DK144718B - Netdel for et elektronisk overvaagningskredsloeb - Google Patents

Description

U4718

Opfindelsen angår en netdel for et elektronisk overvågningskredsløb med en føler, som ved påtrykning af en forudbestemt driftsspænding reagerer på den overvågede størrelse, især en flammekontrolanordning med et som ultraviolet-detektor tje-5 nende gasudladningsrør, ved hvilket den af netdelen til føleren afgivelige driftsspænding til afprøvning af følerens driftssikkerhed kan indstilles fra en normal driftsværdi til en højere prøveværdi.

Ved en flammeovervågningsanordning med en føler i form af et 10 gasudladningsrør, som tændes af den ultraviolette stråling fra den flamme, som skal overvåges, må rørets driftssikkerhed fra tid til anden afprøves før tænding af flammen gennem anlæg af en prøvespænding. Denne prøvespænding er ca. 10% højere end den normale af netspændingens nominelværdi, fx 15 220 volt, bestemte driftsspænding af røret. Derved skal det sikres, at en ældningsbetinget formindskelse af rørets tændspænding ikke allerede fører til en tænding af røret, uden at der er en flamme til stede. Dette ville have til følge, at udstrømning af brændstof i en brænder, som burde 20 være overvåget af flammeovervågningsanordningen, ved manglende flamme hverken ville blive indikeret eller forhindret.

I flammeovervågningsanordningens netdel er der derfor ifølge kendt teknik anbragt en transformator, som på sekundærsiden fra et til UV-rørets nominel-driftsspæhding svarende vin-25 dingstal kan indstilles på et til den højere driftsspænding svarende vindingstal.

144718 2

Herved kan dog den i drift fra -15% til +10% tilladelige svingning i netspændingen føre til, at prøvespændingen ved en tilsvarende under nominelværdien liggende netspænding i samme målestok bliver for lav og prøven værdiløs. På den 5 anden side kan ved tilsvarende højere netspænding prøven med i samme målestok for høj prøvespænding føre til et gennemslag af det ubelyste rør, skønt røret i normaldrift endnu ville have en tilstrækkelig gennemslagssikkerhed.

Hermed sammenlignelige vanskeligheder opstår ved anvendelse 10 af lignende følere, fx tyratroner, tyristorer og andre kipafbrydere, som reagerer (tænder eller kipper) i afhængighed af sammenfaldet af en bestemt driftsspænding og en anden eller lignende fysisk størrelse, såsom strøm, spænding, lys, temperatur, tryk, vej osv., og via hvilke den bestemte 15 driftsspænding ændrer sig ældningsbestemt og/eller i afhængighed af påvirkninger af omgivelserne.

Opfindelsen har til hensigt at angive en netdel af den i indledningen angivne art, som ved simpel opbygning muliggør en sikker afprøvning uafhængigt af netspændingssvingninger.

20 Opgaven løses ifølge opfindelsen ved, at der mellem nettilslutningerne parallelt med føleren ligger en serieforbindelse bestående af en zenerdiode og en valgfrit indkobbelbar konstantspændingskilde, at zenerdiodens ene tilslutning over et RC-led er forbundet med den ene nettilslutning, og at 25 zenerdiodens zenerspænding er valgt lig med den normale, under den ca. dobbelte spidsværdi af netspændingens nederste tolerancegrænse liggende driftsspænding af føleren.

Ved denne opbygning kan man for det første klare sig uden en dyr nettransformator. For det andet ligger ved frakoblet 30 konstantspændingskilde, uafhængigt af svingninger i netspændingens effektivværdi inden for det tilladelige område, som normalt strækker sig fra -15% til +10% af netspændingen, ved 144718 3 føleren i middelværdi til stadighed en uforandret nomineldriftsspænding, scan er proportional med zenerdiodens konstante zenerspænding. Zenerdioden danner i forbindelse med RC-leddet en spændingstransformator, som sikrer, at zener-5 dioden over RC-leddets modstand forsynes med en spænding, som også er højere end eller lig med zenerspændingen, når netspændingens effektivværdi svarer til sit toleranceområdes nederste grænseværdi. For den gennem spændingstransformeringen teoretisk opnåede værdi ligger ca. på det dobbelte 10 af netspændingens spidsværdi. Hvis man altså fastsætter netspændingens nederste grænseværdi til ca. 85% af dens nominelværdi, så ligger den ved hjælp af spændingstransformeringen teoretisk opnåelige værdi på ca. 170% af netspændingens nederste grænsespidsværdi.

15 Indkobler man nu den med zenerdioden i serie med føleren liggende konstantspændingskilde, adderes konstantspændings-kildens spænding med zenerspændingen, således at der ved føleren ligger en højere spænding til afprøvning af følerens funktionssikkerhed. Konstantspændingskildens spænding kan 20 som sædvanlig beløbe sig til mindst ca. 10% af følerens driftsspænding. Da den ligeledes er konstant, er det sikret, at der ikke lægges en for høj prøvespænding til føleren.

