DE3024013A1

DE3024013A1 - Verfahren und einrichtung zum erzeugen eines flammensignals

Info

Publication number: DE3024013A1
Application number: DE19803024013
Authority: DE
Inventors: David D Ketchum; Nathan K Weiner; Peter J Weyman
Original assignee: Electronics Corp of America
Current assignee: Electronics Corp of America
Priority date: 1979-06-26
Filing date: 1980-06-26
Publication date: 1981-01-08
Also published as: BE884029A; US4280184A; GB2053448A; FR2459943A1; DE3024013C2; IT8067872A0; CA1173129A; NL8003205A

Description

ELECTRONICS CORPORATION OF AMERICA
One Memorial Drive, Cambridge, Mass.
U. S. A.

Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen eines Flammensignals

Die Erfindung bezieht sich auf Heizbrennersysteme und betrifft insbesondere eine Schaltungseinrichtung, mit der es möglich ist, das Vorhandensein einer Brennerflamme aufgrund von Ausgangssignalen einer Flammenüberwachungsröhre od. dgl. zu bestimmen .

In Öfen und dgl., in denen Brenner enthalten sind, die eine Flamme hervorbringen, ist es häufig erwünscht oder nötig, den Brenner zu überwachen, so daß sichergestellt ist, daß tatsächlich während der Zeit, in der Brenner in Betrieb ist, eine Flamme brennt. Es wurden zu dem Zweck Einrichtungen entwickelt, die die Flamme überwachen und ein Ausgangssignal abgeben, das anzeigt, ob die Flamme am Brenner vorhanden ist oder nicht. Derartige Einrichtungen werden besonders bei mit Brennern versehenen öfen eingesetzt, wo es aus Gründen eines sicheren Betriebes erforderlich ist, die Flamme dauernd zu überwachen.

So geschieht es manchmal, daß bei Inbetriebnahme eines Ofens oder Heizkessels der Brenner nicht zündet. Ein weiteres, nicht selten auftretendes Ereignis ist das Erlöschen der Flamme während des Betriebs des Brenners. Derartige Vorfälle können

030062/0866

überaus gefährlich sein, wenn sie nicht sehr schnell festgestellt werden. Meist überwachen BrennerSteuersystem das Vorhandensein der Flamme, und wenn die Flamme ausfällt, dann wird im Brennersteuersystem augenblicklich die Brennstoffzufuhr zum Brenner unterbrochen. Wenn derartige Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen sind, kann im Ofen oder Kessel eine gefährliche Konzentration nicht verbrannter Brennstoffe und/ oder Dämpfe entstehen, was zu unkontrollierten Bränden oder Explosionen führen kann.

Es sind bereits zahlreiche Einrichtungen und Schaltungsvorrichtungen bekannt, die für das überwachen von Brennerflammen eingesetzt werden. Im allgemeinen weisen derartige Einrichtungen einen Sensor oder Fühler auf, etwa einen Ultraviolett- oder Infrarot-Strahlungsfühler, der aufgrund der von der Flamme ausgehenden Strahlung ein Ausgangssignal hervorbringt. Das Ausgangssignal dieses Fühlers oder Sensors wird einer Flammenanalysierschaltung zugeleitet, die das Signal weiterverarbeitet und ihrerseits ein Ausgangssignal abgibt, das anzeigt, ob eine Flamme vorhanden ist.

Vielfach ist das Flammensensorausgangssignal aus einer Impulskette zusammengesetzt. Diese Impulse müssen zur Glättung gefiltert werden, um ein kontinuierliches Signal zu gewinnen, das die Flammqualität anzeigt. Aus Sicherheitsgründen müssen derartige Filter eine hinreichend kurze Ansprechzeit haben, so daß das Ausgangssignal der Einrichtung innerhalb einer vorbestimmten kurzen Zeitspanne nach dem Wegfall der Flamme diesen Zustand anzeigen kann.

In bisherigen Schaltungsanordnungen werden für den Filtervorgang RC-Kreise oder vergleichbare Schaltungen eingesetzt, denen die Flammensensorausgangssignale zugeführt werden. Wenn die geeigneten Parameter und Zeitkonstanten einer derartigen RC-

030062/0866

Schaltung gewählt werden, können einzelne Impulse von einer Flamme zu einem zusammenhängenden Signal geglättet werden,und es kann dabei trotzdem eine hinreichend kurze Ansprechzeit erreicht werden, um zu verhindern, daß nach dem Wegfall der Flamme sich ein Gefahrenzustand aufbauen kann.

