DE1909029A1

DE1909029A1 - Flammenueberwachungsvorrichtung zur Anzeige des Zustandes einer Brennerflamme bei Vorhandensein mehrerer Brennerflammen in einer Feuerung

Info

Publication number: DE1909029A1
Application number: DE19691909029
Authority: DE
Inventors: Bloice John Anthony
Original assignee: Memco Ltd
Current assignee: Memco Ltd
Priority date: 1968-02-22
Filing date: 1969-02-22
Publication date: 1970-01-22
Also published as: SE340857B; FI50458B; JPS4829891B1; CA930446A; NL6902862A; FI50458C; CS172306B2; BE728782A; US3613062A; GB1214521A; FR2002416A1

Description

Dlpl.-Ing. H. B. KAHLEJR* ·.' Dr..-Ing.:W, STARK

It·· · ·

PAT E NTA N WA LT E Krefeld ■ Moerser Straße 14O · Fernruf (O 21 51) 2 OU- 69

Datum:

10. FEB. M9

Unser Zeichen: In dir Antwort bin. ong»bM ^. [Jg 69 024 Ihr Zeichen:

MEMCO LIMITED, 292 Worton Road, Isleworth, Middlesex, Großbritannien

Flammenüberwachungsvorrichtung zur Anzeige des Zustandes einer Brennerflamme bei Vorhandensein mehrerer Brennerflammen in einer Feuerung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flammenüberwachungsvorrichtung zur Anzeige des Zustandes einer Brennerflamme bei Vorhandensein weiterer Brennerflammen in einer Feuerung; Ziel der Erfindung ist im wesentlichen die Schaffung einer über einen möglichst weiten Intensitätsbereich der Brennerfiaiüüie zuverlässig arbeitenden derartigen Vorrichtung, wobei insbesondere die Möglichkeit ausgeschaltet werden soll, daß das Erlöschen einer bestimmten Brennerflamme infolge des übeideckungseffektes der üiaohbarflammen nicht bemerkt wird.

Ji¹UX' die in den Feuerungen neuzeitlicher Dampferzeugungsanlagen und dgl. angeordneten Brennerflammen ist in zunehmendem Maße eine individuelle Überwachung der EinzeIf»lammen erforderlich, so daß für den Fall, daß eine der Brennerflammen flackert oder erlischt, unverzüglich ein Warnsignal für das

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Bedienungspersonal ge/eben-wird. Zur individuellen Überv/achung der Brennerflammen sind bereits eine Anzahl von 7orriehtungen begannt geworden. Alle diese bekannten Vorrichtungen weisen jedoch im praktischen Betrieb Nachteile auf, insbesondere ist keine der bekannten Vorrichtungen für die Überwachung eines weiten Intensitätsbereiches der Brennen'la ame geeignet. Außerdem versagen diese bekannten Vorrichtungen bei äer -JbGXVa churig von Brennerxlammen in einer feuerung, in der entgegeiijesetatangeordnete und gerichtete brenner vorgesehen sind, iiie Verwendung von jeweils gegenäberxiegencen B-re^üiern i'inäet jedoch in zunehmendem I-la.Be iilclang. As handelt sich hier- a3 eine j?euerungstechnik, bei der die Brenner paarweise gegenüberliegend mit aufeinander zuweisenden Brennzoneii arigeoräx^et sind, wodurch infolge der ineinandergeschobenen Flamiaensp-iözen 2-.;i3chexi den Breuiierpaaien eine extrera hoiie Eiuze erzeugt v/ird.

j^iiie der bekannten Vorrichtungen zur j'iammenaDer ..^reoAiing arbeitet derart, caü die !''lammenspitze einer bestiaaten iismne mittels eines licLteapf indliehen Elementes überv/acct v/ird. Das Auagarigssignal dieses lichtempfindlichen Elementes v/eist eine V.eohse!komponente auf, deren Größe von der i?laaKaen:_ualität abhängig ist. Diese bekannte Vorrichtung beruht auf öer _L*ricenntnis, daä ci-3 von eier Plaaaenspitae einer -ox-er^ierflsmme ausgehende Lichtstrahlung eine ",vechse!komponente in der Größenordnung von 100 Ha oder darunter auf v/eist (diese G-ri-Se v/ird im folgenden als die bekannte 100 Ez - Komponente bezeichnet). Sas Vorhandensein und die Große dieser V/echse!komponente kann

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zur Anzeige verwendet v/erden, ob die Brenner!iamaie in einem Brenner überhaupt brennt und wie die Flaraaienqualität ist.

üine derartige Yorriclitung ist beispielsweise in der britischen Patentschrift j62 300 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird die in der von der Slammenspitse ausgehenden Strahlung vorhandene Gleich- und V/echselkotaponente mittels einer Fotozelle aufgenommen und zur Anzeige des Flammenzustandes verwendet. Die Yiechse!komponenten, sind solche, die im Auge eines Beobachters eine Flimmererscheinung hervorrufen und die in der Regel in der Größenordnung bis zu 30 Hs, bei manchen Beobachtungspersonen auch i:i der Größenordnung bis zu 50 Hz biegen. Bei dieser bekannten Vorrichtung v/ird die Amplitude deζ uechse!komponente des Signals an Ausgang der Fotozelle dazu verwendet, ein Ha;5 für die Fiammenquaiität zu liefern.

Bei der Vorrichtung gemäi der britische:: icti ..'. 5c:.rl t /75 finden ".Vechse!komponenten in der Flaarnenspit^e der Bre:-r<eriiauiine r.iu. '-r,^eije das Flamaensustanues Lnv.'eaauri^, cie oberhalb der z.Li äea Auge wahrnehmbaren Schwankunger, der üeuohtdichte liegen, uiiä^sv/ar handelt es sich hier uai frs : u-:.:3en in der Gröienordnung von 200 Ha und darüber.

CV".."or.l also cekamit ist, dai in der von äer Jlä einer Breiiiieii'l^u^e ausgehenden StraL^xig auoL' andere ?re yiexizbereiche als solozie in der Gröi-3;iorär.ung von 100 Hs verbanden sind, ist es eine bekannte Tatsache, dai die ".,'echseliCcaponenten in der Grl^r.iOi:crö:-*u. ron 100 Hs abgeselie;! τοιι der I?lia.iier-

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frequenz der Flamme, die normalerweise in der Größenordnung von 10 Hz liegt, vorherrschen und somit in der Regel zur Anzeige der Qualität der Brennerflamme herangezogen werden. Nun ist jedoch die relative Größe der 10 Hz-Komponente wesentlich größer als die 100 Hz-Komponente in der Flammenspitze. Dies führt dazu, daß das Ausgangssignal der Fotozelle bei der Überwachung von Hochtemperaturflammen im wesentlichen eine Gleichkomponente und eine 10 Hz-Komponente aufweist, so daß sich ständig Schwierigkeiten ergeben, das zur Anzeige der Flammqualität dienende 100 Hz-Signal herauszufiltern.

