Устройство контроля пламени

 

Изобретение относится к автомати.- зации процессов горения и может быть использовано для контроля наличия пламени мазутных и газовых горелок обжиговых машин обогатительных фабрик. а также для контроля факела во вращаюш,ихся печах, в котельных установках тепловых электростанций и в др. установках . Целью изобретения является расширение диапазона чувствительности устр-ва путем применения в качестве детектора пламени низкочастотного индикатора-счетчика ультрафиолетового излучения и повышение надежности. Устр-во контроля пламени с использованием низкочастотного индикаторасчетчика ультрафиолетового излучения, источника питания и шторки с электромагнитным приводом предусматривает изменение чувствительности за счет изменения скважности импульсного источника питания. Оно содержит также канал контроля пламени в аналоговом и цифровом вариантах и канал самоконтроля, предусматривающий раздельный контроль функционирования при закрытой и открытой шторке. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 F 23 N 5 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3861927/24-06 (22) 25.02.85 (46) 23.01.87. Бюл. № 3 (71) Новосибирское отделение Государственного проектного института «Электропроект» и Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения Производственного объединения «Уралмаш» (72) Н. Д. Буренко, М. Э. Безызвестных, Е. Н. Сыромятников, Л. М. Мел ентьев и М. Л. Коган (53) 621.182.3 (088.8) (56) Фотоэлектрическое реле контроля горения D — ИЪ 460, Hamburg, 1981. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПЛАМЕНИ (57) Изобретение относится к автомати.зации процессов горения и может быть использовано для контроля наличия пламени мазутных и газовых горелок обжиговых машин обогатительных фабрик, „„SU„„1285273 а также для контроля факела во вращающихся печах, в котельных установках тепловых электростанций и в др. установках. Целью изобретения является расширение диапазона чувствительности устр-ва путем применения в качестве детектора пламени низкочастотного индикатора-счетчика ультрафиолетового излучения и повышение надежности. Устр-во контроля пламени с использованием низкочастотного индикаторасчетчика ультрафиолетового излучения, источника питания и шторки с электромагнитным приводом предусматривает изменение чувствительности за счет изменения скважности импульсного источника питания.

Оно содержит также канал контроля пламени в аналоговом и цифровом вариантах и канал самоконтроля, предусматриваю- Ж щий раздельный контроль функционирования при закрытой и открытой шторке. 1 з. п. Ц ф ф-лы, 2 ил. С::

1285273

Изобретение относится к автоматизации процессов горения, а именно к устройствам контроля наличия пламени мазутных и газовых горелок обжиговых машин, и может использоваться для контроля факела во вращающихся печах цементного производства, в котельных установках тепловых электростанций и в других установках, использующих мазутные и газовые горелки.

Целью изобретения является расширение диапазона чувствительности устройства при применении в качестве детектора пламени низкочастотного индикатора-счетчика ультрафиолетового излучения, а также повышение надежности устройства.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 — схема того же устройства с элементами блока контроля пламени, выполненными в цифровом виде.

Устройство содержит низкочастотный индикатор-счетчик 1 ультрафиолетового излучения, включенный на выход индикаторасчетчика 1, нормирующий усилитель 2, импульсный источник 3 питания индикаторасчетчика с регулируемой скважностью, переключатель 4 скважности источника 3, выполняющий функцию переключения диапазона чувствительности, шторку 5 с электромагнитом 6 для периодического прерывания светового потока от пламени на индикатор-счетчик 1 и генератор 7 прямоугольных импульсов питания электромагнита 6 шторки. Устройство содержит также канал контроля пламени, включающий аналоговый ключ 8, управляющий вход которого соединен с выходом генератора 7, а информационный — с выходом усилителя 2, интегрирующий фильтр 9, вход которого соединен с выходом аналогового ключа 8, измеритель 10 интенсивности пламени и элемент 11 сравнения с задатчиком 12 пороra срабатывания, включенные на выход интегрирующего фильтра 9, и последовательно включенные на выход элемента 11 релейный элемент 13 с регулируемой с помощью задатчика 14 задержкой на„отключение и реле 15 контроля пламени.

Устройство содержит канал самоконтроля, включающий инвертор 16, подключенный на выход генератора 7, двухвходовые элементы И 17 и 18, первые входы которых соединены с выходом нормирующего усилителя 2, а вторые — соответственно с выходом генератора 7 и с выходом инвертора 16, а также формирователи 19 и 20 импульсов, входы которых соединены соответственно с выходом генератора 7 и инвертора 16.

Канал самоконтроля содержит также счетчики 21 и 22, счетные входы которых подключены соответственно к элементам 17 и 18, а входы сброса — к формирователям 19 и 20, два цифровых элемента 23 и 24 сравнения, у которых первые входы соединены с выходами счетчиков 21

10 !

