DE1120063B

DE1120063B - Flame monitoring device with a relay to control the burning and ignition process

Info

Publication number: DE1120063B
Application number: DES65056A
Authority: DE
Inventors: Bernd Josef Siepmann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1959-09-23
Filing date: 1959-09-23
Publication date: 1961-12-21

Description

Flammenüberwachungseinrichtung mit einem Relais zur Steuerung des Brenn-und Zündvorgangs Die Erfindung bezieht sich auf eine Flammenüberwachungseinrichtung mit einem Relais zur Steuerung des Brenn- und Zündvorgangs durch eine von der Flamme beeinflußte lichtelektrische Generatorzelle unter Verwendung einer zweistufigen Transistor-Schaltung für Wechselstrombetrieb.Flame monitoring device with a relay to control the Burning and ignition process The invention relates to a flame monitoring device with a relay to control the burning and ignition process by one of the flame influenced photoelectric generator cell using a two-stage Transistor circuit for AC operation.

Es ist bereits bekannt, zur Flammenüberwachung lichtelektrische Generatorzellen in Verbindung mit einem Transistorverstärker zu verwenden. In der Regel werden letztere als Gleichstromverstärker aufgebaut. Derartige Verstärkereinrichtungen sind jedoch nur innerhalb bestimmter Temperaturbereiche als betriebssicher anzusehen. Steigt die Umgebungstemperatur über einen bestimmten Grenzwert an, so ist es möglich, daß bei bekannten Schaltungen durch das veränderte Verhaltender Transistoren ein elektrischer Betriebszustand entsteht, der das Brennen der Flamme vortäuschen kann. Da es sich aber bei Einrichtungen zur Flammenüberwachung um Sicherheitsschaltungen handelt, muß ein derartiges Verhalten in jedem Fall vermieden werden.It is already known to use photoelectric generator cells for flame monitoring to be used in conjunction with a transistor amplifier. Usually the latter constructed as a direct current amplifier. Such amplifier devices are, however to be regarded as operationally safe only within certain temperature ranges. Increases the ambient temperature is above a certain limit, so it is possible that in known circuits an electrical one due to the changed behavior of the transistors Operating state arises which can simulate the burning of the flame. Since it is but devices for flame monitoring are safety circuits, such behavior must be avoided in any case.

Um bei Transistorschaltungen Unstabilitäten bei Temperaturänderungen zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, für derartige Zwecke Wechselstromverstärker zu verwenden. Es handelt sich hierbei um Verstärkereinrichtungen, die einen zusätzlichen Generator benötigen, um die vom Fotoelement bei Belichtung abgegebene Gleichspannung zu modulieren. Der hier notwendige Generator stellt jedoch einen zusätzlichen Aufwand dar. über eine Dioden-Brükkenschaltung wird nämlich bei bekannten Anordnungen die von einem Fotoelement erzeugte Spannung von dem Generator zerhackt dem Eingang eines zweistufigen Wechselstromverstärkers zugeführt, wobei sich das Steuerrelais im Kollektorstromkreis des Verstärkers befindet. Eine derartige Schaltung erfüllt jedoch nicht die Anforderungen, die an eine Sicherheitsanlage gestellt werden müssen. Dies gilt insbesondere für bekannte Dioden-Brückenschaltungen, denn bei Ausfall der Dioden oder bei Fehlabgleich , können sich die elektrischen Verhältnisse für den Wechselstromverstärker derart ändern, daß ein Brennen der überwachten Flamme vorgetäuscht wird. Aber auch innerhalb der Verstärkerschaltung kann es bei erhitzten oder zerstörten Transistoren vorkommen, daß das im Kollektorstromkreis liegende Steuerrelais den belichteten Zustand fälschlicherweise anzeigt. Die Aufgabe liegt darin, diese Nachteile zu vermeiden.In order to avoid instabilities in the case of temperature changes in transistor circuits to avoid, it has already been proposed to use AC amplifiers for such purposes to use. These are amplifier devices that have an additional Need a generator to generate the DC voltage emitted by the photo element during exposure to modulate. The generator required here, however, is an additional expense about a diode bridge circuit is namely in known arrangements Voltage generated by a photo element from the generator chopped the input of one two-stage AC amplifier supplied with the control relay in the collector circuit of the amplifier. However, such a circuit does not meet the requirements which must be placed on a security system. This is especially true for well-known diode bridge circuits, because if the diodes fail or if the adjustment is incorrect , the electrical conditions for the AC amplifier can be like this change so that the monitored flame is simulated. But also within the amplifier circuit it can happen with heated or destroyed transistors, that the control relay located in the collector circuit incorrectly changes the exposed state indicates. The task is to avoid these disadvantages.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem als ; Verstärker wirkenden Transistor ein als Schalter wirkender Transistor derart vorgeschaltet ist, daß beide Transistoren zusammen eine zweistufige Schwing-Schaltung bilden und daß die lichtelektrische Generatorzelle (Fotoelement) als Betriebsstromquelle (Kollektorstromquelle) des als Schalter wirkenden Transistors verwendet ist, wobei zur Steuerung des Brenn-und Zündvorgangs ein an die Basis des als Schalter wirkenden Transistors angeschlossenes Relais vorgesehen ist.This object is achieved in that the as; Acting amplifier Transistor a transistor acting as a switch is connected upstream in such a way that both Transistors together form a two-stage oscillating circuit and that the photoelectric Generator cell (photo element) as operating current source (collector current source) of the is used as a switch acting transistor, being used to control the burning and Ignition process connected to the base of the transistor acting as a switch Relay is provided.

