Устройство контроля качества горения Советский патент 1977 года по МПК F23N5/12 

1

Изобретение касается контроля и регулирования процесса горения.

Известно устройство контроля процесса горения, содержащее датчик, устройство подачи постоянного напряжения в цепь контроля пламени, считывающее устр01аетво, цифровой преобразователь и усилитель переменного тока 1.

Однако оно не позволяет/обеспечить высокую точность регулирования, помехозащищенность и надежностьгконтроля процесса горения.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности 5шляется устройств контроля степени сгорания компонентов горючей смеси, содержащее датчик, входное устройство, детектор, усилитель и измеритель

2.

Недостатками этого устройства явлхпются малая точность измерения,помехонезащшденность и отсутствие возможности осуществления контроля наличия пламени

Целью изобретения является повыщение точности измерения оптимального коэффициента аэрации и одновременное осуществлюние контроля качества горения и наличия пламени.

Это достигается тем, что между датчиком и генератором включен каскад согласования, один из выходов которого связан через полосовой фильтр со входом детектора прямой проводимости, один выход которого подключен к регулятору уровня выходного сигнала, соединенного с каскадом согласования, а другой выход детектора прямой проводимости соединен со входом усилителя низкой частоты, выход которого через каскад частотного преобразователя и выпрямитель соединен с сумматором, к которому подключен через полосовой усилитель и детектор другой выход каскада согласования, а к. выходу сумматора подключен индикатор качества горения. К выходу полосового фильтра дополнительно подключен детектор обратной проводимости, выход которого вместе с выходом детектора прямой проводимости подключен к выходному реле.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - характеристики зоны горения (а - суммарная, 8 - пул сационная, 6 - известная). Устройство состоит из центрального элек трода 1, горелки 2, генератора 3 несущей частоты, каскада 4 согласования, регулятора 5 уровня выходного сигнала, полосового фильтра 6, детектора обратной 7 и прямой проводимости 8, индикатора горения 9 (выходное реле), полосового усилителя Ю, выпрямителя 11, усилителя 12 низкой частоты, каскада 13 частотного преобразования, выпрямителя 14, сумматора 15 и индикатора 16 качества горения. Генератор несущей частоты, стабилизированный по частоте и амплитуде, подключен к электроду 1 и входу каскада согласования 4. Каскад согласования 4 содержит эталонное постоянное и управляемое переменные сопротивления, включенные между собой последовательно и составляющие общее выходное сопротивления каскада согласования и катодный повторитель, входом которого является указанное сопротивление. Каскад согласования служит для согласования входного сопро тивления устройства с прямым сопротивле- нием зоны горения. Причем сопротивление входа каскада согласования 4 включено между выходом генератора 3 и электродом, подклю ченным к корпусу горелки 2 таким образом. что зона проводимости пламени и выход каскада 4 включены последовательно. Регулятор 5 уровня выходного сигнала служит для регулирования величины выходного сигнала каскада 4., Полосовой фильтр 6 обеспечивает полосу пропускания, равную частоте генератора 3, модулированную зоной горения. Детекторы обратной и прямой прово димости (7 и 8) детектируют переменную составляющую генератора 3, промодулирован ную зоной горения и прошедщую через полоссвой фильтр 6. Индикатор горения является двухобмоточным поляризованным реле 9 обмотки которого подключены к выходам детекторов 7 и 8 таким образом, что магнитные поля, создаваемые обмотками при подаче на них постоянного сигнала, взаимовычитаются и только в случае, когда сигна детектора 8 больше сигнала детектора 7, происходит его срабатывание и выдается сиг нал о наличии процесса горения. Полосовой усилитель 10, подключенный своим входом к эталонному сопротивлению каскада согласования 4, служит для усиления сигнала несущей частоты, пропорционал ного току, протекающему через входное согфотивление каскада согласования 4. Выход полосового усилителя соединен с выпрямителем 11, выходное напряжение которого пропорционально изменению тока входной цепи данного устройства. Детектор прямой проводимости 8 подключен к входу усилителя 12, выход которого подключен ко входу каскада 13 частотного преобразователя, служащего для изменения закона преобразования амплитуд частот выходного сигнала усилителя 12 в зависимости от изменения их частоты. Выпрямитель 14, подключенный к выходу каскада 13, позволяет получить на выходе сигнал, пропорциональный амплитуде и частоте модулируемого зоной горения сигнала, продетектированного в детекторе прямой проводимости 8, усиленного в усилителе 12 и преобразованного в каскаде частотного преобразователя 13. Выпрямители 11 и 14 соединены с сумматором 