ES2980814T3 - Procedimiento y dispositivo para recalibrar un sistema de medición para regular una mezcla de gas combustible y aire en un calentador - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un procedimiento para recalibrar datos de calibración de un primer sistema de medición (S1) para medir una primera señal de ionización en una región de llama (2) de un dispositivo de calentamiento (1) que funciona con aire de combustión y gas combustible, en el que el primer sistema de medición (S1) mide una señal de ionización (I1) que se deriva de una primera corriente de iones que fluye desde un electrodo de ionización (8) a un contraelectrodo (9) a través de la región de llama (2), y a partir de esto determina y regula la relación de aire de combustión a gas combustible (lambda) durante la combustión en el dispositivo de calentamiento (1) sobre la base de datos de calibración, en el que el primer sistema de medición (S1) se recalibra al menos según criterios predeterminables o en intervalos de tiempo predeterminables, y en el que la recalibración se lleva a cabo por medio de un electrodo de encendido (7) presente en el dispositivo de calentamiento (1) para encender la combustión, que se hace funcionar para generar una segunda señal de ionización (I2). La invención se refiere también a un dispositivo, en particular para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, con una cámara de combustión (1) con una alimentación de aire (3) y una alimentación de gas combustible (4) controladas por una unidad de control (17), y con un primer sistema de medición (S1) que comprende un electrodo de ionización (8), un contraelectrodo (9), una primera fuente de corriente alterna (11) y una primera electrónica de evaluación (13) para determinar una primera señal de ionización (I1) que se puede suministrar a la unidad de control (17), estando presente un segundo sistema de medición (S2) para medir una segunda señal de ionización (I2) que se puede generar entre un electrodo de encendido (7) previsto para encender la combustión y el contraelectrodo (9) por el segundo sistema de medición (S2), y estando configurados cada uno de ellos para determinar un valor lambda. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo para recalibrar un sistema de medición para regular una mezcla de gas combustible y aire en un calentador

La invención se sitúa en el campo de la regulación de una mezcla de gas combustible y aire para un proceso de combustión en un calentador, en particular una cámara de combustión en un calentador para la preparación de agua caliente o para caldear un edificio. Para medir la calidad de la combustión, que depende principalmente de la proporción entre aire y gas combustible durante la combustión (valor lambda, también llamado índice de aire), se realiza, en particular en muchos calentadores, una medición de la ionización en el área de llama. Estas mediciones están destinadas a permitir una regulación estable durante largos períodos de tiempo, por lo que puede ser necesario detectar cambios lentos en el sistema de medición y realizar una recalibración.

Según el estado de la técnica, mediante un electrodo de ionización se determina el respectivo valor real de la ionización en el área de llama, que es proporcional al valor lambda presente en ese momento, de modo que este puede deducirse a partir de la medición de la ionización. A este respecto, al electrodo de ionización se le aplica una tensión alterna, en donde el área de llama ionizada en presencia de llama tiene un efecto rectificador, de modo que una señal de ionización fluye principalmente en cada caso solo durante una media onda de la corriente alterna. Esta corriente o una señal de tensión proporcional derivada a partir de ella, en lo sucesivo denominada señal de ionización, se mide y, dado el caso, se procesa posteriormente como señal de ionización tras una digitalización en un convertidor analógico/digital. El valor lambda se puede medir así a través de una calibración y regularse a un punto teórico mediante un circuito de regulación. A este respecto, el suministro de aire y/o gas combustible se modifica mediante actuadores adecuados hasta alcanzar el valor teórico deseado de lambda. En general se busca un valor lambda > 1 (1 corresponde a una proporción estequiométrica), por ejemplo, lambda = 1,3 para garantizar que se suministre suficiente aire para una combustión limpia prácticamente sin generación de monóxido de carbono. Sin embargo, lambda debe mantenerse a este respecto lo suficientemente pequeña para garantizar una combustión estable. La regulación puede realizarse en particular a través de una válvula para el suministro de gas combustible y/o un ventilador para el suministro de aire ambiente.

