Датчик контролю полум’я: пристрій і принцип роботи

Оскільки в промисловості зараз дуже широко використовуються топки для створення різного роду матеріалу, то дуже важливо стежити за її стабільною роботою. Щоб забезпечити цю вимогу, потрібно використовувати датчик контролю полум’я. Контролювати наявність дозволяє певний набір датчиків, основне призначення якого — це забезпечення безпечної роботи різного роду установок, що спалюють тверде, рідке або газоподібне паливо.

Опис приладу

Крім того, що датчики контролю полум’я займаються забезпеченням безпечної роботи топки, вони також беруть участь і при розпалі вогню. Цей етап може здійснюватися в автоматичному або напівавтоматичному режимі. Під час роботи в цьому ж режимі вони стежать за тим, щоб паливо згорало з дотриманням всіх необхідних умов і захисту. Іншими словами, постійне функціонування, надійність, а також безпека роботи топкових печей повністю залежать від правильної і безвідмовної роботи датчиків контролю полум’я.

Методи контролю

На сьогоднішній день різноманітність датчиків дозволяє застосовувати різні методи контролю. Наприклад, щоб контролювати процес спалювання палива, що знаходиться в рідкому або газоподібному стані, можна використовувати методи прямого і непрямого контролю. До першого методу можна віднести такі способи, як ультразвуковий або ж іонізаційний. Що стосується другого методу, то в даному випадку датчики реле-контролю полум’я будуть контролювати трохи інші величини — тиск, розріження і т. д. На основі отриманих даних система буде робити висновок про те, чи підходить полум’я під задані критерії.

Наприклад, у газових нагрівачах невеликого розміру, а також в опалювальних котлах вітчизняного зразка використовуються прилади, які засновані на фотоелектричному, іонізаційному або ж термометричному методі контролю полум’я.

Фотоелектричний метод

На сьогоднішній день найбільш часто застосовується саме фотоелектричний спосіб контролю. У такому випадку прилади контролю полум’я, в даному випадку це фотодатчики, фіксують ступінь видимого і невидимого випромінювання полум’я. Іншими словами, апаратура фіксує оптичні властивості.

Що стосується самих приладів, то вони реагують на зміну інтенсивності потоку світла, що надходить, яке виділяє полум’я. Датчики контролю полум’я, в даному випадку фотодатчики, будуть відрізнятися один від одного за таким параметром, як довжина хвилі, одержуваної від полум’я. Дуже важливо враховувати цю властивість при виборі приладу, оскільки характеристика спектрального типу полум’я сильно відрізняється залежно від того, який тип палива спалюється в топці. Під час згоряння палива існує три спектри, в якому формується випромінювання — це інфрачервоний, ультрафіолетовий і видимий. Довжина хвилі може бути від 0,8 до 800 мкм, якщо говорити про інфрачервоне випромінювання. Видима ж хвиля може бути від 0,4 до 0,8 мкм. Що стосується ультрафіолетового випромінювання, то в даному випадку хвиля може мати довжину 0,28 — 0,04 мкм. Природно, що залежно від обраного спектра, фотодатчики також бувають інфрачервоними, ультрафіолетовими або датчиками світності.

Однак у них є серйозний недолік, який криється в тому, що у приладів занадто низький параметр селективності. Це особливо помітно, якщо котел володіє трьома або більше пальниками. У такому випадку великий шанс виникнення помилкового сигналу, що може призвести до аварійних наслідків.

Метод іонізації

Другим за популярністю є метод іонізації. В даному випадку основа методу — це спостереження за електричними властивостями полум’я. Датчики контролю полум’я в такому випадку називають датчиками іонізації, а принцип їх роботи заснований на тому, що вони фіксують електричні характеристики полум’я.

У даного методу є досить сильна перевага, яка полягає в тому, що метод практично не має інерції. Іншими словами, якщо полум’я гасне, то процес іонізації вогню пропадає моментально, що дозволяє автоматичній системі відразу припинити подачу газу до пальників.

Надійність пристроїв

Надійність — це основна вимога до цих приладів. Для того щоб досягти максимальної ефективності роботи, необхідно не тільки правильно підібрати обладнання, але ще й правильно його встановити. В даному випадку важливо не тільки вибрати правильний метод монтажу, але і місце кріплення. Природно, що будь-який тип датчиків володіє своїми перевагами і недоліками, однак якщо неправильно вибрати місце установки, наприклад, то ймовірність виникнення помилкового сигналу сильно збільшується.

Якщо підбити підсумок, то можна сказати, що для максимальної надійності системи, а також для того, щоб максимально скоротити кількість зупинок котла через виникнення помилкового сигналу, необхідно встановлювати кілька типів датчиків, які будуть використовувати абсолютно різні методи контролю полум’я. У такому випадку надійність загальної системи буде досить високою.

Комбінований пристрій

Необхідність у максимальній надійності призвела до того, що були винайдені комбіновані датчики-реле контролю полум’я Archives, наприклад. Основна відмінність від звичайного приладу в тому, що пристрій використовує два принципово різних методи реєстрації — іонізаційний і оптичний.

Що стосується роботи оптичної частини, то в даному випадку вона виділяє і посилює змінний сигнал, який характеризує процес горіння. Під час горіння пальники полум’я нестабільно і пульсує, дані фіксуються вбудованим фотодатчиком. Зафіксований сигнал передається на мікроконтролер. Другий же датчик іонізаційного типу, який може отримувати сигнал тільки за умови, що існує зона електропровідності між електродами. Ця зона може існувати лише за наявності полум’я.

Таким чином, виходить, що пристрій оперує двома різними способами контролю полум’я.

Датчики маркування SL-90

На сьогоднішній день один з досить універсальних фотодатчиків, який може реєструвати інфрачервоне випромінювання полум’я — це датчик-реле контролю полум’я SL-90. Даний пристрій володіє мікропроцесором. Як основний робочий елемент, тобто приймач випромінювання, виступає напівпровідниковий інфрачервоний діод.

Елементна база даного обладнання підібрана таким чином, щоб пристрій міг нормально функціонувати при температурі від -40 до + 80 градусів за Цельсієм. Якщо використовувати спеціальний охолоджувальний фланець, то експлуатувати датчик можна при температурі до + 100 градусів за Цельсієм.

Що стосується вихідного сигналу датчика контролю полум’я SL-90-1Ye, то це не тільки світлодіодна індикація, але і контакти реле «» сухого «» типу. Максимальна комутаційна потужність цих контактів становить 100 Вт. Наявність цих двох вихідних систем дозволяє використовувати пристосування цього типу практично в будь-якій системі управління автоматичного типу.

Контроль пальника

Досить поширеними датчиками контролю полум’я пальники стали прилади LAE 10, LFE10. Що стосується першого приладу, то він застосовується в системах, де використовується рідке паливо. Другий датчик більш універсальний і може застосовуватися не тільки з рідким паливом, але і з газоподібним.

Найчастіше обидва ці пристрої застосовуються в таких системах, як подвійна система контролю пальників. Може успішно застосовуватися в системах рідкопаливних повітродувних газових пальників.

Відмінною особливістю даних пристроїв стало те, що можна встановлювати їх у будь-якому положенні, а також кріпити безпосередньо до самої пальника, на пульті управління або ж на розподільчому щиті. При монтажі цих пристроїв дуже важливо правильно укласти електричні кабелі, щоб сигнал доходив до приймача без втрат або ж спотворень. Щоб цього досягти, потрібно укладати кабелі від цієї системи окремо від інших електричних ліній. Також потрібно використовувати окремий кабель для цих датчиків контролю.