15, в котором происходит сложение амлитуд поступающих сигналов, сумма которых подается на индикатор качества горения 16. Работа устройства заключается в следующем. В процессе изменения производительности горелки 2 и соотношения компонентов сжигаемой смеси изменяется проводимость зоны горения и интенсивность ее пульсаций. К зоне горения через датчик 1 каскад согласования 4 и корпус горелки 2 с выхода генератора 3 подводится переменный электрический сигнал. При изменении характеристик зоны горения происходит изменение тока протекающего через зону горения и его пульса- ций, что приводит к изменению сигнала, поступающего на вход каскада согласования 4. Величина сигнала, снимаемого с каскада согласования, в значительной степени зависит от величины его входного сопротивления. Оптимальное измерение достигается в том случае, когда сопротивление входа каскада 4 равно прямому сопротивлению зоны горения. Учитывая то, что при измерении производи- тельности, химического состава, вида сжигаемого топлива и соотношения компонентов сопротивление зоны горения может изменяться на 1-2 порядка, входное сопротивление каскада 4 составлено из управляемого переменного и эталонного постоянного сопротивления (которое на несколько порял ков меньше максимального значения переменного), что позволяет согласовывать сопротивление входа устройства с прямым сопротивлением зоны горения. Сигнал, снимаемый с катодного повторителя каскада 4, подается на полосовой фильтр 6 для фильтрации от поступающих на вход устройства промышленных помех. Отфильтрованный сигнал подается на детектирование в детектор обратной 7 и прямой проводимости 8, на выходе которых .получаются постоянные, пропорциональные прямой и обратной проводимости зоны горения и модулированные зоной горения ниэкочастотные сигналы. Сигналы постоянных составляющих детекторов 7 и 8 подаются на обмотки поляризованного реле 9, которое сра батывает только в случае, когда постоянная со тавляющая детектора 8 больше составляющей детектора 7. Постоянная составляющая д&тектора 8 подается в регулятор 5 уровня выходного сигнала каскада согласования 4, где он сравнивается с эталонным сигналом и при разбалансе вырабатывает сигнал на управление входным переменным сопротивлением каскада 4. Низкочастотный сигнал, сн№ маемый с детектора 8, подается на вход усЕ лителя 12, к выходу которого подключен каскад 13 частотного преобразователя. Каскад 13 преобразует спектр частот таким о&разом, что амплитуда каждой из частот функционально зависит от собственной частоты и закон преобразования может быть изменен в зависимости от диапазона и спектра частот, модулируемых зоной горения. Сигнал каскада 13 поступает в выпрямитель 14, вы ход которого подается в сумматор 15. Сигнал несущей частоты, пропорциональный току зоны горения, снимается с эталонного сопротивления каскада 4 и подается на усиление в полосовой усилитель 10, выходной сигнал которого выпрямляется в выпрямителе 11 и подается на вход сумматора 15. В сумматоре сигналы, поступающие с выпрямителей 11 и 14, складываются, и их суле му подают на индикатор 16, по уровню сиг нала которого судят о качестве процесса горения. Предложенное устройство отличается высокой точностью контроля качества сжигания обусловленной измерением суммы интегральной и пульсационной характеристик зоны горения, его можно использовать при сжигании газообразных, жидких и пыле-угольных видов топлив, возможен также одновременный контроль наличия процесса горения. Экономический эффект при внедрении уст ройства определяется экономией топлива и повыщением безопасности эксплуатации теплоэнергетических . Формула изобретения 1.Устройство контроля качества горения, содержащее датчик, связанный с генератором, усилитель, подключенный к детектору и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения оптимального коэффициента аэрации, между датчиком и генератором включен каскад согласования, один из выходов которого связан через полосовой фильтр со входом детектора прямой проводимости, один выход которого подключен к регулятору уровня выходного сигнала, соединенного с .каскадом согласования, а другой выход детектора прямой проводимости соединен со входом усилителя низкой частоты, выход которого через каскад частотного преобразователя и выпрямитель соединен с сумматором, к которому подключен через полосовой усилитель и детектор другой выход каскада согласования, а к выходу сумматора подключен индикатор качества горения. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью одновременного осуществления контроля наличия пламени, к выходу полосового фильтра дополнительно подключен детектор обратной проводимости, выход которого вместе с выходом детектора прямой проводимости подключен к выходному реле. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент Японии № 48-3452, F 23 N /67 А 9/, 1973 (аналог), 2.Патент Японии № 46-24101, F 23 М /67 А 9/, 1971 (прототип).