PT1211461E - Circuito de controlo de chamas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "CIRCUITO DE CONTROLO DE CHAMAS" A invenção refere-se a um circuito de controlo de chamas em conformidade com o termo genérico da reivindicação independente. Jã se conhece um circuito destes do documento US-A-3 627 458.

Em conhecidos circuitos de controlo de chamas deste tipo é medida a corrente de ionização pela chama. Para isso, o tipo de soluções conhecidas requerem um segundo eléctrodo de ionização adicionalmente ao verdadeiro eléctrodo de controlo, cujo sinal é avaliado por um circuito de controlo de chamas digital e infalível.

Mas a necessidade de um segundo eléctrodo tem a desvantagem de um custo construtivo respectivamente mais elevado, particularmente condicionado pelas necessárias passagens dos condutores e pelo próprio segundo eléctrodo, bem como sua fixação. O objectivo da invenção é evitar estas desvantagens e propor um circuito de controlo de chamas do tipo inicialmente mencionado, que se destaca pela sua fácil montagem

Em conformidade com a invenção, este objectivo é alcançado num circuito de controlo de chamas do tipo 7 inicialmente mencionado através das características identificadas da reivindicação independente.

Com as medidas propostas, resulta a vantagem de ser necessário apenas um eléctrodo de ionização para o controlo de chamas. Desta forma, prevê-se, de um modo simples, uma filtragem das porções de corrente alternada do sinal de ionização, em que o sinal de tensão contínua medido pode ser passado para um circuito de amplificador.

Neste caso, o circuito de controlo de chamas infalível ligado ao eléctrodo de ionização não é influenciado na sua segurança por um circuito de detecção analógico, como seria o caso no estado da técnica. Isso permite também que apenas um eléctrodo de ionização seja suficiente.

As caracterxsticas da reivindicação 2 resultam na vantagem do sinal de ionização ser muito pouco influenciado pelo desacoplamento do sinal que deriva daí, permitindo assim um respectivo elevado grau de exactidão na avaliação.

As características da reivindicação 3 resultam na vantagem da avaliação mal sobrecarregar o sinal e, consequentemente, permitir um respectivo elevado grau de exactidão na avaliação.

As características da reivindicação 4 resultam na vantagem de garantir um claro sinal de saída, que também pode ser utilizado para uma sinalização ou introdução de um processo de correcção. 3

Passamos a explicar em mais pormenor um exemplo de execução da invenção por meio das figuras 1, 2 e 3 dos desenhos. A fig. 1 apresenta esquematicamente um circuito de controlo de chamas em conformidade com a invenção e a fig. 2 e 3 mostram detalhes da fig. 1.

Em todas as apresentações os símbolos de referência iguais significam as mesmas particularidades.

Um queimador 7 metálico disposto na câmara de combustão 6 tem ligação eléctrica à massa GND. Está apenas previsto um eléctrodo de ionização 5, que na existência de uma chama 2 fornece ao queimador uma corrente de ionização. O eléctrodo de ionização 5 está ligado a um circuito de avaliação 1.

Este circuito de avaliação 1 está ligado à massa GND e a duas tensões de alimentação U Ioni e Ubl. Do lado da saída, o circuito de avaliação 1 fornece, que no essencial compara o tamanho da corrente de ionização com um valor pré-definido, um sinal digital de chamas numa saída 3.

Ao circuito de avaliação 1 está ainda ligada uma resistência Shunt RShunt através de dois condutores 8 e 9, ao qual está paralelamente ligado um condensador Cl. Em cada eléctrodo deste condensador Cl estão ligadas resistências RI ou R2, que estão ligadas entre si através de outro condensador C2, estando este último ligado a entradas de não inversão 10, 11 de dois amplificadores 0P2 .

Estes diferenciadores 0P1, 0P2. Estes amplificadores 4 diferenciadores 0P1, OP2 estão ligados à massa GND e uma tensão de alimentação Ub2

As entradas de inversão 12, 13 dos dois amplificadores diferenciadores 6, 7 estão ligadas por resistências R3, R5 a saídas dos amplificadores diferenciadores 0P1, 0P2, estando a entrada de inversão do amplificador diferenciador 0P1 ligada por uma resistência R4 à resistência R5 e à saída do amplificador diferenciador 0P2. Esta ainda ligada à entrada de inversão 12 do amplificador diferenciador 7 uma tensão de alimentação Ubl através de uma resistência R6. A saída do amplificador diferenciador 0P1 está ligada, através de uma resistência R7 e de um circuito paralelo R/C R8/C3 ligado à massa GND, a um borne de saída 4, que conduz um sinal de tensão proporcional à porção de corrente contínua da corrente de ionização, que corre entre o eléctrodo e a massa GND.