Die zweistufige Schwingschaltung bewirkt nicht nur, daß eine Wechselstromverstärkung eintritt, sondern daß das erforderliche Zerhacken der vom Fotoelement gelieferten Gleichspannung im Stromkreis der Verstärkerschaltung erfolgt. Es ist also hier durch die Tatsache, daß der Verstärker selbst rückgekoppelt ist, möglich, auf einen besonderen Generator zur Modulation der vom Fotoelement erzeugten Gleichspannung zu verzichten. Die vom Fotoelement abgegebene Spannung ist nach der Erfindung nicht, wie bei bekannten Lösungen, auf den Eingangskreis des Verstärkers wirksam, sondern es liefert unmittelbar die Betriebsspannung für den als Schalter wirkenden Transistor.The two-stage oscillating circuit not only causes an alternating current gain occurs, but that the required chopping of those supplied by the photo element DC voltage takes place in the circuit of the amplifier circuit. So it's through here the fact that the amplifier itself is fed back is possible to a particular one To dispense with a generator for modulating the DC voltage generated by the photo element. The voltage emitted by the photo element is not according to the invention, as in known ones Solutions, effective on the input circuit of the amplifier, but it delivers immediately the operating voltage for the transistor acting as a switch.

Da das Steuerrelais sich nicht im Kollektorstromkrei.s eines der Transistoren befindet, sondern an die Basis des als Schalter wirkenden Transistors der Verstärkerschaltung angeschlossen ist, wird erreicht, daß auch bei Erhitzen oder Zerstören des Transistors keine Fehlauslösung im Sinne der Vortäuschung der belichteten Generatorzelle möglich ist.Because the control relay is not in the collector circuit of one of the transistors but to the base of the transistor of the amplifier circuit, which acts as a switch is connected, it is achieved that even if the transistor is heated or destroyed no False tripping in the sense of simulating the exposed generator cell is possible.

Es ist zweckmäßig, parallel zum Fotoelement einen Kondensator vorzusehen, um damit Wechselspannungen, die auf die Zuleitungen zum Fotoelement einwirken, weitgehend kurzzuschließen. -Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei die Figur das Prinzipschaltbild der überwaehungseinrichtung zeigt.It is advisable to provide a capacitor parallel to the photo element, in order to largely reduce alternating voltages acting on the leads to the photo element short-circuit. -Other features of the invention emerge from the following Description of an exemplary embodiment, the figure being the basic circuit diagram of monitoring device shows.