La estructura básica de tales calentadores, desde los sistemas de medición para la medición de la ionización hasta su uso para la regulación se conoce, por ejemplo, por los documentos EP 0770824 B1 y EP 2466204 B1. En ellos se describe también que la precisión de la regulación puede variar con el tiempo debido a diversas influencias, en particular a influencias sobre el estado o la forma del electrodo de ionización. Se especifican varios procedimientos para la recalibración en caso necesario, pero todos requieren un nivel de esfuerzo relativamente alto y/o pueden tener la desventaja de que durante la recalibración el calentador debe funcionar a veces con valores lambda de 1 o incluso inferiores, lo que puede llevar a una generación temporal de monóxido de carbono no deseado. Además, en este rango se producen temperaturas de llama muy altas, lo que puede provocar daños adicionales al electrodo de ionización durante la calibración.

Por el documento EP 2014985 B1 ya se conoce una regulación que se puede hacer funcionar y calibrar sin llevar la combustión a un rango cercano a lambda = 1, de modo que durante la calibración también se produce poco monóxido de carbono. Sin embargo, no siempre es posible así mantener un valor lambda óptimo.

Además se conoce por el documento DE 2103189 A1 cómo utilizar un electrodo de encendido en un quemador después del encendido para medir la ionización y, por tanto, controlar una llama.

Finalmente, por el documento EP 1750058 A2 se conoce también cómo hacer funcionar dos electrodos de ionización en un quemador para posibilitar una calibración mutua. Sin embargo, esto requiere un esfuerzo adicional de instalación en el quemador y no se puede evitar fácilmente que ambos electrodos de ionización presenten, por ejemplo, una deriva similar, que entonces no se puede constatar.

La presente invención pretende proporcionar en este caso una solución para permitir un método rápido para recalibrar una regulación existente o corregir una curva de calibración en la que se basa esta regulación, que se pueda llevar a cabo con poco esfuerzo adicional en equipos.

Para conseguir este objetivo se utilizan un procedimiento y un dispositivo según las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes respectivas se indican configuraciones ventajosas y perfeccionamientos de la invención. La descripción, en particular en relación con las figuras, ilustra la invención y proporciona otros ejemplos de realización.

El procedimiento según la invención sirve para recalibrar datos de calibración de un primer sistema de medición para medir una primera señal de ionización en un área de llama de un calentador que funciona con aire de combustión y gas combustible, en donde el primer sistema de medición mide una señal de ionización que se deriva a partir de una primera corriente iónica que fluye desde un electrodo de ionización hasta un contraelectrodo a través del área de llama, y, a partir de ella, se determina y regula la proporción de aire de combustión a gas combustible (lambda) durante la combustión en el calentador basándose en datos de calibración, en donde el primer sistema de medición se recalibra al menos según criterios predeterminables o a intervalos de tiempo predeterminables, y en donde la recalibración se realiza mediante un electrodo de encendido presente en el calentador para el encendido de la combustión, que se hace funcionar para generar una segunda señal de ionización. En algunos calentadores se mide en cualquier caso una segunda señal de ionización para constatar y controlar la presencia de una llama.

Independientemente de esta función conocida como control de llama, una segunda señal de ionización de este tipo también se puede utilizar para otras tareas durante el funcionamiento, en particular para la recalibración de datos de calibración de la propia regulación. Esto permite llevar a cabo una corrección de la primera señal de ionización de vez en cuando basándose en una comparación con la segunda señal de ionización, dado el caso con la adición de valores empíricos (almacenados) para ambas señales de ionización y sus cambios en el tiempo.