Fortrinsvis er der sørget for, at konstantspændingskilden har en anden, i samme retning som den første koblet zener-25 diode. Denne anden zenerdiode leverer da konstantspændingskildens konstante spænding. Den kan være forsynet over det samme RC-led som den første diode. Det er dog også muligt, i serie med et andet RC-led, at forbinde den med den første nettilslutning.

30 For at ind- eller udkoble konstantspændingskildens konstante spænding kan der i serie med det andet RC-led ligge en omskifter. Ved hjælp af denne omskifter er det muligt at e-tablere eller afbryde det andet RC-leds forbindelse til nettilslutningen.

144718 4 På den anden side er det også muligt parallelt med den anden zenerdiode at lægge en omskifter. Ved hjælp af denne omskifter kan den anden zenerdiode kortsluttes for at ophæve forhøjelsen af følerens driftsspænding efter afprøvningen.

5 Ved åbnet omskifter forhøjes driftsspændingen da igen med den anden zenerdiodes zenerspænding til prøvespændingen.

En anden mulighed for at ind- og udkoble konstantspændingskilden består i, at der kan etableres en forbindelse mellem den første zenerdiode og den anden nettilslutning ved hjælp 10 af en omskifter over konstantspændingskilden eller ved omgåelse af konstantspændingskilden.

Til udnyttelse af følerens reaktionsværdi kan der være sørget for, at der mellem den af serieforbindelsen og føleren dannede parallelkobling og den anden nettilslutning ligger 15 en modstand, til hvilken der er sluttet et tærskelværditrin, som reagerer, når spændingen på denne modstand overskrider en tærskelværdi, og at modstanden er således dimensioneret, at tærskelværdispændingen overskrides, hvis der over følergrenen flyder en forudbestemt strøm. Overskridelsen af tær-20 skelværdien kan i prøvefasen udnyttes som fejl og i normaldriftsfasen (en brænders brændfase) som fejlfri normaltilstand.

Herved er det gunstigt, at det ene RC-leds impedans ved netfrekvensen er så mange gange større end modstandens, med 25 hvilken tærskelværditrinnet er forbundet, at den over denne modstand faldende vekselspænding med netfrekvens ikke overskrider tærskelværdien. Hvis føleren herved kortsluttes under normaldriftsfasen, overskrider vekselspændingen på modstanden ikke tærskelværdien, således at der angives en fejl.

30 Fortrinsvis ligger der i en længdegren af tærskelværditrinnet to modsat i serie koblede zenerdioder før en tværkondensator, af hvilke den ene zenerdiode bestemmer den ene tær- 144718 5 skelværdi, og den anden zenerdiode bestemmer en modsat lavere tærskelværdi på grund af forskelligt valg af zenerspæn-dingerne. Forskellen i zenerdiodernes zenerspændinger sikrer, at tværkondensatoren i givet fald ved den lavere tær-5 skelværdi oplades modsat end ved overskridelsen af den ene tærskelværdi og således sørger for en pålidelig frakobling af tærskelværditrinnet.

Tegningens fig. 1-4 viser foretrukne udførelseseksempler.

Ifølge fig. 1 ligger der ved nettilslutningerne 1 og 2, som 10 kan tilføres en sinusformet netspænding, en strømkreds, som i serie indeholder en kondensator Cl, en ohmsk modstand RI, en zenerdiode Z1 og en ohmsk modstand R. Zenerdiodens Z1 katode er endvidere over en i samme retning polet anden zenerdiode Z2 på den ene side forbundet med anoden af et som fø-15 ler tjenende gasudladningsrør 3 og på den anden side over serieforbindelsen af en ohmsk modstand R2, en kondensator C2 og en omskifter S forbundet med nettilslutningen 1. Zenerdiodens Z1 anode er endvidere forbundet med rørets 3 katode. Til med modstanden R forbundne tilslutninger 4 og 5 er 20 forbundet et tærskelværditrin, som i en længdegren har to modsat i serie koblede zenerdioder Z3 og Z4, i en sig dertil sluttende tværvej har en integrerende eller glattende kondensator C4 og en med kondensatoren C4 forbundet forstærker 6, som forsyner et relæ 7. Relæet 7 styrer foruden en ikke-25 vist program-tidsafbryder en brænders brændstoftilførsel.

Røret 3 tjener til konstatering af tilstedeværelsen af en flamme og tændes af flammens ultraviolette lys, når driftsspændingen mellem rørets 3 anode og katode samtidig har en forudbestemt værdi.