Obwohl insbesondere die Vorrichtung gemäß der britischen Patentschrift S?62 300 in der Praxis weiten Eingang gefunden hat, ist eine derartige Vorrichtung jedoch faktisch bei gegenüberliegend angeordneten oder auch nahe nebeneinander angeordneten Brennern nicht verwendbar. Einer der Gründe hierfür liegt darin, daß die zu überwachende Brennerflamme in einem weiten Intensitätsbereich und damit einem weiten !Temperaturbereich steuerbar ist. Außerdem trifft auf die Fotozelle nicht nur das von der Brennerflamme ausgehende Licht auf sondern außerdem die von dem oft weißglühenden reflektierenden Material der Feuerungsauskleidung ausgehende Lichtstrahlung sowie die Lichtstrahlung von Teilen der angrenzenden Flammen.

In der Praxis tritt insbesondei^e im Hocüteiaperatur-bereich ein hoher Anteil der ~\;-ι den Erennerviäjaäen reflektierten Strahlung 2'i£ das licl:tenipfi?'d.,.:.cae Biete ent auf, v/odurcii die relative 3r^v.2e des 100 Es-Si^ials as Ausgang oer »"otosell«? verringert ν,-irä. 3o liabSii bc-i ~-pie r.r.·;'? I ?s Y^rsiicne ergeben« ciaß imgefr-hx

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99 i° des auf die Fotozelle fallenden Lichtes aus anderen Quellen als die 100 Hz-Komponente stammen. Der innere Widerstand der Fotozelle wird natürlich durch die hohe Intensität der von den Wandbegrenzungen ausgehenden Strahlung verringert, was zur Folge hat, daß die durch die 100 Hz-Komponente bewirkte Schwankung des inneren Widerstandes der Fotozelle am Ausgang der Fotozelle Signale relativ geringer Intensität zur Folge haben. Außerdem ist die Belastung der Fotozelle bei den bekannten "Vorrichtungen konstant. Dies hat zur Folge, daß insbesondere am Anfang und am Ende des Intensitätsbereiches der Brennerflamme keine Übereinstimmung zwischen der Fotozelle und der Belastung (elektrischer Belastungswiderstand) besteht. Wenn beispielsweise die Funktion des Brenners bei kleiner Flämmenintensität überwacht v/erden soll, muß die Fotozelle in der Lage sein, ein deutliches erkennbares Signal zu geben, obwohl der innere Widerstand der Fotozelle infolge der geringen Lichtintensität relativ hoch ist. Dasgleiche gilt bei der Überwachung einer Brennerflamme durch ein schmutziges Beobachtungsfenster. In diesem Fall ist ein hoher Widerstandswert der Belastung der Fotozelle erforderlich. Liegt jedoch die Intensität der Brennerflamme an der oberen Grenze, so ist auch der Lichteinfall auf die Fotozelle von hoher Intensität. In diesem Fall ist der innere Widerstand der Fotozelle verglichen mit dem Belastungswiderstand relativ klein. Diese Nichtübereinstimmung der Wider3tandswerte zwischen Fotozelle und Beiastungsv/iderstand hat einen beträchtlichen Verlust des von der 100 Hz-Komponente abgeleiteten Signalpegels zur Folge.

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Bine v/eitere Begrenzung der Anv/endungsmöglichkeiten der bekannten Vorrichtungen liegt darin begründet, daß zwar die 100 Hz-wechselkonrponente einer Flammenspitze nach allgemeiner Ansicht zur Unterscheidung einer Brennerflamme von der ITachbarbrennerflamme geeignet ist, daß aber andererseits eine derartige Überv/achuhg einer Binze!flamme nicht möglich iot, wenn die Brenner gegenüberliegend angeordnet sind. 3s ist .aämiich aus praktischen Gründen nicht möglich, die Plamtiienspitze einer Brennerflamme zu überwachen, ohne gleichzeitig die i'lamoienspitze und somit die 100 Hz-Komponente der Flamme des entgegengesetzt angeordneten Brenners zu erfassen. Damit ist das konventionelle System nicht, zur Erfassung der 100 Hz-Komponente einer nicht vorschriftsmäßig brennenden Brennerflamme geeignet, wenn die gegenüberliegend angeordnete Brennerflamme die gewünschte GröSe und Flammenqualität auf v/eist.

Ein weiterer ITachteil der bekannten Vorrichtungen ist der, da3 die Differenz in der Lichtintensität bei einem weiten Injiensitätsbereich der Brennerflamme so groß ist, daß zum Schütze der Fotozelle besondere Maßnahmen ergriffen werden müssen. Derartige Maßnahmen liegen beispielsweise darin, daß bei Erreichung des oberen Temperaturbereiches das auf die Fotozelle auftreffende licht reduziert wird, da andererseits die Gefahr besteht, daß die gesamte Vorrichtung ausfällt. Hierzu sind. automatisch betätigte Diaphragmen vorgeschlagen worden, die bei höheren Temperaturen vor die Fotozelle geschoben werden und somit den Lichteinfall verringern. Diese Diaphragmen haben jedoch dengleichen Effekt, als wenn ochmutzablagerungen

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auf dem Beobachtungsfenster, durch das die Strahlung vom Inneren der !feuerung auf die Fotozelle geleitet wird, vorhanden ist. Es kann daher vorkommen, daß Schmutzablagerungen auf dem ^easter so gedeutet v/erden, als ob eine schlechte Flammenq.ualität vorliege. Zur Behebung dieses llachteils sind wiederum komplexe Systeme zur Steuerung der Stellung des Diaphragmas in Abhängigkeit der Hintergrundstrahlung entwickelt worden, da diese Hintergrundstrahlung ein in einer Richtung wirkendes Ausgangssignal der Fotozelle zur Folge hat. Durch derartige Torrichtungen werden jedoch die Kosten und die Kompliziertheit von Flammenüberwachungsvorrichtungen immer mehr gesteigert.

Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine wesentlich verbesserte Plammenüberwachungsvorrichtung vorzuschlagen.

Im weitesten Sinne schlägt die Erfindung eine Vorrichtung sur Flammenüberwachung zur Anzeige des Zustandes einer Brennerflamme bei Vorhandensein weiterer Brennerflammen vor, wobei die Erfindung von dem Gedanken ausgeht, die in der Flammenwurael vorhandenen hohen Impulsfrequenzen (wie später im einzelnen erläutere) für die Anzeige des Z-ustandes einer au überwachenden Brennerflamme su verwenden. Die e rf indungs gesäte Vorrichtung weist ein auf die J¹Ia^nsir.-rarzel gerichtetes lichr-es^iinä-iolies Element auf, aar dessen Ausgang somit ein elektrisches Signal, welches als Komponente diese genannten Fre-ui3:ize:i enthält, aufweist, ",veiicsrhii: ist erfindungsgemäi eine 2lelrtrise:'..e Schaltanordnung eux- iLufnahae dieser Komponenten ""orge3siie:i₅ vrobei die GrO-Ss äes insgsii^ssignals äiessr