Para ello se hace funcionar el electrodo de encendido en un segundo sistema de medición para medir la segunda señal de ionización. De este modo se pueden detectar y corregir no solo cambios en el propio electrodo de ionización, sino también cambios en su electrónica, en particular una deriva prolongada. El segundo sistema de medición, que normalmente también se utiliza para controlar la llama, funciona según el siguiente principio:

Se aplica una tensión alterna sin componente de tensión continua procedente de una fuente de tensión con alta impedancia de salida entre el electrodo de encendido y tierra. Debido al efecto rectificador del plasma de la llama, cuando la llama está encendida, durante cada media onda positiva de la tensión alterna fluye una corriente de ionización hacia tierra. La amplitud de la tensión de cada media onda positiva se reduce debido a la alta impedancia de salida de la fuente de tensión, mientras que la media onda negativa permanece sin cambios. Como resultado, se le impone una componente negativa de tensión continua a la tensión alterna. La amplitud de esta componente negativa de tensión continua se convierte como valor medio mediante un circuito amplificador en una señal de tensión que, debido a su curva característica, puede utilizarse como segunda señal de ionización para los fines aquí descritos con suministro de gas constante y suministro de aire creciente. Normalmente, esta señal se digitaliza mediante un convertidor analógico/digital (por ejemplo, en valores entre 0 y 1023) para que pueda procesarse posteriormente en un microprocesador.

La curva característica de la señal es resultado de una combinación de diferentes efectos. Por un lado, la ionización en el área de llama es máxima cuando la combustión tiene lugar en una proporción estequiométrica de gas de combustión y aire de combustión; por otro lado, cuando aumenta la velocidad del gas (mayor cantidad de gas por unidad de tiempo), las llamas se alejan de las aberturas de salida de gas, que desde el punto de vista electrónico constituyen la masa en el sistema, lo que reduce la corriente iónica. La temperatura de las llamas y del electrodo de encendido también puede influir en el efecto rectificador mencionado anteriormente. El resultado es una curva con un mínimo fácilmente reproducible, que se acerca al valor lambda típico del funcionamiento continuo.

En combinación con diferentes niveles de carga se puede recalibrar de este modo un mapa característico completo del primer sistema de medición, almacenándose en el primer y segundo sistema de medición datos de calibración para la relación entre la señal de ionización y la proporción aire de combustión a gas combustible en diferentes condiciones de carga y, con cada recalibración, se realiza una comparación entre los valores medidos determinados por ambos sistemas de medición, recalibrándose el primer sistema de medición con los datos del segundo sistema de medición en caso de desviaciones.

En una forma de realización preferida, la combustión en el calentador se lleva a al menos un estado de combustión constante predeterminable por el primer sistema de medición y luego se mide la segunda señal de ionización del segundo sistema de medición manteniendo o cambiando específicamente este estado. Así se obtienen dos valores medidos para el mismo estado, que se pueden comparar entre sí. Si se considera que la segunda señal de ionización es más fiable, al valor medido calculado a partir de la primera señal de ionización se le puede proporcionar una corrección correspondiente para futuras mediciones. Al menos se pueden identificar desviaciones entre las dos mediciones y, a partir de ellas, se pueden derivar medidas.

Es especialmente ventajoso que mediante el primer sistema de medición se lleve la combustión sucesivamente a varios estados constantes diferentes y que en cada uno de estos estados se conecte el segundo sistema de medición, se mida la segunda señal de ionización en este estado y/o cuando este estado cambia y se constate una posible desviación de la primera señal de ionización. De esta manera se puede comprobar con una precisión adecuada la curva de dependencia del índice de aire con respecto a la primera señal de ionización, es decir, la curva de calibración del primer sistema de medición, que depende del número y la distancia entre los estados (los denominados nodos), y corregirse por completo si es necesario.

En una configuración preferida, los diferentes estados constantes son diferentes niveles de carga del calentador, que vienen dados por diferentes velocidades constantes de un ventilador y/o diferentes cantidades constantes de gas combustible suministrado por unidad de tiempo mediante diferentes ajustes constantes de una válvula de gas combustible.

Además, se propone un dispositivo configurado para llevar a cabo el procedimiento aquí descrito, que tiene una cámara de combustión, con un suministro de aire y un suministro de gas combustible, que se regulan por una unidad de regulación, y con un primer sistema de medición que comprende un electrodo de ionización, un contraelectrodo, una primera fuente de tensión alterna y una primera electrónica de evaluación para determinar una primera señal de ionización, que puede alimentarse a la unidad de regulación, estando presente un segundo sistema de medición para medir una segunda señal de ionización, que puede generarse por el segundo sistema de medición entre un electrodo de encendido presente para el encendido de la combustión y el contraelectrodo, y en donde el primer y el segundo sistema están configurados en cada caso para determinar un valor lambda.