Der Transistor TrI arbeitet als Verstärker in Emitterschaltung und wird aus dem Netz über den Transformator T und über den -Gleichrichter G gespeist. Der KondensatorC4 dient als Siebglied für die gleichgerichtete Wechselspannung. Die Widerstände R 4 und R 5 arbeiten als Spannungsteiler für den Basisanschluß des Transistors Tr1. Bei dadurch festgelegter Basisspannung wird in Verbindung mit dem Widerstand R 1 und dem Widerstand R 3 der Arbeitspunkt des Transistors Tr1 festgelegt und damit der Kollektor-Ruhestrom bestimmt. Der parallel zum Widerstand R 1 liegende Kondensator C 5 soll eine Gegenkopplung des Wechselstroms vermeiden.The transistor TrI works as an amplifier in common emitter circuit and is fed from the network via the transformer T and the rectifier G. The capacitor C4 serves as a filter element for the rectified AC voltage. The resistors R 4 and R 5 work as a voltage divider for the base terminal of the Transistor Tr1. If the base voltage is determined in this way, in conjunction with the Resistor R 1 and the resistor R 3 set the operating point of the transistor Tr1 and thus the collector quiescent current is determined. The one lying parallel to the resistor R 1 Capacitor C 5 is intended to avoid negative feedback from the alternating current.

Der Eingang des Transistors Trl wird durch den Kondensator C2, der Ausgang dieses Transistors durch den Kondensator C 1 gleichstrommäßig von einem zweiten Stromkreis mit dem Transistor Tr2 abgetrennt. Durch eine Phasendrehung um 180° zwischen Eingang und Ausgang des als Verstärker wirkenden Transistors Trl ist dieser in einer selbstschwingenden Schaltung betriebsfähig. Für die Phasenumkehr dient der als Schalter wirkende Transistor Tr2.The input of the transistor Trl is through the capacitor C2, the Output of this transistor through the capacitor C 1 in terms of direct current from one second circuit separated with the transistor Tr2. By reversing the phase 180 ° between the input and output of the transistor Trl acting as an amplifier this operational in a self-oscillating circuit. For phase reversal the transistor Tr2 acting as a switch is used.

Die Kollektorspannung des zuletzt genannten Transistors wird über den WiderstandR2 zugeführt. Als Kollektorstromquelle dient dabei das Fotoelement F, jedoch nur dann; wenn dieses belichtet wird. Fehlt eine derartige Belichtung, dann fehlt auch die Betriebsspannung für den Transistor Tr2. Dieser ist daher nicht arbeitsfähig. Von der Beleuchtung des Fotoelements F hängt es also ab, ob die aus den Transistoren Trl und Tr2 gebildete zweistufige Schwingschaltung arbeitsfähig ist.The collector voltage of the transistor mentioned last is about fed to resistor R2. The photo element serves as the collector current source F, but only then; when this is exposed. If there is no such exposure then there is also no operating voltage for transistor Tr2. This is therefore not able to work. From the lighting of the photo element F it depends on whether the off the transistors Trl and Tr2 formed two-stage oscillating circuit capable of working is.

An die Basis des als Schalter wirkenden Transistors Tr2 ist die Erregerwicklung des Steuerrelais St angeschlossen. Da die Basis-Emitterstrecke des Transistors Tr2 für die negative Halbwelle leitend ist, wird diese als Gleichrichter für das zu betätigende Steuerrelais St verwendet, so daß das nur auf Gleichstrom ansprechende Steuerrelais St anziehen kann.The excitation winding is connected to the base of the transistor Tr2, which acts as a switch of the control relay St connected. Since the base-emitter junction of the transistor Tr2 for the negative half-wave is conductive, this is used as a rectifier for the too actuating control relay St used, so that the responsive only to direct current Control relay St can attract.

Der Beruhigungskondensator C3, welcher dem Fotoelement parallel geschaltet ist, dient dazu, auf die Zuleitungen zum Fotoelement einstreuende Wechselspannungen kurzzuschließen.The calming capacitor C3, which is connected in parallel to the photo element is used to generate alternating voltages on the leads to the photo element short-circuit.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Flame monitoring device with a relay for controlling the burning and ignition process by a photoelectric generator cell influenced by the flame using a two-stage transistor circuit for AC operation, characterized in that the transistor (Tr 1) acting as an amplifier is a transistor (Tr 1) acting as a switch Tr2) is connected upstream in such a way that the two transistors together form a two-stage oscillating circuit and that the photoelectric generator cell (photo element F) is used as the operating current source (collector current source) of the transistor (Tr2) acting as a switch, with an to the to control the burning and ignition process Base of the transistor (Tr2) connected as a switch relay (St) is provided.

2. Device according to claim 1, characterized in that the photo element (F) is a Stabilizing capacitor (C3) is connected in parallel. Considered publications: Electronics magazine, 1957, number 7, pages 214 to 215.