Dispositivo para detectar la presencia de una llama.

Dispositivo para detectar la presencia de una llama con un tubo ultravioleta,

que se puede alimentar con una tensión continua mediante una resistencia de funcionamiento y en el que están previstos al menos dos tubos ultravioletas (1, 2), dispuestos de manera que presentan esencialmente el mismo campo de visión, y un control, caracterizado por que el control está configurado de manera que los dos tubos ultravioletas (1, 2) se pueden conectar y desconectar sucesivamente con un espacio de tiempo predefinido dentro de un intervalo de tiempo predeterminado, de manera que los tubos ultravioletas (1, 2) están conectados durante un período de tiempo predeterminable, siendo posible registrar la cantidad de impulsos recibidos de cada tubo ultravioleta (1, 2) y compararla una con otra, pudiéndose conectar el ánodo del respectivo tubo ultravioleta (1, 2) al potencial de tierra entre la desconexión y la conexión de los tubos ultravioletas (1, 2) con el fin de absorber una ionización en la zona de descarga.

Dispositivo para detectar la presencia de una llama La invención se refiere a un dispositivo para detectar la presencia de una llama y a un procedimiento para detectar la presencia de una llama según el preámbulo de la reivindicación 1 o 13.

Los dispositivos para detectar la presencia de una llama se usan como controladores de llama en la supervisión de instalaciones de combustión y como detectores de llama en el campo de la prevención de incendios.

El objetivo de todo operador de instalaciones de combustión es mejorar el grado de eficiencia total de la combustión, reducir la emisión de sustancias contaminantes y monitorizar con seguridad el proceso de combustión en el marco de los avances tecnológicos en seguridad y de una disponibilidad óptima.

A fin de garantizar una monitorización segura se han previsto detectores de radiación que transforman las radiaciones en una magnitud eléctrica medible según una regularidad fija. Si no se alcanza un valor umbral fijable para la magnitud medida, se puede generar una señal de “llama apagada” y a continuación se puede desconectar el suministro de combustible por razones de seguridad.

En el caso de los detectores de radiación se establece una diferencia entre detectores fotoeléctricos y detectores térmicos que presentan distintas sensibilidades a la radiación y se usan de acuerdo a los parámetros a registrar en correspondencia con la tarea asignada.

Los detectores fotoeléctricos reaccionan a los cuantos de energía de una radiación y su sensibilidad espectral depende de la longitud de onda.

Los tubos ultravioletas se siguen usando como sensores de llama o controladores de llama para la monitorización de la llama en particular debido a su precio. Sin embargo, en el caso de estos componentes existe básicamente el problema de que se pueden producir los llamados “flashovers”. Sin radiación ultravioleta externa puede ocurrir una descarga luminosa que el sistema electrónico conectado a los tubos ultravioleta no puede diferenciar de una señal de llama normal.

Son conocidas varias soluciones para la detección y el procesamiento de los flashovers con fines de seguridad.

Del documento DE1256828A es conocido, por ejemplo, someter sólo periódicamente la célula fotoeléctrica a la radiación ultravioleta procedente de una llama al exponerse sólo periódicamente a la radiación un elemento sensible a la radiación ultravioleta a través de un disco perforado giratorio. Un flashover en el elemento sensible a la radiación ultravioleta se puede detectar mediante un circuito de monitorización, que presenta condensadores y transistores, en combinación con el disco perforado giratorio.

En principio, para la detección de un flashover se interrumpe periódicamente la radiación incidente mediante un mecanismo obturador. Si en esta fase oscura se originan otras descargas en el tubo, el sistema electrónico conectado al tubo ultravioleta lo detecta, es decir, se desconecta un relé de llama.

Un mecanismo obturador de configuración mecánica, que interrumpe periódicamente la radiación incidente, tiene una vida útil limitada debido al desgaste. Si se alargan los tiempos entre dos operaciones de cierre sucesivas del obturador mecánico, se reduce el gasto de circuito necesario para determinar el flashover entre ambas operaciones de cierre del obturador. Se debería realizar un diseño nuevo y seguro del elemento detector.