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elektrischen Schaltanordnung eine Funktion der in dem Signal der Fotozelle enthaltenen Frequenzen ist und als Maß zur Anzeige der Flammenq.ualität dient. Nach einem zweiten Aspekt enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flammenüberwachung einen lichtempfindlichen elektrischen Stromkreis mit einem Fotoelement zur Erzeugung eines den Wechselfrequenzen der von der Flammenwurzel einer zu überwachenden Brennerflamme ausgehenden Lichtwechselfrequenz entsprechenden elektrischen Signals mit dem entsprechenden Anteil an Wechselstromkomponenten; zur Aufnahme dieser WechseIstrom- bzw. Spannungskotnponenten aus dem auf Licht ansprechenden Schaltkreis ist weiterhin ein Prozeßschaltkreis vorgesehen, der die oberhalb eines bestimmten Wertes liegenden Frequenzen dahingehend verstärkt,daß alle diese Signale die gleiche Amplitude aufweisen, und zwar unabhängig von ihrer relativen Amplitude am Eingang, wobei diese relative Amplitude am Eingang jedoch über einem bestimmten Mindest-Amplitudenwert liegen muß. Auf diese Weise wird eine Impulsreihe von im wesentlichen gleicher Größe erzeugt, und ^war in einer Quote, die von den relativ hohen Impulsfrequenzen oberhalb des bestimmten Grenzwertes am Eingangssignal des Prozeßschaltkreises n ist. Weiterhin ist ein Impulszähl- und analog arbeitender Umformerkreis vorgesehen, der die Impulsreihe aus dem Prozeßschaltkreis aufnimmt und die Funktion hat, diesen Signaleingang in ein Signal zur Bestimmung des Zustandes und der Güte der zu überwachenden Flamme umzuwandeln. Als Maß hierfür findet die Wiederholungsquote in der Impulsreihe Verwendung,- da diese der

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Qualität der zu überwachenden Flamme entspricht.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß die Flammenüberwachungsvorrichtung ein .Fotoelement enthält, dessen elektrischer Widerstand mit der Intensität des auf die fotozelle fallenden Lichtes veränderlich ist. Diese Fotozelle weist eine ihrem Innenwiderstand weitgehend angepaßte nicht-lineare Belastung auf,, so daß die Impedanz der Belastung entsprechend dem Innenwiderstand des Fotoelementes verändert wird, und zwar ändert sich der Widerstandswert der Belastung so, daß der Spannungsabfall über der Belastung sich logarithmisch, also in einer logarithmischen Funktion, mit dem Strom im Belastungswiderstand ändert. Weiterhin ist ein Kopplungakreis zur übertragung der Wechselkomponenten des Signals auf die Eingangsklemmen eines Begrenzungsverstärkers mit großem Verstärkungsfaktor, vorzugsweise eines integrierten Verstärkers, vorgesehen. Dieser Verstärker weist zwischen seinem Ausgang und seinem Eingang eine Gegenkopplung auf und weiterhin einen Hebenschlußpfad zur Ableitung relativ hoher Impulsfrequenzsignale, die oberhalb einer vorher bestimmten unteren jtequenzgrenze der Eingangssignale liegen. Auf diese Weise wird der niedrigere Frequenzbereich im Eingangssignal in wesentlich höherem Hafle" gegengekoppelt, so daß diese niedrigeren Frequenzen abgeschwächt werden. Weiterhin ist »in Differensier- und Demodulatorkrei« zur Umwandlung der Ausgangsiignale des Verstärkers in eine einseitig gerichtete Impulsreihe vorgesehen. Biete Impulsreihe wird von einem Impulsiählkreis aufgenommen, der wiederum

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ein Aus gangs signal erzeugt, welches abhängig von der Impul-squote am Ausgang des Verstärkers ist. Außerdem ist ein Potentiometer zur Einstellung eines gewünschten Bereiches des AusgangsSignaIs vorgesehen, um somit die Vorrichtung auf einen bestimmten Frequenz-Schwellenwert einzustellen. Außerdem ist noch ein Analog-Umformerkreis zur Betätigung eines Anzeigegerätes des Flammenzustandes vorgesehen, wobei dieser Analog-Umf ormerkreis von dem Ausgangssignal des Potentiometers gesteuert wird.

Dem Prinzip der erfindung3 ge mäßen Vorrichtung liegt die }£rkenntnis des Erfinders zugrunde, daß in dem von der Flammenwurzel einer Brennerflamme ausgehenden Licht ein Frequenzbereich vorhanden ist, der wesentlich höhere Frequenzen als die bisher zur Flammenüberwachung verwendeten Frequenzen aufweist, und daß dieser Frequenzbereich zur Flammenüberwachung verwendet werden kann. Dieser Frequenzbereich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als "relativ hohe Impulsfrequenzen" bezeichnet. Dieser von der Flammenwurzel ausgestrahlte Frequenzbereich wächst mit steigender Güte

heir, der Brennerflamme, so da3 e^tfurch Zählung der erzeugten ?requen«tn als durch Kessen ihrer Amplitude eine hervorragende inseige der Flaaaenqualität der au überwachenden BstnuvflMM· triialt vtrten loran. Si· Erfindung »acht dabtr fett*·*tetaMuoa von dta uattrbal* dta xfliilr »oben Iapulafrtqueneen liegendtn und biahtr sur ?laeaenüb«rwachung rtrvandeten niedrigeren Jrtqutnaen. Vielmehr fällt"

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der uiiLeihaib ciea bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen Schwellenwertes liegende Frequenzbereich in den Bereich der bisher zur Flammenüberwachung verwendeten Niederfrequenzen. Infolge der erfindungsgemäßen Verwendung der relativ hohen, in der Flammenwurzel einer jeden Brennerflamme vorhandenen Impulsfrequenzen zur Flammenüberwachung können auch einzelne gegenüberliegend angeordnete Brenner unabhängig /oneinander überwacht werden, und zwar ohne die Gefahr, daß die in einer Brennerflamme erzeugten Frequenzen von den im gegenüberliegenden Brenner erzeugten Frequenzen überdeckt werden und 3omit eine genaue Anzeige unmöglich ist. Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anzeige verwendeten" Frequenzen liegen in der Praxis in der Größenordnung von 1OOO Hz und darüber, zveckmäui^erweise bei 3000 Hz und darüber. Frequenzen von 10 OuO Es ur¹ darüber, wie sie in einem begrenzten Bereich der Flammenwurzel auxtx-eten, haben sich ebenfalls als im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar erwiesen.

Bei Ausführung des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung weist der itelastungswiderstand des fotoempfindlichen Elementes vorzugsweise eine logarithmische Impedanzcharakteristik, die der Impedanzcharakteristik des fotoempfindlichen Elementes möglichst weit angeglichen ist, auf. Als fotoempf-e>ind liebes Element kann ein fotoempfindlicher Transistor, eine Fotozelle oder ein Fotowiderstand Verwendung finden. Die Belastung des lichtempfindlichen Elementes besteht zweck-