A este respecto, el segundo sistema de medición está construido independientemente del primer sistema de medición, concretamente porque no tiene ninguna pieza en común con él aparte del contraelectrodo. Esto hace posible, al menos dentro de ciertos límites, detectar y corregir errores en la electrónica del primer sistema de medición.

Preferiblemente, el segundo sistema de medición está construido de manera diversa respecto al primer sistema de medición, concretamente porque tiene el menor número posible de componentes idénticos o ninguno. Mediante el uso de otros componentes electrónicos y/o una estructura diferente y/o un principio de medición diferente, se pueden detectar y compensar incluso errores sistemáticos como por ejemplo una deriva lenta de ganancia, resistencias u otros componentes.

En una configuración preferida está presente un comparador al que se pueden alimentar valores medidos del primer y el segundo sistema de medición, y se usa una unidad de corrección para recalibrar datos de calibración del primer sistema de medición cuando se constatan desviaciones entre los dos valores medidos.

También se describirá aquí un producto de programa informático que comprende comandos que hacen que el dispositivo descrito realice el procedimiento aquí propuesto. Los calentadores modernos normalmente incluyen un controlador electrónico que incluye al menos un microprocesador programable que puede controlarse mediante dicho producto de programa informático.

Un ejemplo de realización esquemático de la invención, al cual sin embargo no se limita, y el modo de funcionamiento del procedimiento según la invención se explicarán ahora en detalle con referencia al dibujo. Representan:

la Fig. 1: esquemáticamente, un dispositivo según la invención,

la Fig. 2: un diagrama para ilustrar la evolución de la primera señal de ionización con un determinado índice de aire (lambda) en función de la velocidad del ventilador (normal y con deriva),

la Fig. 3: un circuito esquemático para generar una señal de ionización en el segundo sistema de medición S2,

la Fig. 4: un diagrama para ilustrar un proceso de medición con el segundo sistema de medición S2, y

la Fig. 5: un diagrama para ilustrar una curva de calibración corregida para el primer sistema de medición S1.

La figura 1 muestra esquemáticamente un ejemplo de realización de un dispositivo aquí propuesto. Durante el funcionamiento en un calentador 1 se forma un área de llama 2 para quemar un gas combustible con aire. El aire llega a la cámara de combustión 1 a través de un suministro de aire 3 y un ventilador 5. El gas combustible se mezcla con el aire a través de un suministro de gas combustible 4 y una válvula de gas combustible 6. Un electrodo de encendido 7 enciende la mezcla cuando comienza el proceso de combustión y luego se usa, por ejemplo, como parte de un controlador de llama. Se mide una primera señal de ionización en el área de llama 2 mediante un electrodo de ionización 8. Para ello se utiliza un primer sistema de medición S1, desde el cual se alimenta el electrodo de ionización 8 con una tensión alterna procedente de una primera fuente de tensión alterna, midiendo una primera electrónica de evaluación 13 la señal de ionización resultante y convirtiéndola en un valor lambda, es decir, una proporción de mezcla de aire a combustible, según datos de calibración almacenados (curva de regulación). Utilizando este valor como valor real, una unidad de regulación 17 puede regular el ventilador 5 y/o la válvula de gas combustible 6 de modo que se alcance un valor teórico deseado para lambda. Para lograr un funcionamiento seguro a largo plazo, es necesario corregir la curva de regulación a intervalos determinados, por ejemplo, los intervalos se pueden seleccionar según el tiempo de funcionamiento del calentador 1 y/u otros parámetros. Esto se debe, por un lado, a que el electrodo de ionización 8 puede cambiar durante el funcionamiento, por ejemplo debido a una deformación térmica y/o a una capa de óxido cada vez mayor en la superficie. La electrónica también puede cambiar; desafortunadamente, es difícil llevar a cabo una calibración absolutaa posterioriy automáticamente con los dispositivos existentes, por lo que la presente invención hace uso del electrodo de encendido 7 para generar una segunda señal de ionización como un nuevo enfoque para la recalibración. Para ello se pone en funcionamiento un segundo sistema de medición S2 mediante una unidad de conmutación 10, que en lugar de una electrónica de encendido conecta una segunda fuente de tensión alterna 12 al electrodo de encendido 7 (si esto no se ha hecho ya para el control de llama), midiéndose y evaluándose una segunda señal de ionización en una segunda electrónica de evaluación 13, que también proporciona un valor real de lambda. Lo ideal es que ambos valores reales proporcionados por los sistemas de medición S1 y S2 sean iguales o estén en una relación que no haya cambiado desde la última calibración, de modo que la curva de regulación en el primer sistema de medición S1 pueda permanecer sin cambios. Sin embargo, si en un comparador 15 se determinan desviaciones entre los dos valores medidos o su relación, se determina mediante una unidad de corrección 16 un factor de corrección con el que se corrige la curva de regulación, de modo que la unidad de regulación 17 puede realizar la posterior regulación basándose en la curva de regulación corregida con el primer sistema de medición. Se supone que el segundo sistema de medición S2 mide de forma más fiable que el primer sistema de medición S1, por lo que S1 se corrige al valor real de S2. Sin embargo, basándose en valores empíricos y/o consideraciones teóricas, esta corrección puede verse debilitada por un valor de atenuación si no ha de aplicarse toda la corrección calculada o no inmediatamente.