Wegen der sehr wichtigen Funktion der Flammendetektorschaltung ist es von großer Bedeutung, daß diese Schaltungseinrichtung äußerst zuverlässig ist. Damit die gesamte Flammenbewertungsschaltung gut arbeitet, wird häufig eine FlammensensorverSchlußeinrichtung verwendet, die den Flammensensor periodisch gegenüber der zu beobachtenden und zu überwachenden Flamme abschirmt. Darüber hinaus werden zusätzliche Schaltungseinrxchtungen verwendet, die sicherstellen, daß von der Flammensensorschaltungseinrichtung keine Impulse hervorgebracht werden, während die Verschlußeinrichtung geschlossen ist. In diesem Zusammenhang wird auf die US-Patentschriften 2 798 213 und 2 798 214 verwiesen.

Wenngleich es sich gezeigt hat, daß die bekannten Schalteinrichtungen für die Bewertung der Flammengüte im allgemeinen zuverlässig arbeiten, soweit die Vermeidung von Funktionsstörungen betrachtet wird, haben diese Schaltungen doch unter gewissen Bedingungen Schwierigkeiten, zwischen einer Flamme von ausreichender und einer solchen nicht mehr ausreichender Güte zu unterscheiden. Im Hinblick auf die überaus große Gefahr, die entstehen kann, wenn angezeigt wird, daß eine Brennerflamme vorhanden ist, wenn in Wahrheit keine Flamme brennt, sind diese Flammüberwachungsschaltungen generell so ausgelegt, daß ihre Anzeige sich allenfalls zur sicheren Seite hin irren kann. Bei Flammzuständen im Grenzbereich oder dann, wenn der Flammensensor keine direkte Sichtverbindung mit der Flamme hat, führt die erwähnte Sicherheitstendenz dazu, daß das Brennersystem unnötigerweise abgeschaltet wird, weil irrtümlich festgestellt

030062/0866

daß keine Flamme vorhanden sei.

Eine ähnliche Situation kann bei Mehrfachbrennersystemen eintreten. Bei einem derartigen System ist es wichtig, daß die Flamme eines jeden Brenners überwacht wird, und die Brennstoffzufuhr zu einem Brenner dann abgeschaltet wird, wenn seine Flamme ausgeht. Es werden deshalb im allgemeinen zur überwachung eines jeden Brenners individuelle Flammensensoren benützt, die so eingestellt werden, daß sie in so weitem Maß wie möglich der Direktstrahlung von dem Brenner, den sie zu überwachen haben, ausgesetzt sind. Hintergrundstrahlung von anderen Brennern und durch andere Flammen von anderen Brennern, die in die Sichtlinie des Flammensensors hineinreichen, erzeugte Signale können jedoch zu Ausgangsimpulsen auch desjenigen Flammensensors führen, dessen eigener Brenner bereits erloschen ist. Auch in solchen Fällen haben Flammenüberwachungseinrichtungen der bisher bekannten Ausführungen häufig Schwierigkeiten, den Zustand einer fehlenden Brennerflamme zu erkennen. Aus Sicherheitsgründen müssen bei derartigen Schaltungseinrichtungen Fehler zu sicheren Seite hin in Kauf genommen werden, so daß unnötige Fehlabschaltungen die Folge sind.

Mit der Erfindung werden ein neues Verfahren und eine neue Einrichtung zur Bewertung der Güte oder Qualität einer Flamme geschaffen, basierend auf den Ausgangssignalen eines Flammensensors, etwa einer Ultraviolett- oder Infrarot-Fotozellenröhre. Mit der Erfindung wird eine wesentlich höhere Unterscheidung zwischen Hintergrundstrahlung und der tatsächlich von der Flamme ausgehenden Strahlung erzielt, als dies bisher möglich war. Hieraus resultieren weniger unnötige Abschaltungen der Kesselanlage aufgrund von Erkennungsfehlern, bei welchen fehlerhaft der Zustand ohne Flamme angezeigt worden ist. Außerdem kann mit der Erfindung eine gute Unterscheidung bei Flammenzuständen im Grenzbereich erzielt werden. Während die bis~ her üblichen Flammenüberwachungseinrichtungen beim Auftreten

030062/0866

-9- 302A013

von Brennerflammen im Grenzbereich, die jedoch noch zulässig sind/ wiederholt ab- und einschalten, ist die erfindungsgemäße Einrichtung in der Lage, die Flammengüte mit wesentlich höherer Genauigkeit zu beurteilen, was ebenfalls wieder zu verringerter Zahl von Abschaltungen des Brennersystems oder der gesamten Kesselanlage führt.