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mäßigerweise in einer in Vorwärtsrichtung betriebenen Siliziumdiode mit Teilüberbrückung, deren Spannungsabfall sich logarithmisch mit dem durch sie fließenden Strom ändert. Das lichtempfindliche Element besteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise aus einem NPM" Fototransistor. Der Prozeßschaltkreis besteht vorzugsweise aus einem Verstärker mit hohem Verstärkungsgrad, vorzugsweise einem integrierten Verstärkerkreis, der eine derartige degenerative Charakteristik aufweist, daß der untere Frequenzbereich, also der unter 1000 Hz, unterdrückt wird. Zur Unterdrückung des niedrigen Frequenzbereiches wird die bereits bekannte Gegenkopplung zwischen Ausgang und Eingang des Verstärkers und ein geerdeter Nebenschlußkreis verwendet, wodurch erreicht wird, daß keine Gegenkopplung der Frequenzen, die oberhalb der Frequenzgrenze liegen, erreicht wird.. Der Verstärker besteht vorzugsweise aus einem Begrenzungsverstärker mit hohem Verstärkungsgrad, so daß faktisch alle EingangsSignaIe am Ausgang den gleichen Wert aufweisen. Zur Umformund des Verstärkerausgangssignals in eine Impulsfolge gleicher Größe und Polarität ist hinter dem Begrenzungsverstärker ein Demodulatorkreis vorgesehen. Die Quote der Impulsfolge ist eine Funktion der in dem auf das lichtempfindliche Element auftretenden Licht enthaltenen Frequenzen und stellt, wie die Erfinder erkannt haben, ein Maß für die Qualität der zu überwachenden Flamme dar. *". .- ''■

Die Anpassung der Wläerstanäseharakteristik der Belastung des lichtempfindlichen Elementes an die

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des lichtempfindlichen Elementes selbst ist insofern vorteilhaft, als die beiden Widerstandswerte sich nunmehr stets entsprechen. Auf diese Weise kann mit der erfindunr;3_oei:iäi3eii Torrichtung gegenüber den bekannten Vorrichtungen, bei denen eine konstante Belastung verwendet wurde, ein wesentlich größerer Licht- bzw. JFlammenintensitätsbereich überwacht werden. Die erfindungsgemäße Plammenüberwachungsvorrichtung kann somit in einem sehr weiten Bereich zuverlässig arbeiten, ohne daß die Gefahr eines Ausfalls besteht.

Der Demo&ulatorkreis weist vorzugsweise eine zwischen der Basis eines NPN Transistors und eines Kondensators angeordnete Diode auf. Der Kondensator und die Diode dienen zu Speisung der Basis eines NPN" Transistors, der in einem Emitterfolgekreis angeordnet ist, und zwar mit einer Vorspannung, die entsprechend der Impulsfolgequote am Verstärkerausgang schwankt. Die Belastung des Emitterfolgekreises besteht zweckmäßigerweise aus einem Potentiometer, über dem somit eine Spannung anfällt, die in Abhängigkeit von der Im-Tjulsfolgequote schwankt. Ein Teil dieser Spannung wird über einen Verzögerungskreis auf das Tor eines Siliziumgleichrichters gegeben, um somit den Strom in der Spule eines Relais zu steuern, wobei mittels des Relais eine Anzeigelampe gesteuert wird. Der- Vorteil einer derartigen Anordnung liegt darin, daß der Arbeitspunkt des Relais durch die Einstellung des Potentiometers im Emitterfolgekreis bestimmt wird. Die von dem Potentiometer abgegriffene Spannung ist eine Funktion der auf das

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lichteoipfindlicae Clement fallenden Frequenzen. Der ..rbeits"-punkt des Iceiais in Abhängigkeit der Impulsfolgequote kann somit durch die Einstellung des Potentiometers bestimmt „"erden.

Zweckmäßiger v/eise >;ird die Vorrichtung so eingestellt, da2 ein Aus gangs signal (?/arnlampe od. dgl.) dann gegeben wird, wenn das auf das lichtempfindliche Element fallende Licht eine geringere Intensität 3is ein vorher bestimmter ./ert aufweist. Dies kann erfindungsgemäß dadurch erreicht v/erden, daß die Zuführung der Speisespannung zu dem lichtempfindlichen Element über zwei Stromkreise erfolgt, v/'obei der eine Stromkreis dem lichtenpfindiicüen Element einen niedrigen Strom mit stetiger Gleichspannung zuführt und der andere Stromkreis dem lic α tempfind liehen jälement einen größeren Strom bei einer G-leicaspannung zuführt, die sit einer eine Helligkeit erzeugenden V/echse!frequenz überlagert ist. Außerdem ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, die die beiden Speisestromkreise selektiv und in Abhängigkeit von dem durch da3 lichtempfindliche Element fließenden Strom mit dea lichtempfindlichen Element verbindet, üin auf die Welligkeit ansprechender, frequenzempfindlicher Kreis ist an einer der Speiseklemmen des lichtempfindlichen Elementes vorgesehen. Dieser Kreis spricht auf die .Funktion des Schalters an und gibt somit ein Ausgangssignal, welches bedeutet, daß die Intensität des auf das lichtempfindliche Element fallenden Lichtes unter einen bestimmten Wert gefallen ist. Auf diese ΐ/eise kann mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung angezeigt werden, daß _

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das Glas oder die transparente Scheibe des Fensters, aus dem die Lichtstrahlung der Feuerung austritt, gereinigt werden muß.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. 13s zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Teils eines Ofens mit einer zu überwachenden Brennerflamme;

Fig. 2 einen Schaltkreis der Überwachungsvorrichtung;

Fig. 3 einen Schaltkreis zur analogen Anzeige der Leuchtiiitensität der flamme.

In Jig. 1 ist ein mit 1 bezeichneter Ofen im "Schnitt dargestellt, der eine Anzahl von gegenüberliegend angeordneten Brennern aufweist, Biner dieser Brenner ist mit 2 bezeichnet. Der Brenner 2 ist in einer Ausbuchtung 3 in der Wand 4 des Ofens angeordnet. In der Ausbuchtung 3 ist außerdem ein Fenster 5 vorgesehen. Bine einen Fototransistor 6 enthaltende optische Anordnung 9 ist au3erhalb angebracht und so gerichtet, daä diese auf einen Ausschnitt einer Flammenwurzel 7 einer Brennerflamme weist. Die optische Sichtlinie der Anordnung 9 ist strichpunktiert dargestellt und v/eist durch den Rand eines Ventilatorrads 8, das den Ausgangsteil des Brennerrohres umgibt. Der Fototransistor 6 bildet einen feil einer in Fig. 1 scnematisoh dargestellten und mit 11 bezeichneten elektrischen Schaltanordnung. Diese Schaltanordnung liefert ein die Flammen-

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qualität kennzeichnendes Ausgangssignal. Das Ausgangssignal gibt außerdem Aufschluß über die Lichtdurchlässigkeit des Fensters 5, die durch Dunstablagerungen beeinträchtigt sein kann.

Einzelheiten des e j_ektrischen Schaltkreises 11 sind in Figur 2 dargestellt. Die Energiezufuhr erfolgt über die Sekundärwicklung 12 mit Mittelanzapfung eines Transformators 13. Die i'Iittelanzapfung der Sekundärwicklung des Transformators ist bei 14 geerdet. An der Sekundärwicklung ist ein üblicher Zweiweggleichrichter 15 sowie ein Glättungskreis 16 angeordnet. Auf diese weise v;ird eine Speisespannung von 10 YoIt erzeugt, der eine Helligkeit mit einer Frequenz -von 100 Hz und einer Spannungsgröße von 1 Volt überlagert ist. Diese Vielligkeit wird von dem Zweiweggleichrichter 15 erzeugt. Die Speisespannung wird über Speisestromkreise 17 und 13 dem Kollektor 20 des i'otoempfindlichen IiPlJ Transistors 6 zugezahlt, aui den Licht der Flammenwurzei einer zu überwachenden Flamme auftrifft.