30 Netspændingens nominelværdi andrager 220 volteff. Zenerdiodens Z1 zenerspænding og dermed rørets 3 nominelle driftsspænding er dimensioneret til netspændingens nominelle 144718 6 spidsværdi, altså til ca. 220 volt . >|F« 310 volt. Zenerdi- odens Z2 zenerspænding andrager ca. 10% af zenerdiodens Z1 zenerspænding, dvs. ca. 31 volt. Zenerdiodens Z3 zenerspænding andrager ca. 6 volt og zenerdiodens Z4 ca. 15 volt.

5 Kondensatorernes Cl og C2 ladetidskonstant er valgt væsentlig mindre end kondensatorens C4, som ligger i størrelsesordenen af netspændingens halve periodevarighed. Gunstige værdier for disse og de øvrige komponenter er:

= lOnF

10 C2 = 2nF

c4 = 1 /UF

R = 10K Ohm = 5K Ohm R2 = 10-15K Ohm 15 Før starten af afprøvningen af flammekontrolanordningen ifølge fig. 1 sørger program-tidsomskifteren for, at omskifteren S i en begyndelsesfase indtager den viste stilling, dvs. er åbnet. Flammen og røret 3 er endnu ikke tændt.

Efter indkobling af netspændingen, og mens omskifteren S er 20 åbnet, flyder da i den halvbølge af netspændingen, i hvilken nettilslutningens 2 potentiale er positivt over for nettilslutningens 1 potentiale, en strøm i zenerdiodens Z1 lederetning, som oplader kondensatoren Cl ca. til nominelspændingens spidsværdi. Hvis netspændingens nominelværdi er til 25 rådighed, ligger denne spidsværdi ved ca. 310 volt.

I den næste halvbølge adderes da netspændingen og spændingen på kondensatoren Cl. Samtidig aflades dog kondensatoren Cl fra det øjeblik, i hvilket summen af netspændingen og kondensatorspændingen overskrider zenerspændingen på 310 volt.

30 Sumspændingen vil derfor i praksis ikke nå det dobbelte af netspændingens spidsværdi. Derimod forbliver spændingen på zenerdioden Z1 og dermed på røret 3 konstant 310 volt. I den næste halvbølge oplades kondensatoren Cl igen tilnærmelsesvis 144718 7 til netspændingens spidsværdi, derimod er spændingen på den nu igen i lederetningen polede zenerdiode Zl og dermed på røret 3 praktisk talt nul.

Program-tidsomskifteren sørger endvidere for, at omskifteren 5 S, før tændingen af flammen og dermed røret 3, i en forudbestemt tid, indtil 5 sekunder, lukkes til afprøvning af røret 3. I dette tidsrum oplades kondensatorerne Cl og C2 - den første igen over zenerdioden Zl og den anden kondensator C2 over serieforbindelsen af zenerdioderne Zl og Z2 - tilnærmel-10 sesvis til netspændingens spidsværdi i hver anden halvbølge, mens de i de øvrige halvbølger i det mindste delvis aflades over zenerdioderne. I disse afladehalvbølger ligger over røret 3 som prøvespænding summen af zenerdiodernes Zl og Z2 zenerspændinger. Når rørets 3 gennemslagsværdi ligger endnu 15 højere end denne sumspænding på 341 volt, forbliver røret 3 spærret. Ligger gennemslagsspændingen ældningsbetinget lavere end sumspændingen på 341 volt, tændes røret 3. Derved aftager spændingen over røret springagtigt. Da spændingen på kondensatorerne Cl og C2 ikke ændrer sig lige så hurtigt, 20 forhøjes spændingen på modstanden R svarende til deleforhol-det af modstandene RI, R2 og R ud over zenerdiodens Z4 zenerspænding. Med hver anden halvbølge under prøvefasen gentages dette tændforløb, således at kondensatoren C4 efterhånden oplades til en værdi, ved hvilken relæet 7 25 trækker. Under prøvefasen betragtes trækningen af relæet 7 som fejl i røret 3, således at den kort før eller ved slutningen af prøvefasen normalt indsættende brændstoftænding forhindres. Hvis på den anden side røret 3 ved afprøvning brænder igennem, altså bliver funktionsudygtigt, således at 30 det med den næstfølgende halvbølge ikke længere kan tænde, oplades kondensatoren C4 ganske vist under prøvefasen ikke så meget, at relæet 7 virker. Dog benyttes da i den følgende brændstoftændfase i forbindelse med program-tidsomskifteren det udfaldne relæ til afspærring af brændstoftilførslen.