La Fig. 2 muestra en un diagrama cómo la primera señal de ionización (y de forma similar también la segunda señal de ionización) depende de la velocidad del ventilador 5. La velocidad suele oscilar entre 1000 y 10000 revoluciones por minuto [rpm] y determinadas velocidades se pueden utilizar como nodos i1, i2, ... i10 para una comprobación y recalibración. La curva superior A muestra a este respecto la dependencia con un electrodo de ionización 8 nuevo, mientras que la curva inferior B muestra la dependencia con un electrodo de ionización 8 usado y ya algo envejecido (por ejemplo, oxidado o doblado). Al convertir la señal de ionización I1 en un valor lambda a partir de la curva de calibración A, un electrodo de ionización 8 envejecido daría como resultado un valor real incorrecto, que conduciría a una regulación deficiente.

A continuación se describe a modo de ejemplo un modo de proceder típico según la invención para recalibrar la curva de regulación en el primer sistema de medición, aunque la invención no se limita a este modo de proceder específico, ya que existen muchas posibilidades para usar el electrodo de encendido 7 para la recalibración. En el ejemplo de realización elegido aquí, el calentador funciona inicialmente, en el modo funcionamiento normal, con un suministro específico de gas combustible y una velocidad asociada del ventilador 5, regulándose la señal de ionización I1 mediante el primer sistema de medición S1 a un valor de, por ejemplo, 100 pA [microamperios], especificado como valor teórico para este estado, ajustando la velocidad del ventilador y/o el suministro de combustible. Con datos de calibración válidos (mapa característico, curva de regulación), este tipo de regulación hace que se mantenga el valor lambda deseado en un amplio rango de carga. Sin embargo, si se excede un cierto número de horas de funcionamiento del calentador o se reinicia o por otras razones, se puede iniciar una recalibración. En el ejemplo de realización aquí descrito se corrige una curva de regulación sencilla mediante los denominados nodos i1, i2, ... i10 en el eje x (velocidad del ventilador), de modo que los valores entre los nodos i1, i2, ... i10 pueden obtenerse mediante interpolación si es necesario. Para un rango de velocidad entre 1000 y 10000 rpm [revoluciones/minuto] bastan, por ejemplo, un máximo de 10 nodos a intervalos adecuados para una recalibración suficientemente precisa, aunque, por supuesto, se pueden utilizar más o menos. Para cada nodo, en este caso, por ejemplo, a 3000 rpm, se realiza una recalibración en un momento adecuado, por ejemplo, cuando se necesita o se puede retirar una carga de la magnitud correspondiente. Para ello, si se cumple una condición para la recalibración, se pasa del modo de funcionamiento normal, en el que el sistema de medición S1 se utiliza para regular un valor lambda constante, por ejemplo, lambda = 1,3, que también se ajusta exactamente como el valor real para la velocidad correspondiente según la curva de calibración válida, al procedimiento de recalibración. En este caso, el suministro de gas se mantiene constante durante todo el período de recalibración, al igual que inicialmente la velocidad del ventilador. A continuación, se conmuta del primer sistema de medición S1 al segundo sistema de medición S2. Al comienzo de la recalibración, esta determina una segunda señal de ionización I2 determinada por medio del electrodo de encendido 7. Si se supone que debido a cambios en el sistema de medición S1 ya no se alcanza el valor lambda deseado, esto se puede constatar y corregir ahora con ayuda del sistema de medición S2. Para ello se deja sin cambios el suministro de gas y se reduce de forma definida la velocidad del ventilador hasta alcanzar con seguridad un valor por debajo del valor lambda deseado, pero que aún se encuentra muy por encima de una proporción estequiométrica entre aire y gas combustible, de modo que difícilmente se genere en este proceso monóxido de carbono y no haya una temperatura de llama excesivamente alta (véase el punto "1" en la Fig. 4). A partir de este valor lambda, se aumenta la velocidad del ventilador 5 hasta que la segunda señal de ionización detecta, debido un fuerte incremento, un aumento de la llama que sale del quemador 9 (véase el punto "2" en la Fig. 4). A partir de este punto, ahora se reduce de nuevo la velocidad del ventilador 5, observándose la señal de ionización para determinar la posición exacta del mínimo (absoluto) de la señal de ionización y regular el valor teórico al mínimo o cerca de él (véase el punto "3" en la Fig. 4). En este punto se comprueba ahora si la velocidad real del ventilador 5 corresponde a la esperada, por ejemplo aproximadamente 6.000 rpm.