Este circuito até agora descrito segundo a fig. 1 retirando o circuito de avaliação 1 corresponde à parte do circuito B na fig. 2. 0 circuito de avaliação 1 pode, por exemplo, corresponder à parte do circuito A na fig. 2.

Na parte do circuito A na fig. 2 correspondente à fig. 3 do circuito de controlo de chamas em conformidade com a invenção, hã uma fonte de tensão alternada U_ioni ligada ao eléctrodo de ionização 5 através de uma resistência R155 e um condensador C150 ligado em série, encontrando-se o eléctrodo de ionização junto à zona de chamas 2 do queimador 7, A chama é representada por um esquema de 5 circuitos de substituição, que engloba uma resistência Rchama com elevado ohm e um díodo DChama ligado em série, estando este circuito em série ligado à massa GND do queimador 7, O eléctrodo de ionização 5 está ligado a um circuito de avaliação. Este engloba um circuito divisor de tensão composto por um circuito em série, ligado ao eléctrodo de ionização 5, das resistências R153 e R154, por um lado, e de uma resistência R163 por outro, que está ligado a um pólo positivo de uma fonte de tensão contínua Ubl, Ά resistência R163 está paralelamente ligado um condensador C154, ao qual está também ligada a base de um transístor pnp T152, cujo emissor está ligado ao pólo positivo da fonte de tensão contínua Ub, 0 colector do transístor T152 está ligado, através de uma resistência R164, à massa do queimador GND, que está ligada ao pólo negativo GND da fonte de tensão contínua Ub.

Ao colector do transístor T152 está ainda ligado um dispositivo de sinalização, que, por sua vez, está também ligado ao pólo positivo da fonte de tensão contínua Ub e ao seu pólo negativo GND.

Este dispositivo de sinalização engloba um condensador C152 com resistência paralela R165, ligado em série com o díodo D150 e outro condensador C151, em que o último está ligado à conexão base de um transístor T150, à ligação do colector de um transístor T151 e, através de uma resistência R152, ao pólo positivo da fonte de tensão contínua Ub. O cátodo do díodo D150 está ligado à conexão 6 base do transístor T151 e, através de uma resistência R159, à massa do queimador. 0 condensador C152 e o ânodo do díodo D150 estão, através de uma resistência R158, também ligados à massa do queimador„ 0 emissor do transístor T151 está ligado, através de uma resistência R161, à massa do queimador ou ao pólo negativo GND da fonte de tensão contínua Ub, estando o emissor do transístor T150 ligado, através desta resistência e de uma resistência R162 ligada em série a este, ao emissor do transístor T151, O colector do transístor T150 está directamente ligado ao pólo positivo da fonte de tensão contínua Ub.

Entre o emissor do transístor T150 e a resistência R162 estão ligados, através das resistências R157 e RI60, os sinais de indicação_chama 1 e _chama2. A fig. 2 apresenta a interconexão do circuito de avaliação 1 da fig. 1, de acordo com a fig- 3, com o circuito de avaliação B inicialmente descrito.

Passamos a explicar a função do circuito de avaliação de acordo com a fig. 3 juntamente com o dispositivo de sinalização.

Se não existir chama, em que a chama, no sentido de um esquema de circuitos de substituição electrónico, forma um trajecto de díodos de elevado ohm com a resistência RChama 7 em linha r~elativamente ao díodo DChama/ a tensão U_Ioni que existe no eléctrodo de ionização loni é subdividida, através das resistências R153, R154 e R163, e filtrada em combinação com o condensador C154 passa-baixo. A tensão alternada na base de T152 não é, deste modo, suficiente para activar o transístor T152. 0 transístor T152 está permanentemente bloqueado. Assim o transístor T151 também bloqueia e o transístor T150 torna-se condutor. 0 potencial nas indicações_chamal e na opcional segunda indicação_chama2 é um potencial elevado, o que significa que não é detectada nenhuma chama.

