

При возрастании частоты пульсаций пламени (например, в результате его отрьша от горелки) увеличивается частота поступления импульсов от формирователя 4 на сбрасывающие входы счетчиков 5 и б (в приводимом приме

ре при f д 38 Гц) . При этом первьш счетчик 5 не успевает запол-,-: мяться поступающими на его счетный вход импульсами от генератора 7. На выходе первого счетчика 5, а следовательно, и на сбрасывающем входе сумматора 9 присутствует сигнал Лог. О Импульсы, поступающие от генератора 7 на счетный вход сь мматора 9, заполняют последний за время, меньшее ИЛИ равное времени безопасности (TggjoH ) . На выходе сумматора 9 появляется сигнал Лог. 1, который пере1404758

водит запоминающий блок 10 в состоя0

5

0

му, и блокирует его.

При исчезновении пламени прекращается формирование импульсов и поступление их от формирователя 4 на сбрасывающие входы счетчиков 5 и 6, которые заполняются поступающими на их счетные входы импульсами от генератора 7. При этом на выходах счетчиков 5 и 6 появляется сигнал Лог. 1, при- чем сигнал с выхода второго счетчика 6 является запрещающим на прохождение сигнала с выхода первого счетчика 5 через элемент ЗАПРЕТ 8. . На выходе последнего и на сбрасывающем входе сумматора 9 присутствует сигнал Лог. О . Импульсы, поступающие от генератора 7 на счетный вход сумматора 9, заполняют последний за время,меньшее или равное времени без опасности ( Е бвзон выходе сумматора 9 появляется сигнал Лог. 1, 5 которьй переводит запоминающий блок

0

0

10 в состояние, соответствующее ава-л рийному режиму, и блокирует его.

Для контроля инфранизкой частоты пульсаций пламени ( 3 Гц) запоминающий блок 10 подключается к одному из выходов счетчиков сумматора 9 с таким расчетом, чтобы его заполнение импульсами от генератора- 7 происходило за время паузы между импульсами, при- кoдящ ми на сбрасывающий вход сумматора 9 от элемента ЗАПРЕТ 8,

Сочетание сигналов, имеющихся на . выходах счетчиков 5 и 6 при наличии пламени, при его отрыве от горелки или при исчезновеьши можно использовать для дальнейшего преобразования, например для сигнализации о первопричине аварии-.

При случайном кратковременном исчезновении или отрыве пламени устройство сработает аналогично одному из описанных случаев. Однако, если за время безопасности нормальная работа контролируемой горелки восстанавливается и частота пульсаций пламени в пределах нормы, то устройство возвращается в рабочее состояние и осуществлйет контроль наличия пламени согласно описанному. Это да-, . ет возможность исключить ложные ера- 5 батыванияПри обрыве линии связи блок 11 контроля линии связи сигнализирует об ее обрыве. При отключении питания

5

0

от устройства происходит разблокирование запоминающего блока 10. Запуск устройства производится после устранения причины аварии путем подачи питания.

Формула изобретени

Устройство контроля пламени, со- держащее последовательно соединенны фотоэлектрический преобразователь, разделительную емкость, усилитель- формирователь и формирователь импулсов, выход которого подключен к сбр сывающему входу первого счетчика, счетный вход которого соединен с ге

подключен

нератором импульсов, второй счетчик со счетным и сбрасывающим входами, сумматор со счетным и сбрасывающим входами, соединенньгй с запоминающим блоком, и блок контроля линии связи, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно содержит элемент ЗАПРЕТ, причем входы элемента ЗАПРЕТ соединены с выходами первого и второго счетчиков, выход - со сбрасывающим входом сумма тора, счетный вход которого вместе со счетным входом второго счетчика

к генератору, а сбрасьшаю- щий вход второго счетчика соединен с выходом формирователя импульсов.

Изобретение позволяет повысить надежность устр-ва. Устр-во содержит фотоэлектрический преобразователь 1, разделительную емкость 2, усилитель-, формирователь 3, формирователь 4 импульсов, счетчики 5, 6, генератор 7 импульсов, элемент ЗАПРЕТ 8, сумматор 9, запоминающий блок 10, блок 11 контроля линии связи. Входы элемента ЗАПРЕТ соединены с вьгходами счетчиков, выход т со сбрасывающим входом сумматора, счетный вход которого со счетным входом счетчика 6 подключен к генератору, а сбрасывающий вход этого счетчика соединен с выходом формирователя 4. При нормальном режи ме горения схема работает так, что импульсами заполняется только счетчик 5, и на его выходе с частотой пульсации пламени появляется сигнал логическая 1. В результате на выходе сумматора 9 и на выходе блока 10 появляется сигнал логический О, что свидетельствует о наличии пламе ни. При его отрыве от горелки или при исчезновении частота; пульсаций пламени либо возрастает, либо прекращается формирование импульсов и поступление их на сбрасьтающие входы счетчиков. В обоих случаях устройство работает так, что на выходе сумматора 9 появляется сигнал логическая 1, который переводит блок 10 в состояние, соответствующее аварийном, му режиму, и блокирует его. В системе предусмотрено исключение ложных срабатьшаний. 1 ил.. (Л