In dem Spez-esestromkreis 17 ist ein als Schalter dienender einfacher Gleichrichter 21 vorgesehen, dessen Kathode mit dem Kollektor 20 des Transistors ο verbunden ist und über den ein Spannungsabfall auf die Hälfte erfolgt. Die dem Kollektor des Transistors über den Gleichrichter 21 zugeführte Speisespannung ist mit der Welligkeit von 100 Hz überlagert. Der andere SpeiseStromkreis 13, der ebenfalls mit dem

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Kollektor 20 verbunden ist, ist parallel zu dem GIeicbrich ber 21 geschaltet und weist in Serie Widerstände 22, 23 und 24 auf, deren Werte bei dem Ausführungsbeispiel 47 Ohm, 220 Ohm aufweisen. Der Widerstand 24 ist auf den wert 100 Kiloohm eingestellt. Zwischen der Verbindung des 220 Ohm-'/iderstandes 23 und des 100 Kiloohm-Widerstandes 24 ist ein Glättungskondensator 25 mit dem Wert 320 Mikrofarad vorgesehen, dessen andere Seite geerdet ist. Infolge dieses Kondensators wird dem Kollektor 20 des Transistors 6 die Welligkeit von 100 Hz nicht zugeführt, wenn der SpeiseStromkreis 13 in Tätigkeit ist. Der ./iderstand von 100 Kiloohm hat zur Polge, daß der zum Kollektor 20 über den Speisestromkreis 18 gelieferte Strom stark begrenzt ist. Nimmt die auf den !Fototransistor 6 fallende Lichtenergie einen solchen Wert an, daß die Verbindung zwischen dem 100 Kiloohm-Widerstand und dem Kollektor 20 des Transistors β unter den Wert 3,5 Volt fällt, so wird der Gleichrichter 21 in dem anderen Speisestromkreis 17 so vorgespannt, daß er leitfähig wird. Dies hat dann zur S¹OIge, daß dem Kollektor 20 des Transistors Strom aus der 10 Volt-Speisespannung mit der überlagerten Welligkeit von 100 Hz zugeführt wird.

Der Emitter 26 des Transistors 6 ist über einen Belastungskreis geerdet. Dieser Belastungskreis besteht aus einer Siliziumdiode 27, die teilüberbrückt und somit so vorgespannt ist, daß der Spannungsabfall über die Siliziumdiode propotional dem Logarithmus des durch die Siliziumdiode fließenden Stromes ist,

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Die ',Vechselkoaponenten der an der Siliziumdiode 27 anliegenden Spannung werden der Eingangsklemme 31 eines integrieten Verstärkerkreises 32 mit hohem Verstärungsgrad zugeführt. Die Zuführung erfolrt über einen Koppelkondensator 2cj mit dem »^rert 0,01 Mikrofarad, der mit einem Widerstand 30 mit dem viert 4,7 Kiloohm in Serie geschaltet ist. Der "Verstärker 32 v/eist für niedrige Frequenzen eine Gegenkopplungscharakteristik auf und ist somit ein Begrenzungsverstärker. Die EingEaigsklemme 31 des Verstärkers ist über einen Kondensator 33 alt dem Jert 1000 Picofarad geerdet. Dieser Kondensator bildet einea ^chutgegen Hochfrequenz-Iriterferenzerscheinungen, ".,ie sic ^eicpie*.^ v/eise infolge eines starken Rundfunksenders auftreten dü

Z-Die Eingangs klemme 31 des Verstärkers ⁷$ ist mit der .^us klemme 33<tdes Verstärkers über einen I-förmigen Gegenkopplun^-3-filterkreis 34 verbunden, der aus zwei in Serie geschalteten Widerständen 35 von jeweils 150 Kiloohm besteht» v/o bei zwischen diesen Widerständen ein Kondensator 37 mit 0,33 Mikrofarad liegt. Auf diese weise wird für- die hohen Impulsfrequenzen ein Nebenschluß gebildet. Somit werden Signale niedriger Fr e-

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quenz an der Ausgangsklemme 33^des Verstärkers. 3/K der Eingangsklemme 31 negativ zurückgekoppelt zugeführt, so da3 der Verstärker 32 die niedrigen Frequenzen unterdrückt und somit eine Gegenkopplungscharakteristik aufweist, während ein großer Teil der in den Gegenkopplungskreis 34 eintretenden relativ hohen Impulsfrequenzen über den Kondensator 37 zur Erde abgeleitet werden.

Dem integrierten Verstärker 32 wird von der Verbindung des

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220 Ohm-V/iderstandes 23 und des 47 Ohm-Viderstandes 22 in dem bereits erläuterten Speisestromkreis 1d eine positive Speisespannung zugeführt. Die andere Seite des integrierten Verstärker-Kreises 32 ist geerdet.

Der hohe Verstärkungsfaktor des integrierten Verstärkergreises 3'- :--it Kusammen mit der Gegexikopplungscuarakteristilc i'ur niedrig'= .Fre^uensen ^ur j'ol^e, daß die oberuaiD eines Destitnmten i<^!re4uenzv„ertes liegenden hohen Lipulsfre^ueii^en selektiv verstärkt, andererseits aber auuij so be^ren^t '..erden, a'j2 sie ä-i eier Aue gangs klemmet/a" ± Ie die Reiche Amplitude aufweisen, unabhängig von de_r relativen Sroie der Sin^an^sSignaIe dos Verstäi-i'crs 52^/'da3 d±4-?reouenzen der ji)injan_&3signale oberhalb eiues bestimmten Frequenz-Schv.^rellenwertes liegen. Die Ausgaiiraklemme 33^eS Verstärkers ist über einen 7<iderstand 40 ni. dem Wert 3*3 Kiloohm der Anordnung parallel geschaltet j in der die begrenzten Impulse erzeugt werden.

Die in ihrer Gr^ie begrenzte Impulsreihe '.viicl von der. 3elastuiigsviiQsrstand^ 40 über einen ^JCO licofarad Konuensator 41 der Basis ei::*3S IiPK Sransistors 42 und der Kathode eines Demodulatoi'ijj.eichrichters 45? dessen Anode geerdet ist, zugeführt. Die 3aais des Iransistars ist somit positiv vorgespannt, u:ic ε·.,'3Γ ssit eines Setra^., dessen Gröiäe rr.it der Impulswiederaoimigsquote an der Auc^angskleraae 33<tdes Verstärkers 5^ scQ-./aiikt.

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dem Emitter des Transistors 42 wird somit ein Strom erzeugt, der entsprechend dem an der Basis anliegenden Potential schwankt. Der Emitter des Transistors ist mittels eines 5 Kiloohm-Potentiometers 44 belastet, so daß der Transistor wie ein Emitterfolger mit einer 5 Kiloohm-Belastung wirkt. Der Kollektor des Transistors ist mit der 10 YoIt Speisespannung über einen Widerstand 45 mit dem Wert 1 Kiloohm "verbunden, wobei an dem viiderstand 45 Meßpunkte 46 vorgesehen s ind.