Desde el punto de vista de la tecnología de regulación, es más fácil utilizar un valor en un flanco cercano a un mínimo como valor teórico (en este caso, en particular, en el flanco hacia la mezcla más rica, es decir, entre los puntos "1" y "3" en la Fig. 4), porque entonces, en caso de una modificación (positiva o negativa) del valor real, queda claro en qué dirección se debe realizar la corrección. En cualquier caso, se puede regular un valor lambda deseado cercano a 1,4 sin que se genere monóxido de carbono durante el proceso.

Con la velocidad así hallada, ahora se puede comparar la velocidad original resultante de la regulación y en cualquier caso corregir su calibración en este punto (nodo) de la curva de calibración. Esto también se puede realizar en momentos adecuados en otros estados de carga (nodos), de modo que también en esos casos se pueda corregir la calibración correspondientemente.

Para constatar la corrección requerida se considera, por ejemplo, la relación de I2/I1. Por ejemplo, se aumenta la velocidad del ventilador (al aumentarla se incrementa el índice de aire y se reduce el riesgo de emisión accidental de monóxido de carbono) hasta que la relación de I2/I1 haya aumentado en 5 puntos porcentuales y se constata a qué velocidad del ventilador se logra este aumento, en donde la velocidad inicial (en este caso, 3000 rpm) y la velocidad final (en este caso, por ejemplo, 4000 rpm) pueden ponerse en relación (resultado 0,75) y compararse con un valor de referencia previamente almacenado (por ejemplo, 0,7). El valor de referencia en relación con la relación que acaba de medirse da lugar a un factor de corrección (en este caso, 0,7/0,75 = 0,93) con el que se debe corregir el valor original de la curva de calibración (100 pA) en este nodo, lo que da como resultado el nuevo valor recalibrado de la curva de calibración (93,3 pA). Si no desea aplicar inmediatamente una única recalibración a una curva de calibración, se puede prever un denominado factor de atenuación entre 0 y 1. Cada recalibración tiene entonces un efecto correspondientemente menor sobre la curva de calibración, lo que significa que también se atenúan los efectos adversos de posibles errores durante la recalibración y solo después de varias recalibraciones se obtiene una nueva curva de calibración correcta.