Si se reduce el tiempo entre dos operaciones de cierre sucesivas del mecanismo obturador, aumenta la seguridad de detección de un flashover, pero también se incrementa el desgaste mecánico en el mecanismo obturador. Además, las diferencias en el ajuste del obturador y, por ejemplo, la suciedad causada por la abrasión pueden provocar un fallo en la monitorización de la llama.

Del documento DE1293837A es conocido un dispositivo para monitorizar un generador de impulsos para fallos del tubo ultravioleta, que presenta un tubo ultravioleta y en el que un circuito de valor umbral en la salida del generador de impulsos está diseñado de manera que sólo responde a los impulsos que se producen al funcionar correctamente el tubo ultravioleta. En este caso se pueden asumir determinados valores y formas de señal que provocan una detección errónea de flashover o de radiación ajena.

El documento DE1955338B, que divulga el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 13, describe, como es conocido, el uso de dos células fotoeléctricas de radiación ultravioleta que monitorizan la misma llama y a las que están conectadas a continuación circuitos de relé compuestos de al menos dos relés. Los circuitos de relé presentan sólo un estado de conmutación que permite alimentar el combustible si la suma de las señales, o sea, una caída de tensión en una resistencia intercalada, de las células fotoeléctricas de radiación ultravioleta excede un valor determinado y la diferencia entre las dos caídas de tensión queda por debajo de un valor determinado. En este documento se describe que la detección de un flashover no es importante siempre que la segunda célula fotoeléctrica de radiación ultravioleta funcione correctamente. Esto es desventajoso para los quemadores que funcionan sin interrupción durante medio año o más, de modo que no se puede excluir el hecho de que ambas células fotoeléctricas de radiación ultravioleta estén sometidas al flashover durante este tiempo. El documento DE1955338B propone, por tanto, configurar un controlador de llama de radiación ultravioleta mediante una única célula fotoeléctrica de radiación ultravioleta y un canal conectado a continuación, sin usar elementos mecánicos. El flashover en una célula fotoeléctrica de radiación ultravioleta se detecta porque una descarga de gas constante en la resistencia intercalada genera una tensión continua que se usa como señal para el estado de fallo de la célula fotoeléctrica de radiación ultravioleta. A tal efecto resulta necesaria una radiación (ajena) .

Del documento DE2629321A1 es conocido un dispositivo para monitorizar la llama en quemadores de instalaciones de combustión, en el que un obturador de cristal líquido, controlable electrónicamente, está situado delante del sensor óptico de llama y a través de este obturador llega sólo la señal óptica de la llama al sensor de llama. Este obturador es controlado periódicamente del estado transparente al estado oscurecido. La señal de luz modulada del sensor de llama se evalúa mediante un filtro de frecuencia con el fin de monitorizar la llama. De este modo, el documento DE2629321A1 propone usar un obturador de cristal líquido, que no requiere componentes mecánicos (de precisión) , para el oscurecimiento del sensor de llama. En la práctica esta aplicación provoca una alta atenuación de la radiación ultravioleta y una insensibilidad que ya no es suficiente para los fines de medición deseados. A partir de lo expuesto anteriormente resulta evidente que se han propuesto varias soluciones para diseñar un dispositivo seguro para detectar la presencia de una llama y un procedimiento para detectar la presencia de una llama que detecta de manera fiable el flashover o un funcionamiento erróneo. Sin embargo, todas las soluciones propuestas tienen la desventaja de provocar un desgaste elevado y/o una construcción complicada de componentes mecánicos o circuitos electrónicos, haciéndose concesiones.

Por consiguiente, el objetivo de la invención es crear un dispositivo para detectar la presencia de una llama y un procedimiento para detectar la presencia de una llama que permiten detectar la presencia de una llama con un coste reducido y una larga vida útil en combinación con una seguridad de funcionamiento y una disponibilidad constantes.

Este objetivo se consigue mediante las características de la reivindicación 1 o 13.