Die von dem Schleifer des Potentiometers 44 abgegriffene Spannung wird einem T-förmigen Verzögerungskreis 47 zugeführt, der aus zwei 'Widerständen von jeweils 1 Kiloohm besteht, deren "Verbindung über einen Kondensator 50 mit Wert von 2500 Mikrofarad geerdet ist. Das andere Ende des Verzögerungskreises ist mit dem Tor eines Siliziumgleichrichters 51 verbunden, dessen Kathode an Erde liegt und dessen Anode über eine ein Relais betätigende Spule 52 an einer Seite der Sekundärwicklung 12 des Speisetransformators 13 liegt. Das * Relais 52 liegt im Nebenschluß zu einer den Zustand der jplamme anzeigenden Larape 53 und gleichfalls im Nebenschluß zu einem 125 Mikrofarad Kondensator 54» der einen Haltekreis für das Relais 52 während der Halbwellen bildet, in der der Siliziumgleichrichter 51 nicht leitet.

Die jflammenüberwachungsanzeigevorrichtung v/eist einen Stromkreis zur Anzeige der Flammenhelligkeit auf und ist im Gesamten mit 60 bezeichnet. Die Vorrichtung gibt einer Be-

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tätigungsperson ein Signal, daß der Pegel des auf den Fototransistor 6 fallenden lichtes einen niedrigeren Wert hat als der, der an dem 100 Kiloohm-Widerstand 24 in dem Speisestromkreis 18 zum Kollektor 20 des Fototransistors 6 eingestellt ist. Bei Inbetriebnahme des Ofens ist natürlich die Helligkeit der Flamme gering. Hat der Ofen jedoch seinen Arbeitspunkt erreicht und ist auch dann noch die Helligkeitsanzeige niedrig, so ist dies ein Indiz dafür, daß das Fenster 5 (Fig. 1) durch das das von der Flammenwurzel ausgehende Licht auf den Fototransistor 6 trifft, gereinigt werden sollte,

Der Helligkeitsanzeigekreis 60 liegt zwischen dem Kollektor des Fototransistors 6 und Erde. Der Helligkeitsanzeigekreis 60 enthält einen Koppelkondensator 61 im Wert von 1 Mikrofarad, über den die Welligkeit von 100 Hz, die an deα Kollektor des Fototransistors anliegt, der Basis 62 eines ΈΈΗ Transistors 63 zugeführt wird, dessen Kollektor über einen 3,3 Kiloohm-Belastungswiderstand 64 dem gleichen Speisestromkreis wie der "Verstärker 32 zugeführt wird. Der Arbeitspunkt des Transistors ist durch einen zwischen Kollektor und Basis angebrachten Widerstand 65 im Wert von 220 KiIoohui stabilisiert.

Das Ausgangssignal des Kollektors" des Transistors 63 wird über einen Koppe !kondensator 66- ita Wert von ΐ Hikrofarad einer Verbindung von zwei Gleichrichtern 6? und 63 zugeführt, wobei die Anode des Gleichrichters 67 direkt ge-• erdet iet und der andere Gleichrichter über einen 33 Kiloohm

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Demodulator-Beiastungs-iiViderstand 70 und einen Kondensator im »vert von 250 Mikrofarad ebenfalls geerdet ist. Die über _:

dem Deiflolulator-V/iderstand 70 anstehende Spannung v.^rird über

3, einen zv/eiten 33 Kiloohm-Vfiderstand 7χ der Basis eines zv/eiten UPIT Transistors 12 zugeführt, dessen Emitter über einen kleinen magnetischen Indikator 74 geerdet ist, v.^rährend der Kollektor ait dem gleichen SpeiseStromkreis wie die integrierte Verstärkerschaltung verbunden ist.

Die oben beschriebene Anordnung arbeitet auf folgenae /eise. ".vahrend normaler Brenne rf unkt ion hat ö.ie G-esaiatinteiisItuT; des auf den fototransistor 6 fallenden Lichtes sur j'ol^e, da.': dieser zuviel Strom zieht, als daß der "glatte" mit ,vider— ständen versehene Speisestromkreis 1;ί in Tätigkeit ist. Somit wird der Kollektor über den Speisestromkreis 17 mit dem Gleichrichter 21 mit einer Gleichspannung gespeist, der eine Welligkeit von 100 Hz überlagert ist. Diese helligkeit an dem Kollektor 20 des Transistors v/ird über den Kop.t-elkondensator 61 dem Heiligkeitsanzeigekreis 63 zugeführt. ■ wird dort in dem ersten Transistor 63 verstärktet/liefert ein Signal, das durch den Gleichrichter 5ü gleichgerichtet und geglättet v/ird, bevor dieses Signal als positive Vorspannung der Basis des zweiten Transistors 73 zugeführt v/ird, welcher den magnetischen Indikator 74 betätigt. Diese Funktion findet unabhängig davon statt, ob der Brenner 2 bremit, vorausgesetzt, daß der Ofen betrieben wird und daä das Fenster 5 nicht zu schmutzig ist.

909884/1110 BADORIGINAL

Die Hochfrenuenzsohwankungen in dem durch den fotoempfindlichen Ir^i. s is tor 6 fließenden Strom, ΰ^κτ infolge der in der j?lammen\;ursel 7 vorhandenen Hochfrequenz-LichtKomponenten erzeugt werden, werden der als Belastung äienenden Siliziumdiode 2? angefahrt, üntsprechend dem Logarithmus des Stromes im Transistor 'S wird dort ein Spannungssignal eraeugt, das der j].injaiigskleame 31 des integrierten Verstärkers 32 zugeführt •>.ird. Infolge der Gregenkopplungswirkung wird der an der JSingangsklemme 31 anstellende Hiederfrequenzbereich unterdrückt, während der Verstärker 32 für den Bereich der relativ hohen Impulsfrequenzen ab etwa 10 000 Hz durchlässig ist und infolge der jii^ensohaften des Verstärkers, also hoher /erstärkungs-Ja kr or und 3egreii3ungseigensc:iaf ten , verstärket und begreri^ö ■..ird. Die Impulse im Ausgangs3ignai des Vsrstärkers v.'erden durc:- cen ./iderstand 40 und den EonceaaJtor 4-1 aiffeienziert und duro:. den ',viderstand 4-3 aemo^axiert und als Vorspannung auf ci-3 3asis des Transistors 4-2. ge^ebex:, der als Jiaitteriolger gesci^axtet ist, so daß durcL Leerung der .iiiioteilung des rotentioueteis ~t der Strom in dem iäinitterkrei.: -.-erainlert werden icann. Jie von dem Potentioaetei -r- abgegriffeiie, eine Punktion ..ei in der auf den iOxotiiiisistoi 5 auirreff ο ade Liuhtsirahiuug enthaltenen Im^alsfre-juenzen darstelle-ide SpannJIi^ .;irc über den Zeitveraögerungskreis 4-7 cera Tor eines oilijiuüigieici.ricaters 51 zugeführt; und zündet dieses Ϊόγ abhängig von ier Voreinstellung des Potentiometers 4-4 und der daran abgegriffenen Spannung.