55 и 22, вторые входы элементов 23 и 24 соединены с шинами питания «Плюс» и «Минус» в соответствии с кодами заданных уставок элементов 23 и 24 сравнения, третий и четвертый элементы совпадения И 25 и 26, первые входы которых соединены с выходами элементов 23 и 24 сравнения, а вторые — соответственно с выходами генератора 7 прямоугольных импульсов и инвертора 16, элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 27, входы которого соединены с выходами элементов И 25 и 26, включенные последовательно на выход элемента 27, элемент 28 задержки на включение, релейный элемент 29 с регулируемой с помощью задатчика 30 задержкой на отключение и реле 31 самоконтроля, образующее выходную цепь канала самоконтроля.

Канал контроля пламени (фиг. 2) при выполнении егО элементов в цифровом виде содержит регистр 32 памяти, информационный вход которого подключен к выходу элемента 21, а вход записи — к выходу формирователя 20, цифровой измеритель

10 интенсивности пламени и цифровой элемент 11 сравнения, входы которых подключены к выходам регистра 32, цифровой задатчик 12 уровня, подключенный к второму входу элемента ll, и последовательно включенные на выход элемента 11 релейный элемент 13 с регулируемой с помощью задатчика 14 выдержкой времени отключения и реле 15 контроля пламени.

Устройство контроля пламени работает следующим образом.

В исходном состоянии электромагнит 6 шторки невозбужден, шторка перекрывает путь световому потоку, а выходные реле наличия пламени и самоконтроля отключены.

При включении питания запускается генератор 7 прямоугольных импульсов и электромагнит 6 начинает периодически открывать шторку 5. При наличии пламени световой поток (обозначенный на фиг. 1 и 2 стрелками) через открытую шторку 5 воздействует на индикатор-счетчик 1 ультрафиолетового излучения. В результаье этого индикатор-счетчик 1 генерирует импульсы, количество которых за единицу времени пропорционально интенсивности ультрафиолетового излучения пламени. Импульсы с частотой следования; пропорциональной интенсивности пламени, нормируются по амплитуде и длительности усилителем 2 и поступают на элементы каналов контроля пламени и самоконтроля.

При первой настройке устройства переключателем 4, воздействуя на скважность импульсов источника 3 питания, следует установить требуемый диапазон чувствительноети, исходя из того, что при высокой интенсивности пламени интервал времени, в течение которого индикатор-счетчик 1 может реагировать на ультрафиолетовое излучение, должен уменьшаться, а при низком — уве1285273 личиваться. Поэтому следует так подобрать величину скважности импульсов источника 3, чтобы при наибольшей фактической интенсивности пламени-счетчик 1 выдавал за единицу времени наибольшее допустимое число иимпульсов, о чем следуеет убедиться по показанию измерителя 10.

Работа первого (аналогового) варианта канала контроля пламени (фиг. 1).

Импульсы с выхода усилителя 2 при открытых шторке и аналоговом ключе 8 подаются на интегрирующий фильтр 9, выделяющий напряжение постоянного тока, пропорциональное частоте следования импульсов. Напряжение на выходе интегрирующего фильтра 9 измеряется измерителем 10 с высокоомным входом и сравнивается с опорным напряжением, задаваемым задатчиком 12, в элементе 11 сравнения, имеющем также высокоомный вход. Так как нагрузка на интегрирующий фильтр

9 высокоомная и на время закрытой шторки отключается от выхода усилителя 2, то интегрирующий фильтр 9 ведет себя как аналоговая память, сохраняя при закрытой шторке практически неизменным значение напряжения, полученное к моменту ее закрытия.

При настройке элемента 11 задатчиком !

2 подбирается такое значение порога срабатывания по напряжению, которое соответствует достаточной интенсивности пламени и позволяет отстроиться от излучения искры запальника и пламени встречной горелки.

При достаточной интенсивности пламени выходной сигнал элемента 11 сравнения подается на релейный элемент 13, включающий реле 15 контроля пламени. Таким образом, реле контроля пламени в рабочем диапазоне интенсивности пламени всегда включено. Отключение реле 15 контроля пламени при снижении интенсивности пламени ниже допустимого уровня производится с задержкой, устанавливаемой задатчиком 14, исходя из технологических требований об ьекта.

Работа канала самоконтроля.

При открьггой шторке 5 импульсы от индикатора-счетчика 1 через усилитель 2 и элемент И 17 подаются на счетный вход счетчика 21 и подсчитываются последним. В момент закрывания шторки формирователь 20 выдает сигнал на сброс счетчика 22, а число, записанное в счетчике 21, сравнивается в элементе 23 с уставкой, соответствующей, самому нижнему уровню наличия пламени,при котором предусматривается начало работы канала самоконтроля.

Если число, записанное в счетчике, болыце уставки, то с выхода элемента 23 сравнения выдается сигнал логической «1», который через открытый в данный момент элемент И 25 поступает на первый вход элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 27, вызывая

55 при нуле на втором входе появление на его выходе также единичного сигнала.