La Fig. 3 muestra esquemáticamente un circuito que se puede utilizar para el sistema de medición S2. Una segunda fuente de tensión alterna 12 con una alta resistencia de salida 18 suministra inicialmente una tensión alterna sin componente de tensión continua al electrodo de encendido 7 y al contraelectrodo 9 (tierra). Cuando se produce una llama entre los dos (lo que se muestra aquí como un diagrama de circuito equivalente 19), la tensión solo cae en media onda debido al efecto rectificador de la llama (que se muestra como un diodo en el diagrama de circuito equivalente), de modo que en la entrada de la segunda electrónica de evaluación 14 (amplificador y convertidor) hay una tensión alterna con una componente de tensión continua negativa, que se convierte en la segunda señal de ionización en la electrónica de evaluación 14 y se puede convertir en un convertidor analógico/digital 20 y luego procesarse adicionalmente.

La Fig. 4 ilustra cualitativamente lo que sucede durante el proceso de recalibración mediante el segundo sistema de medición S2. En el diagrama mostrado, la segunda señal de ionización I2 se representa en el eje Y (en forma digitalizada, por ejemplo, como un número entre 0 y 1023) con respecto a la velocidad del ventilador en el eje X con suministro de gas constante. El diagrama característico resultante muestra un rango inicial casi constante, una disminución hasta un mínimo (punto "3") y un incremento posterior. La experiencia demuestra que el mínimo se sitúa en torno al valor lambda habitualmente deseado de 1,3 a 1,4, aunque el rango constante a la izquierda de este, por ejemplo en el punto "1", todavía está muy lejos de lambda =1. En el incremento alrededor del punto "2", la llama comienza a extinguirse, y luego puede volverse inestable a medida que se incrementa el suministro de aire. Sin embargo, se puede variar el suministro de aire entre los puntos "1" y "2" sin generar monóxido de carbono ni inestabilidades para hallar el mínimo en el punto "3" y utilizarlo para la recalibración. En lugar de la velocidad del ventilador, debido a la relación descrita, también se podría utilizar el valor lambda como unidad en el eje X.

La Fig. 5 muestra el resultado de la recalibración para un nodo a una velocidad del ventilador de 3000 rpm. Debido a la recalibración en este nodo, ya no se alcanza el valor lambda constante deseado de 1,3 con una señal de ionización de 100 pA, sino con una señal de ionización de 93,3 pA. Después de la recalibración, este valor es, por lo tanto, el nuevo valor teórico en este punto con el correspondiente ajuste de los valores en torno a esta velocidad del ventilador. Una recalibración en varios nodos da como resultado una nueva curva de calibración para el valor lambda deseado, que tiene en cuenta la deriva del sistema de medición S1 mostrada en la Fig. 2.

La presente invención hace posible configurar una recalibración fiable de un sistema de regulación convencional existente sin realizar ningún cambio en el calentador en sí, únicamente mediante electrónica adicional, ya que el electrodo de encendido también se usa para generar una segunda señal de ionización en el área de llama, con la cual se puede corregir una eventual deriva a largo plazo del sistema de regulación existente a intervalos predeterminables. En muchas aplicaciones se utiliza ya para el control de llama una segunda señal de ionización, de modo que solo se necesitan unos pocos componentes electrónicos adicionales para utilizar esta con el fin de recalibrar el sistema de regulación habitual, en particular para corregir una deriva a largo plazo.

