201993. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés szelektív lángellenőrzésére többégős tüzelőberendezésekben
HU 201993 B A találmány tárgya kapcsolási elrendezés szelektív lángellenőrzésre szilárd, folyékony vagy gáznemű tüzelőanyagok elégetésére szolgáló többégős tüzelőberendezésekben, amely kapcsolási elrendezés optoelektronikus érzékelőegységből, valamint elektronikus kiértékelő egységből és kapcsolóegységből áll, ahol az optoelektronikus érzékelőegység optoelektronikus érzékelőeleme kondenzátoron keresztül impulzusformálóval van összekötve. A többégős tüzelőberendezéseket egy sor egyedi égővel üzemeltetik, amelyek közös égésteret sugároznak be. A szelektív lángellenőrzés sajátságos feladata ezeknél a berendezéseknél abban van, hogy az egyes égők állapotát egymástól különválasztva kell ellenőrizni, vagyis a többi égő „láng van” vagy „láng nincs” állapotától függetlenül kell érzékelniük, hogy lángkiesés esetén veszélyes tüzelőanyag-koncentrációk létrejöttének megakadályozása érdekében a tüzelőanyag-beadagolást az adott égő számára azonnal leállítsák. Itt problémáként jelentkezik az, hogy a lángellenőrzésre felhasznált érzékelőelemek „idegen” jeleket, azaz zavarjeleket is érzékelnek, amelyek a láng kialvása után árnyfoltképződés révén a tűztérben levő, még izzó részeken jönnek létre (háttérsugárzás), illetve a mindenkor vizsgált égőhöz társított érzékelőnek a szomszédos égők lángvégei által történő besugárzása miatt keletkeznek. Annak megakadályozására, hogy ezek az idegen jelek lángkimaradás esetén továbbkerüljenek és „láng van” állapotként kerüljenek kiértékelésre (lángszimulálás), különleges intézkedések szükségesek. Ennek során azt a tényt használják ki, hogy az égés során zajló reakciók következményeként a láng egy, a sugárzási intenzitás középértéke körül ingadozó, impultusszerű sugárzási hányadot bocsát ki, amely a láng útja mentén az egymást követő impulzusok impulzussorának (lobogási frekvencia) tekintetében különböző értékkel jellemezhető. Gyakorlatilag a láng magjából kisugárzott jelek a láng más szakaszaihoz és a háttérsugárzáshoz képest lényegesen nagyobb frekvenciával, ugyanakkor kisebb amplitúdóval rendelkeznek. A szelektív lángellenőrzés általában úgy történik, hogy az érzékelőelemet az ellenőrzendő égőláng meghatározott lángszakaszára irányítják, amely ily módon csak egy a láng meglétére jellemző, korlátozott lobogási frekvenciatartományt érzékel. A nehézséget az jelenti, hogy a kisfrekvenciájú tartományba eső, viszonylag nagy amplitúdóértékű idegen jeleket „láng nincs” állapot esetén, illetve az efeletti frekvenciatartományú, viszonylag kis amplitúdóértékű hasznos jeleket „láng van” állapot esetén biztosan, egyértelműen és kis megszólalási (működési) idővel kell tudni megkülönböztetni egymástól. Az eddig ismert kapcsolási elrendezésekben - amelyek a láng sugárzását egy optoelektronikus érzékelő segítségével villamos leképezési jellé alakítják és további feldolgozásra a megfelelően előkészített váltakozó jelet egy kiérzékelő berendezésbe vezetik, amely a láng meglétét jelző jelét a folyamatszabályozás rendelkezésére bocsátja - a kisfrekvenciájú idegen jeleket a jel útjába iktatott speciális analóg szűrők révén nyomják el, amint az például a DE-OS 2 413 482 és 2 611763 lajstromszámú köz-1 rebocsátási iratokból megismerhető. Ezeknek a kapcsolási elrendezéseknek az a hátránya, hogy a szűrőkkel elérhető meredekséget a rövid megszólalási idők iránti, biztonsági okokból fennálló követelmény korlátozza és ezáltal behatárolódik a hasznosítható áteresztési tartomány is, miáltal korlátozódhat a tüzelőberendezés kihasználhatósága és nő az indokolatlan zavarlekapcsolások gyakorisága. A DE-OS 3 024 013 lajtromszámú közrebocsátási irat szerinti kapcsolási elrendezés digitális jelfeldolgozás segítségével teszi lehetővé lángjelek előállítását. Ennél a megoldásnál az érzékelőelem által érzékelt jeleket először egy digitális jelszintre alakítják át és a kimeneti impulzusokat folyamatosan számolják. Egy állandóan együttfutó időablakban megjelenő impulzusok számából a láng meglétére következtetnek. Ennél a megoldásnál jelentős hátrányt jelent a nagy kapcsolástechnikai és működtetési ráfordítás a jelek kiértékeléséhez és az egész rendszer önellenőrzéséhez szükséges járulékos intézkedések végrehajtásához, amelyek a rendszer megbízhatóságát, hiba elleni védettségét növelik. A találmány által megoldandó feladat az említett hátrányok kiküszöbölése és olyan kapcsolási elrendezés létrehozása szelektív lángellenőrzésre szilárd, folyékony vagy gáznemű tüzelőanyagok elégetésére szolgáló többégős tüzelőberendezésekben, amely egyszerű kapcsolástechnikai eszközökkel és csekély alkatrészráfordítással magasszintű szelektivitást valósít meg rövid megszólalási (működési) idők mellett, csökkenti a zavarjelek által előidézett indokolatlan lekapcsolások számát és ezáltal megbízható alkalmazhatóságot és lángszimulálás elleni biztonságot garantál. A kitűzött feladatot a találmány értelmében azáltal oldottuk meg, hogy impulzusformáló kimenete első újraindítható monostabil multivibrátorra, ennek kimenete pedig inverterre, valamint ÉS-kapu első bemenetére van csatlakoztatva, az inverterrel egy további monostabil multivibrátor van sorba kapcsolva, amely kimenetével az ÉS-kapu második bemenetére csatlakozik, míg az ÉS-kapu kimenete második újraindítható monostabil multivibrátorral van összekötve, amely a kapcsolóegységet vezérli. Előnyös, ha a fenti megoldásnál az első újraindítható monostabil multivibrátor tM10 tartóideje a kívánt áteresztési tartomány fbo felső frekvenciahatárára a 1 lM10 =----------------foo összefüggés alapján, míg a további inverterrel sorba kötött monostabil multivibrátor tM20 tartóideje a kívánt áteresztési tartomány fou alsó frekvenciahatárára a 1 tM20 =-----tM10 ÍDU összefüggés szerint van beállítva. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