Quando existe chama, flúi na meia-onda positiva de U_Ioni, uma corrente do eléctrodo de ionização loni para a massa do queimador ou para o polo negativo GND da fonte de tensão continua Ub. Deste modo, o potencial baixa na base do transístor T152 e, durante a meia-onda negativa o seu trajecto de colector emissor começa a conduzir, o que causa a criação de impulsos de tensão no colector do transístor T152, impulsos esses que são transmitidos pelo condensador C152 e pelo díodo D150 para a base do transístor T151, tornando-o condutor. Uma vez que o condensador C151 muda através do trajecto do emissor base do transístor T151, este último mantém-se condutor por algum tempo. O transístor T150 bloqueia, assim, permanentemente e nas indicações_chamal e __chama2 hã um nível baixo resultante essencialmente do divisor de tensão formado pelas resistências R152 e R16l„ Se nas chamas de baixo ohm, o potencial na base do transístor T152 ficar tão baixo que este é constantemente activado, o transístor T151 também passa a ser constantemente activado, através da resistência s R165 e do díodo D150, e o transístor T150 bloqueia,. Neste caso, existe também um nível baixo nas indicações__chamal e _chama2, o que, por sua vez, corresponde a uma chama reconhecida.

Através de um adequado dimensionamento das resistências R161, R162, R152 pode ser ajustado um comportamento de histerese. Por meio das resistências R164, R165, R158 e R159 juntamente com os condensadores C152 e C151, é possível ajustar a sensibilidade do circuito de avaliação ou do dispositivo de sinalização, 0 circuito está concebido, de modo que os erros de componentes, mesmo associados a um erro secundário independente, provoquem um sinal de saída estático ou não influenciem a função do circuito ou então influenciem-na apenas relativamente à sensibilidade. Isto permite a aplicação de p.ex. mecanismos de queima de gãs segundo EN 298 .

Passamos a explicar a função do circuito de avaliação B na fig. 2 ou conforme fig. 1.

Uma tensão proporcional à corrente de ionização, causada por 11 na entrada do controlo de chamas na resistência Rshunt, é desgastada através das resistências RI e R2. Com a ajuda dos condensadores Cl e C2 é suprimido o sinal de tensão alternada, A resultante tensão contínua ^ílporção contínua é reforçada Conforme Ui^ioni-® 5C Uiip0rçã0 contínua + b. O factor a e o Offset b resultam da relação das 9 resistências R4 e R3 com R4 = R5 e R3=R6, assim como da relação R7 relativamente a R8.

Através do dimensionamento de elevado ohm das resistências RI e R2, comparativamente a RShunt e R153, R154, garante-se que , no caso de erros de componentes na parte do circuito B, a saída digital do circuito de avaliação A ou de um circuito de avaliação alternativo 1 conforme fig. 1, continue a funcionar perfeitamente ou que haja um sinal de saída estático _chama independentemente de existir de facto uma chama, de modo que o erro possa ser reconhecido por uma lógica conectada. Isto permite a aplicação do circuito geral p. ex. em mecanismos de queima de gãs segundo EN 298.

Lisboa, 19/12/2006

Claims (4)

1. REIVINDICAÇÕES 1) Circuito de controlo de chamas para um queimador metálico, que se encontra sobre um potencial eléctrico com um eléctrodo de ionização (5) e um circuito de avaliação (1), que fornece um sinal de saída digital, caracterizado pelo facto do eléctrodo de ionização (5) estar ligado a uma entrada de sinal do circuito de avaliação (1), ao qual está ligada uma resistência Shunt (Rehunt) para o desacoplamento de um sinal proporcional à corrente de ionização.
2. 2) Circuito de controlo de chamas segundo reivindicação 1, caracterizado pelo facto do circuito de avaliação (B) apresentar um circuito R/C de elevado ohm (Cl, RI, R2) , em oposição à resistência Shunt, para filtragem da parte de corrente alternada do sinal desacoplado.
3. 3) Circuito de controlo de chamas segundo uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de para o apuramento da variável mensurável proporcional ã corrente de ionização estar previsto um amplificador diferenciador (6,7) com adaptação da margem de medição conectada.
4. 4) Circuito de controlo de chamas segundo uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto do circuito de avaliação (B) ter um conversor digital analógico conectado. Lisboa, 19/12/2006