1447 18 8

Ved slutningen af prøvefasen åbnes omskifteren S igen. Hvis røret 3 har holdt stand under afprøvningen, sker tændingen af flammen således, at røret 3 nu tændes af det ultravio-lette lys af flammen i hver halvbølge, i hvilken zenerspæn-5 dingen opbygges på zenérdioden Zl. En slukning af flammen har til følge, at røret i den følgende halvbølge, henholdsvis når rørets brændspænding underskrides, slukkes og ikke atter tændes. Kondensatoren C4 kan da aflades så meget, at relæet 7 falder ud og derved afbryder den videre brændstof-10 tilførsel til brænderen. Zenerdioden Z3 forhindrer i alle tilfælde, at kondensatoren C4 i den halvbølge, i hvilken nettilslutningens 2 potentiale er positivt over for nettilslutningens 1 og har omladet kondensatoren, ikke aflades fuldstændigt, således at forstærkeren 6 forbliver spærret og 15 relæet faldet ud, indtil zenerdiodens Z4 zenerspænding i den anden halvbølge atter overskrides. Spændingsforholdene på røret 3 ændrer sig heller ikke under prøvefasen, hvis netspændingen er faldet til den nederste, tilladelige grænseværdi, dvs. 85% af netspændingen. Por den dobbelte spidsværdi af 20 denne netspænding på 187 volt^^, som kondensatorerne Cl og C2 tilstræbes at oplades til, ligger også i dette tilfælde med ca. 529 volt endnu væsentligt højere end rørets 3 nomineldriftsspænding på 310 volt.

Ved udførelseseksemplerne ifølge fig. 2-4 er det andet RC-25 led R2, C2 udeladt, mens omskifteren S mellem den første zenerdiode Zl og modstanden R og den anden zenerdiode Z2 eller en anden konstantspændingskilde 8 på den ene side ligeledes forbindes med modstanden R og gennem omlægning af omskifteren S kobles i serie med zenerdioden Zl, kortsluttes 30 eller frigøres fra serieforbindelsen, alt efter om zenerdiodens Z2 spænding til afprøvning af røret 3 yderligere skal lægges til denne eller udelades. I normaldrift er som følge heraf omskifteren S ved disse udførelseseksempler, som vist, lukket i modsætning til udførelseseksemplet ifølge fig. 1.

35 Rækkefølgen af zenerdioderne Zl og Z2 henholdsvis zenerdioden 9 14471» Z1 og konstantspændingskilden 8 kan også være byttet om i seriekoblingen. Funktionsmæssigt adskiller disse koblinger sig derfor ikke væsentligt fra koblingen ifølge fig. 1.

I tilfælde af en kortslutning af røret 3 ligger der på mod-5 standen R en vekselspænding, hvis spidsværdi på grund af den ved en netfrekvens på 50 - 60 hz, i sammenligning med modstanden R, høje kapacitive impedans af kondensatoren Cl ikke overskrider zenerdiodens Z4 zenerspænding. Spændingen på kondensatoren C4 forbliver derfor under tærskelværdien, ved 10 hvis overskridelse relæet 7 trækker og under brændfasen ville melde ikke-tilstedeværelsen af en fejl. Denne vekselspænding kan derimod overskride zenerdiodens Z3 modsat rettede tærskelværdi og således oplade kondensatoren C4 modsat, således at den spærrer forstærkeren 6 og holder relæet 7 15 sikkert frafaldet.

Claims (4)

144718 PATEN TKRAV

1. Netdel for et elektronisk overvågningskredsløb med en føler, som ved påtrykning af en forudbestemt driftsspænding reagerer på den overvågede størrelse, især en flammekontrolanordning med et som ultraviolet-detektor 5 tjenende gasudladningsrør, ved hvilket den af netdelen til føleren afgivelige driftsspænding til afprøvning af følerens driftssikkerhed kan indstilles fra en normal driftsværdi til en højere prøveværdi, kendetegnet v e d, at der mellem nettilslutningerne (1, 2) 10 parallelt med føleren (3) ligger en serieforbindelse bestående af en zenerdiode (Zl) og en valgfrit indkobbelbar konstantspændingskilde (Z2; 8), at zenerdiodens ene tilslutning over et RC-led (RI, Cl) er forbundet med den ene nettilslutning (1), og at zenerdiodens (Zl) 15 zenerspænding er valgt lig med den normale, under den ca. dobbelte spidsværdi af netspændingens nederste tolerancegrænse liggende driftsspænding af føleren (3).

2. Netdel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at konstantspændingskilden har en anden, i samme retning 20 som den første koblet zenerdiode {7,2) .

3. Netdel ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den anden zenerdiode (Z2) i serie med et andet RC-led (R2, C2) er forbundet med den første nettilslutning (1) -

4. Netdel ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der i serie med det andet RC-led (R2, C2) ligger en omskifter (S). 1 Netdel ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet v e d, at der parallelt med den anden zenerdiode (Z2) 30 ligger en omskifter (S).