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Fällt die dem Tor des Sillziumgieicbricbters 51 zugeführte Spannung unter einen bestimmten Wert (etwa 0,7 ToIt), so ist · der gesteuerte Siliciumgleichrichter 51 nicbt mebr leitfähig,. was zur Folge hat, daß die Kontakte des Relais 52 geöffnet „•erden und eine Alarmvorrichtung ausgelöst wird oder entsprechend den Gegebenheiten irgendeine' Maßnahme ausgelöst wird, die dann erforderlich ist, wenn der Hochfrequenzanteil der Flammenwurzel der zu überwachenden Flamme unter einen vorher bestimmten Weit fällt, der durch Einstellung des Po- f tentiometers 44 gewählt werden kann.

Falls während des Betriebes das Fenster 5, durch das die Strahlung aus der Flammenwurzel 7 auf das lichtempfindliche Element trifft, verschmutzt oder sonst irgendwie in seiner j Lichtdurchlässigkeit verändert wird, wird der Lichteinfall auf den Fototransistor 6 abgeschwächt. Der Strom in dem Transistor 6 wird dementsprechend auch schwächer. Fällt der Strom auf einen Wert ab, daß die durch den widerstandsbelasteten Speisestromkreis 18 gelieferte Spannung gegenüber der durch den mit dem Gleichrichter 21 versehenen Speisestromkreis 17 ausreicht - und zwar tritt dieser Fall ein, wenn die Kollektorspannung den Wert von 9,5 YoIt überschreitet so hört die Leitfähigkeit dee Gleichrichters 21 auf und der Kollektor 20 erhält nun seinen Speisestrom stattdessen durch den "glatten" Speisestromkreis 18. Dies hat zur Folge, daß die 1OC Hz Welligkeit nicht mehr vorhanden ist und der 1 Mikrofarad-Koppelkondensator 61 am Eingang des Helligkeitsanzeigekreises 6G nimmt kein Eingangssignal mehr auf, so daß

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- 25 der Helligkeitsaiizeiger 74 in Tätigkeit tritt.

Ein wesentlicher Vorteil des oben beschriebenen Stromkreisen liegt darin, daß dieser Stromkreis faktisch nicht uberlastbar ist und daß es deshalb möglich ist, die HochfrequenakoiufGnenten in der S¹Iaüime zu orten, die andernfalls wegen des von der Reflexionsstrahlung der Ofenwände herrührenden Überäeckungaeffektes nicht geortet werden könnten. Dies liegt im wesentlichen daran, daß die Strom-Impedanz-Charakteristik des lichtempfindlichen Elementes 6 und die entsprechende Charakteristik des vorgespannten steuerbaren Siliziumgleichrichters 27 im Hinblick auf die logarithmische Charakteristik aneinander angepaßt sind.

Es sei darauf hingewiesen, daß in dem beschriebenen Stromkreis von der Amplitude der Helligkeit lediglich ein Auslösesignal hergeleitet wird. Dieses Auslösesignal tritt dann auf, wenn der durch den !fototransistor 6 fließende Strom auf einen solchen Jert gefallen ist, da3 er von dem "glatten" Speisestromkreis 1:i gespeist werden kann, bei dem keine 100 Hz-■Jelligkeit auf dem Kollektor 20 des Transistors 6 geleitet wird. Sollte jadoch eine Jinaloganzeige der Helligkeit erforderlich sein, kann diese mittels des "Helligkeits" Ivechselstromveistärkers erzielt werden, der in Jig. 3 dargestellt ist und dessen ",Wirkungsweise im folgenden beschrieben wird.

In Fig. 3 ist ein Nefcztransformator 100 dargestellt, der

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zv/ei Sekundärwicklungen 101 und 102 aufweist. Die erste Sekundärwicklung 101 ist mit eine α Brückengieichrichter 103 verbunden, der zwischen seinen positiven auu negativen quellen eine irolivreggie !einrichtung erzeugt. Der von der Brücke ausgebende einseitig gerichtete Strom enthüll „-la Komponente eine Helligkeit von 100 Hz, vorausgesetzt, αε^ eine 50 Kz - i,'etzsv.-snnung vorhanden ist. jjies-2 Spannung wird aittels eines 7 -filters IO4-, der aus eineα mit Kondensatoren an gegenüberliegenden binden und an der negativen ^ IiIe came

f der Brücke gekoppelten Widerstand 103 «-sstei:t./Tditte.j.8 eines hochohciigen 'Jid er stances 106 wird die Brücke stets 'leicht belastet. Dieser 7«ider3tand 106 liegt zwischen deniuis gangs iclemmen der Brücke und hat die Aufgabe sicherzustellen, da3 ein Mindeststroai in der Größenordnung einiger Mikroampere stets im Brückenkreia fliegt. Dieser Strom hat an einem Paar 107 der ge _&enge schalte ten G-leichricLter der Drücke 10^ einer. Spannungsabfall von «;er.igstens einigen hundert --iillivclt zur Polge. Die geglättete Aasgangsspannung der Brüci-ce v/ird einer aus eine^. Fototransistor 1Od bestehenden veränderbaren last zugeführt. Das Licht aus dem Ofen fällt auf diesen !Fototransistor 10^, dessen Emitter 110 in Serie mit einem in Vorwärtsrichtung betriebenen steuerbaren £iliziumgj.eichrichter 111 verbunden ist. Der Gleichrichter 111 ist so gewählt, daß er eine an die Charakteristik des Fototransistors 103 angepaßte logarithmische Strom-Impedanz-Charakteristik, aufweist. Die iiotw'endigkait dieser logarithmischen Oharakteristik ist bereits anhand de3 in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispieis beschrieben worden. Ein Signal für einen

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ji'iaiiiaten-.i.usJail-ij.eis GO¹ -wie bereits oben beschrieben, wiru eu ^mittel 110 de3 Fototransistors 103 entnommen.

Den V/echseispannungsklecimeii der Brücke ist ein Paar entsprechsnder Gleichrichter 112 parallel geschaltet, und zwar sind die jeweiligen Anoden miteinander verbunden, zwischen dem Verbindungspunkt und der negativen Kleaine des Brackenicreises liegt ein Yorspanriuiigs-ltiderstand 113· Über dem Yorspannungswiaer-stand 113 wird eirunder Spannuu.g3difxerens zwischen dem Spannungsabfall eines jeden laarea der Gleichrichter 112 und dem Spannungsabfall über das Gleichricnterpaar 107 der Brücke proportionaler Spannungsabfall eraeugt. Die Gleichrichter und ihre Belastungen sind so angeordnet; aa J der Spannungsabfall üb si dem 7orspannung3v;iderstand 113 dann Itull ist, wenn kein Licht auf den Fototransistor 10 3 fällt. Steigt jedoch der auf den J-"^transistor 1Ca treffende Lichteinfsil an, so steigt der durch cc Brucine ti omkreia 103 fließende Strom derart an, dü-s der Spannungsabfall über seinen Teil^^sichrichtern 107 steigt. Das mit steigender Leuchtstärke an dem vOrspannungsvriderstand 113 anfallende Spannungssi.jnal hat eine Frequenz von 100 Hz. Die möglicherweise "in der Sekundärwicklung 101 des Transformators vorhandenen parasitären Frequenzen werden mitteis eines iui liebensohlui ζυχα Vorspannungswiderstanc angeordneten KondensatorjiOr abgeleitet.