Lista de referencias

1 calentador

2 área de llama

3 suministro de aire

4 suministro de gas combustible

5 ventilador

6 válvula de gas combustible

7 electrodo de encendido

8 electrodo de ionización

9 quemador/contraelectrodo

10 unidad de conmutación

11 primera fuente de tensión alterna

12 segunda fuente de tensión alterna

13 primera electrónica de evaluación

14 segunda electrónica de evaluación

15 comparador

16 unidad de corrección

17 unidad de regulación

18 resistencia de salida

19 diagrama de circuito equivalente de una llama

20 convertidor analógico/digital

51 primer sistema de medición

52 segundo sistema de medición

11 primera señal de ionización

12 segunda señal de ionización

A curva de calibración con electrodo de ionización

nuevo

B curva de calibración con electrodo de ionización

usado

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para recalibrar datos de calibración de un primer sistema de medición (S1) para medir una primera señal de ionización en un área de llama (2) de un calentador (1) que funciona con aire de combustión y gas combustible, en donde el primer sistema de medición (S1) mide una señal de ionización (I1) que se deriva de una primera corriente iónica que fluye desde un electrodo de ionización (8) hasta un contraelectrodo (9) a través del área de llama (2) y, a partir de ella, se determina y regula la proporción aire de combustión a gas combustible (lambda) durante la combustión en el calentador (1) basándose en datos de calibración, en donde el primer sistema de medición (S1) se recalibra al menos según criterios predeterminables o a intervalos de tiempo predeterminables, en donde la recalibración se realiza mediante un electrodo de encendido (7) presente en el calentador (1) para el encendido de la combustión, que se hace funcionar en un segundo sistema de medición (S2) para generar una segunda señal de ionización (I2), y en donde, en el primer (S1) y en el segundo (S2) sistema de medición se almacenan datos de calibración para la relación entre la señal de ionización (I1 o I2) y la proporción aire de combustión a gas combustible en diferentes condiciones de carga y, con cada recalibración, se realiza una comparación entre los valores medidos determinados por ambos sistemas de medición (S1, S2), recalibrándose el primer sistema de medición (S1) con los datos del segundo sistema de medición (S2) en caso de desviaciones.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde la combustión en el calentador (1) se lleva a al menos un estado de combustión constante predeterminable por el primer sistema de medición (S1) y luego se mide la segunda señal de ionización (I2) del segundo sistema de medición (S2) manteniendo o cambiando específicamente este estado.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la combustión se lleva sucesivamente mediante el primer sistema de medición (S1) a varios estados constantes diferentes y en cada uno de estos estados se mide la segunda señal de ionización (I2) al menos en este estado o cuando este estado cambia.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en donde diferentes estados constantes son diferentes niveles de carga del calentador (1), que vienen dados al menos por diferentes velocidades constantes de un ventilador (5) o por diferentes cantidades constantes de gas combustible suministrado por unidad de tiempo debido a diferentes ajustes constantes de una válvula de gas combustible (6).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde tras establecer un estado constante se reduce en primer lugar la proporción aire de combustión a gas combustible (lambda) en un valor predeterminable y luego se aumenta de forma continua o escalonada para registrar la evolución de la segunda señal de ionización (I2) en función del valor lambda y hallar puntos característicos predeterminables en esta evolución.

6. Dispositivo, configurado para llevar a cabo un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, con una cámara de combustión (1), que presenta un suministro de aire (3) y un suministro de gas combustible (4), que se regulan por una unidad de regulación (17), y con un primer sistema de medición (S1), que comprende un electrodo de ionización (8), un contraelectrodo (9), una primera fuente de corriente alterna (11) y una primera electrónica de evaluación (13) para determinar una primera señal de ionización (I1), que puede alimentarse a la unidad de regulación (17), estando presente un segundo sistema de medición (S2) para medir una segunda señal de ionización (I2), que puede generarse por el segundo sistema de medición (S2) entre un electrodo de encendido (7) presente para el encendido de la combustión y el contraelectrodo (9), y en donde el primer (S1) y el segundo (S2) sistema están configurados en cada caso para determinar un valor lambda y el segundo sistema de medición (S2) está construido independientemente del primer sistema de medición (S1), es decir, no tiene partes en común con este aparte del contraelectrodo (9).

7. Dispositivo según la reivindicación 6, en donde el segundo sistema de medición (S2) está construido de manera diversa respecto al primer sistema de medición (S1), es decir, tiene el menor número posible de componentes idénticos o ninguno y/o funciona según un principio diferente.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 o 7, en donde está presente un comparador (15), al que se pueden alimentar valores medidos del primer (S1) y del segundo (S2) sistema de medición referidos a un valor lambda predeterminable, y una unidad de corrección (16) para la recalibración de datos de calibración del primer sistema de medición (S1) cuando se constatan desviaciones entre ambos valores medidos.