При закрытой шторке на выходе индикатора-счетчика 1 возможна генерация единичных импульсов темнового фона и единичных импульсов помехи, которые через усилитель 2 и элемент И 18 поступают на счетный вход счетчика 22. В момент открывания шторки формирователь 19 выдает импульсный сигнал на вход сброса счетчика 21, подготавливая его к новому циклу счета, и одновременно число, насчитанное в счетчике 22, подается на вход элемента 24 сравнения, где сравнивается с уставкой, соответствующей максимально допустимому уровню сигнала темнового фона и помехи. Если число, записанное в счетчике 22, меньше уставки. то на входе элемента 24 возникает сигнал логической «1», который через открытый в данный момент элемент И 26 поступает на второй вход элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 27. Возможные колебания выходного сигнала на элементе 27 в момент переключения входных сигналов устраняются при необходимости

PC-фильтром, который может быть подключен на выход этого элемента.

Если на выходе элемента 23 сравнения при закрытой шторке или на выходе элемента 24 сравнения при открытой шторке вместо сигнала единичного уровня будет получен сигнал нулевого уровня, что свидетельствует о наличии неисправности в измерительной части устройства или в элементах, предшествующих элементам сравнения канала самоконтроля, то на выходе элемента 27 будет присутствовать пульсирующий с частотой шторки сигнал «1» ——

«О» или будет нулевой уровень сигнала.

Чтобы при пульсирующем сигнале релейный элемент 29 не срабатывал, введен элемент 28 задержки на включение. Выдержка времени включения этого элемента принимается несколько больше длительности полупериода частоты генератора 7 с тем, чтобы при пульсирующем сигнале с элемента 27 на выходе элемента 28 единичный уровень сигнала не появлялся.

При нормальной работе устройства выходной сигнал с элемента 27 вызывает единичный сигнал на выходе элемента 16 задержки на включение, а затем и на выходе релейного элемента 17, который с выдержкой времени включает реле 19 самоконтроля.

Кроме первого варианта канала контроля пламени возможен второй вариант (фиг. 2), содержащий преимущественно цифровые элементы. В регистре 32 памяти информация заносится с выхода элемента 21 при наличии сигнала на входе «Запись», получаемого от формирователя 20 в момент закрывания шторки 5. Эта информация, характеризующая интенсивность пламени, отображается указателем !О и подается на цифровой

1285273 элемент 11 сравнения, уставка которого задается цифровым задатчиком 12. Выходные элементы канала 13 — 15 функционируют аналогично соответствующим элементам в первом варианте.

Формула изобретения

1. Устройство контроля пламени, содержащее последовательно соединенные индикатор-счетчик ультрафиолетового излучения пламени и нормирующий усилитель, и измеритель интенсивности пламени, переключатель диапазонов чувствительности, шторку с электромагнитом, перекрывающую поток излучения пл амени при обесточенном электромагните, генератор прямоугольных импульсов питания электромагнита шторки, и каналы контроля пламени и самоконтроля, включающие релейные элементы с регулируемыми задержками времени отключения и соединенные с ними соответственно задатчики задержки времени отключения, реле контроля пламени и реле самоконтроля, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона чувствительности и повышения надежности, оно дополнительно содержит импульсный источник питания индикатора-счетчика с регулируемой скважностью импульсов, выход которого соединен с переключателем диапазонов чувствительности, канал контроля пламени дополнительно содержит ключ, вход которого соединен с выходом нормирующего усилителя, а управляющий вход — с генератором прямоугольных импульсов, интегрирующий фильтр, вход которого соединен с выходом ключа, а выход -- с измерителем интенсивности, элемент сравнения, вход которого соединен с выходом интегрирующего фильтра, а выход — с входом релейного элемента, и задатчик порога срабатывания, соединенный с вторым входом элемента сравнения, а канал самоконтроля

5 дополнительно содержит инвертор, вход которого соединен с выходом генератора, два элемента И, первые входы которых соединены с выходом нормирующего усилителя, второй вход первого элемента И соединен с выходом генератора, а второй вход

10 второго элемента И вЂ” с выходом инвертора, два формирователя импульсов, входы которых соединены с выходами генератора и инвертора, два счетчика, счетные входы которых соединены с выходами первого

15 и второго элементов И, а входы сброса— с выходами инверторов. два элемента сравне ния, входы которых соединены с выходами счетчиков, третий и четвертый элементы И, входы которых соединены с выходами счетчиков, а вторые входы — с выходом генератора и инвертора соответственно, логический элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого элементов И, и элемент задержки времени на включение, вход которого соединен с выходом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, а выход — с входом релейного элемента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что элемент сравнения канала контроля пламени выполнен с регистром памяти на входе, информационный вход которого соединен с выходом первого счетчика самоконтроля, вход записи — с выходом второго формирователя импульсов, причем измеритель интенсивности, задатчик порога срабатывания и элемент сравнения канала контроля пламени выполнены цифровыми.

1285273

Фиг. 2

Составитель А. Зосимов

Редактор В. Иванова Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 7584 41 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР fto делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4