Se crea así un dispositivo para detectar la presencia de una llama y un procedimiento para detectar la presencia de una llama, estando previstos al menos dos tubos ultravioletas dispuestos de manera que presentan esencialmente el mismo campo de visión. Es decir, con los tubos ultravioletas se puede monitorizar esencialmente la misma zona de la llama. Los tubos ultravioletas se pueden alimentar con una tensión continua mediante una resistencia de funcionamiento. Los dos tubos ultravioletas se pueden conectar y desconectar sucesivamente dentro de un intervalo de tiempo predeterminado mediante un control. Es decir, uno de los dos tubos ultravioletas se alimenta respectivamente con tensión continua, o sea, se conecta, mediante la resistencia de funcionamiento, mientras que el otro tubo ultravioleta está desconectado. Después de desconectarse el tubo ultravioleta, alimentado antes con tensión continua, se... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para detectar la presencia de una llama con un tubo ultravioleta, que se puede alimentar con una tensión continua mediante una resistencia de funcionamiento y en el que están previstos al menos dos tubos ultravioletas (1, 2) , dispuestos de manera que presentan esencialmente el mismo campo de visión, y un control, caracterizado por que el control está configurado de manera que los dos tubos ultravioletas (1, 2) se pueden conectar y desconectar sucesivamente con un espacio de tiempo predefinido dentro de un intervalo de tiempo predeterminado, de manera que los tubos ultravioletas (1, 2) están conectados durante un período de tiempo predeterminable, siendo posible registrar la cantidad de impulsos recibidos de cada tubo ultravioleta (1, 2) y compararla una con otra, pudiéndose conectar el ánodo del respectivo tubo ultravioleta (1, 2) al potencial de tierra entre la desconexión y la conexión de los tubos ultravioletas (1, 2) con el fin de absorber una ionización en la zona de descarga.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el período de tiempo predeterminable es igual para cada uno de los dos tubos ultravioletas (1, 2) .

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el intervalo de tiempo predeterminado es de un segundo.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la tensión continua es una tensión alta que se puede generar con una bomba de carga mediante un circuito en cascada (7) , en particular un circuito en cascada Villard.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el nivel de tensión continua para el funcionamiento de los tubos ultravioletas (1, 2) se puede preseleccionar mediante el control para una autocomprobación del tubo ultravioleta (1, 2) .

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la tensión continua para el funcionamiento de los tubos ultravioletas (1, 2) se incrementa por períodos de tiempo predeterminables para aumentar la sensibilidad de una autocomprobación del respectivo tubo ultravioleta (1, 2) .

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque un período de tiempo con tensión continua elevada para el funcionamiento de los tubos ultravioletas (1, 2) va seguido de un período de tiempo con tensión continua no elevada para el funcionamiento del otro tubo ultravioleta (1, 2) .

8. Dispositivo según la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque los períodos de tiempo con tensión continua elevada son periódicos para un tubo ultravioleta (1, 2) .

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los tubos ultravioletas (1, 2) se pueden orientar hacia la raíz de llama de la llama, que se va a monitorizar, mediante una unidad enclavable giratoria (4) .

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque los tubos ultravioletas (1, 2) se pueden fijar mediante conexiones enchufables con bloqueo seguro en la unidad (4) .

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el control está presente en forma de SMD.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el tiempo, en el que están conectados respectivamente los tubos ultravioletas (1, 2) , está en el intervalo de algunos milisegundos y el intervalo de tiempo es de un segundo aproximadamente.

13. Procedimiento para detectar la presencia de una llama con un tubo ultravioleta, que se puede alimentar con una tensión continua mediante una resistencia de funcionamiento y en el que están previstos al menos dos tubos ultravioletas (1, 2) dispuestos de manera que presentan esencialmente el mismo campo de visión, caracterizado porque los dos tubos ultravioletas (1, 2) se pueden conectar y desconectar sucesivamente con un espacio de tiempo predefinido dentro de un intervalo de tiempo predeterminado, de manera que los tubos ultravioletas (1, 2) están conectados durante un período de tiempo predeterminable, siendo posible contar la cantidad de impulsos recibidos de cada tubo ultravioleta (1, 2) y compararla una con otra, conectándose el ánodo del respectivo tubo ultravioleta (1, 2) al potencial de tierra entre la desconexión y la conexión de los tubos ultravioletas (1, 2) con el fin de absorber una ionización en la zona de descarga.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque la conexión de los tubos ultravioletas (1, 2) y el conteo y la comparación de los impulsos, así como la conexión del ánodo al potencial de tierra se ejecutan de manera periódica y continua.

15. Procedimiento según la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque el procedimiento se ejecuta ininterrumpidamente.