Das über de™ Vorspannungsv/iderstaad 113 erzeugte Signal wird über einen Kcppelkondensator 113 eier Basis eines IiPH Iransistorverstäikers 115 zugeführt. Der Iransistorverstärker

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rhält seine Energie ζ Lififcr wig infor-ia eines geglätteten Sleichctroaes toil des: LökuiiG&^vIclcluiig 102 äss Transfer=· ]&torä über eins η Gl£tti-::gs- -aac GKLsiebs?ieiitraagslo?eis 117» jer Eolle>tor fiss feaiisie'tcrs 116 ist über einen Belssinmgs· iäsrs oSAiä 120 Bit sin sei Sixis csr Sslüiiiäärv/icklung 102 ver·= .iradeiij de.VSiI anderes Sic.θ, ε^βηεο ivie- der ikaitter des Sran istor.?. 11: s geexdst i^t. Psr SransistorirerstärlEer 116 ist α:? -/CV-St-'r.:iiii£ öcr -V^cassis2.;»σικie νοζι 100 Es QKfos/clsrlloii ■ uid ;."5:.?ΐ ^ittsxs eines >^γϊ·1θ:·-ϊtEi^äss 122 eins liohe 6-sgoa— o^:,,!;.-:^ -US, Ι*·3':- 7iQ,Gr~i^iii ':22 ist Epischen dem Eollslstor :....-ü ie λ Bi..: is sii^i öl:-? ...-3t a 3e^; i.":iiii."i5-3tor-'/erGi:-ä2?2£S2? arbeitot tcKiiT :c;j: ^oiivStam; ^:^α -;srs«^ die anl die Sasis auxisi.r-niaen Signals, ais iogaritLaisch rait einem iastsigen

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aem J ο "δ ο trans is tor 108 ansteigen«

Ii£3 iusgangssigaai des SransietorTerstäEisrs 116 wirfl der Basis sines £ur xlussteueriisiiig eiass lastruisentes dienenden Ver-Etäricers 123 üLer eiij.sn zur Bapfizidlichkeitssteuermig ■üisnenden Toreing5stellten V/xäerstand 124 in Serie mit einem Eoppelkonöensator 125 zugeführt. Der AuBsteuerungsvexstirlrker 123 besteht ebenfalls aus einem JTPlT Trans&istor, dessen Eoilsktor mit der "glatten" positiven Speisespannung der Sekunaär'.ileliiung 102 verbunden ist. Der Emitter ist über einen ^iitkoppiungskondensator 126 geerdet. Parallel dazu liegt in Reihe mit eines Strombegrenzungswiderstand 128 ein Keisinstrument 127. Der Entlcopplungskondensator 126 verhindert ein liaokern des Meßinstrumentes. Die Basis des Äus-2 taue rungs transistors 123 ist mit der Kathode des G-leich-

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richters 130 verbunden, dessen Anode geerdet ist und somit einen Demodulationskreis bildet.

Bei [Tätigkeit des oben beschriebenen Stromkreises verändern leuchtstarke Variationen des auf den fotoempfindlichen !Transistor 108 fallenden Lichtes die Amplitudenmodulation des 100 Hz - Signales über dem Widerstand 113, Ale bereits erwähnt. Die Spannung des Vorspannungswiderstandes wird in dem als Wechselstromverstärker wirkenden Transistor 116 verstärkt, dann durch den Gleichrichter 130 demoduliert und anschließend der Basis des Verstärkers 123 sur Aussteuerung des Instrumentes zugeführt. Die Anzeige des mit dein Verstärker 123 verbundenen MeQInstrumentes 127 bildet daher ein Maß der auf den fototransistor 108 fallenden Lichtintensität.

Bei allen Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung ist festgestellt worden, daß das beste Ansprechen des lichtempfindlichen Elementes 103 auf die Strahlung mit relativ hohen Impulsfrequenzen (wie oben definiert) dann erreicht wird, wenn die Plammenwurzel anvisiert wird.

Es bedarf keiner näheren Erläuterung, daß der Schaltkreis natürlich auch so ausgebildet werden kann, daß er auf eine Strahlung beliebiger Wellenlänge der Brennerflamme anspricht. Beispielsweise kann bei der Verwendung von .Filtern der ultraviolette Lichtanteil der Jflamme dem Fototransistor zugeführt werden.

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Claims

- * w r r τ ψ- * φ 1 ψ 9 V .

- 50 Pa tentansprüche

f1. yiammenüberv/achungsvorrichtung .zur -tmzeige des Zustandes einer Brennerflamme bei Vorhandensein v/eiterer Brennerflammen in einer Neuerung, v/obei die Vorrichtung auf einen in der zu überwachenden flamme vorhandenen Frequenzbereich anspricht und diese Frequenzen auf ein mit einer elektrischen Scns itanordnung verbundenes lichteeofinü-

' liches Element geleitet werden und das Ausgangssignal der elektrischen Schaltanordnung ein i/lb2 für die Gate der ■ Flamme ist, dadurch ge^-ennzeichnet, aa^ das lichteD^fir_Adliche Element (5) die S'lammenv/urzel (7) der Brennerilamme erfaßt und die Gate der flamme in der elektrischer.. Schaltanordnung (11) anhand der Anzahl der ira Ausgang des lichtempfindlichen Elements (6) vorhandenen relativ hohen Impulsfrequenzen bestimmt wird.

2. Flammenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (6) mit einer dessen Impedanz-Gharakteristik in Bezug auf den Strom entsprechenden Impedanz-Charakteristik aufweisenden elektrischen Belastung (27) versehen ist.

3. Flammenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die Schaltanordnung (11) einen Begrenzungsverstärker (32) mit hohem Verstärkungsfaktor aufweist, der an seinem Ausgang eine Impulsreihe von

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BAD QR!6!fiAL

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IIj:.·:·:* iülessiiu (ο) dex opeiss^vroji s:itv;eGs:; Über eiiieii ersten, einen £xr~>ji mit- einer uberla^srts^ '.,exligksit lieferndexi ioaissstro-nlirsis (1?) oder einen, einen hegrensten Stroia ohne überlagerte helligkeit liefenideri, 3v;eiten Spsisestroalrreis (13) augefüiiz't v."ir-d uad ein aui' das«Torhaiideii3eiii oder Iiich1rv"orh3nöensein der '«'eiligkeit des im UiHgS^i₀ (20) ass licates^fir.üliaii's:! SlsssntGS (·"} su^e^uiirten Stromes ansprechender Helligiieitsaiisai^ekreis (50) zur I^izelge, ob die läelliiiceit oberhalb oder unterbalb -3Ines Torher bestiiBEten Dchwellenv/ertes liegt, vorgesehen ist.

6. j?lasiBenüber\raohungsY-orriel;tun.£ nach einem der Ansprücne

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1 bis j), dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gleichrichter— kreise (102, 103) von einer gemeinsamen V/echselstromquelle (101) gespeist werden, einer der Gleichrichter das Element (I0o) speist und der Spannungsabfall über den
Gleichrichtern der beiden Gleichrichterkreise verglichen wird und dieser Vergleichswert einem Meßinstrument (127) zur analogen anzeige der Helligkeit zugeführt wird.