Kurz gesagt, geht die Erfindung nach der Methode vor, daß Ausgangsimpulse vom Flammensensor fortwährend gezählt werden. Die Anzahl der Impulse wird über eine bestimmte Zeitspanne von vorherbestimmter Länge akkumuliert und mit einem Schwellwert verglichen. Der Akkumulationsgesamtwert wird fortwährend aufdatiert oder fortgeschrieben, so daß dadurch ein Bild von den während der vergangenen Zeitspanne empfangenen Impulsen entsteht, so daß ständig ein sich verschiebendes Zeitausschnittsfenster von bestimmter Länge vorliegt, in dem die vom Flammensensor ankommenden Impulse zusammengefaßt sind. Die zusammengefaßte oder akkumulierte Anzahl von Impulsen wird dann mit einem Schwellwert verglichen, und wenn sie während einer vorgegebenen Zeitdauer unter diesen Schwellwert absinkt, dann bestimmt der Flammenanalysator, daß die Flamme ungenügend ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden zusätzlich zwei Überprüfungen durchgeführt, um sicherzugehen, daß tatsächlich eine Flamme vorhanden ist. Wenn während des Zeitfensterintervalls keine Impulse festgestellt werden, dann wird augenblicklich ein den flammenlosen Zustand anzeigendes Ausgangssignal abgegeben. Es wird zusätzlich eine über einen langen Zeitraum gebildete Durchschnittszahl von Impulsen in periodischen Abständen berechnet, und es wird, wenn dieser Durchschnittswert unter den Schwellwert absinkt, ein den flammenlosen Zustand anzeigendes Signal abgegeben.

Eine bevorzugte Ausführungsform bei der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung verwendet zahlreiche Eigenprüfungseigenschaften oder -merkmale, wodurch ein die Flammenqualität

030062/0866

analysierendes Gerät geschaffen wird, das hinsichtlich der Fehlersicherheit dem Stand der Technik weit überlegen ist neben der wesentlich besseren Bestimmung der Flammengüte oder -qualität selbst. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Lage, Diagnosesignale abzugeben, welche die Art des aufgetretenen Mangels anzeigen, aufgrund dessen das Brennersystem abgeschaltet werden mußte.

Anhand einer eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den Darstellungen der Zeichnung wird die Erfindung nun im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 2 eine in Verbindung mit der Schaltungseinrichtung der Fig. 1 verwendbare Anzeigeeinrichtung;

Fig.

3-6 Programmlaufplane zur Erläuterung der Funktionsweise der Einrichtung; und

Fig. 7 Wellenformdiagramme zur Erläuterung der Vorzüge der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik.

Bevor die Erfindung selbst beschrieben wird, dürfte eine Diskussion der bisher üblichen Methoden zur Beurteilung einer Brennerflamme von Nutzen sein. Wie erwähnt, enthalten Analysierschaltungen für von Brennerflammen hervorgerufene Signale Filterschaltkreise, mit denen vom Flammensensor erzeugte Impulse gefiltert und geglättet werden. Ein typisches Filter enthält dabei ein oder zwei RC-Filterabschnitte, denen vom Flammensensor die Impulse zugeführt werden. Am Ausgang des Filters wird ein gleichförmiges Signal abgegeben, das durch seine Höhe

030082/0866

1 -

ein Maß für die vom Flamnensensor festgestellte Flammengüte ist. Dieser Signalpegel wird einem Scliwellwertdetektor oder einer ähnlichen Schaltung zugeführt, die an ihrem Ausgang eine Anzeige über das Vorhandensein oder NichtVorhandensein einer Flamme abgibt.

Ein Flammenanalysator muß auf den Wegfall einer Flamme innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne ansprechen, so daß dann die Brennersteuerschaltung, die auf das Flammenanalysator-Ausgangssignal reagiert, das Kesselsystem abschalten kann, bevor sich darin eine gefahrbringende Konzentration nicht-verbrannter Brennstoffe und/oder Brenngase bilden kann. Diese Zeitspanne ist allgemein als Flammfehler-Ansprechseit FFRT bekannt. Diese FFRT wird meist von offiziellen Stellen, die für die Sicherheit von Brenneranlagen verantwortlich sind, festgelegt» In den Vereinigten Staaten beträgt die FFRT im allgemeinen 4 see, in Europa dagegen im allgemeinen 1 see. Dis Zeitkonstanten und sonstigen Parameter der genannten Filterschaltungseinricbtung werden deshalb so gewählt, daß der Flammenanalysator bei Wegfall der Brennerflamme innerhalb der Flammenfehler-Ansprechzeit ein Ausgangssignal abgibt.

Die vorstehend genannten Arten von Flammenanalysatorschaltungen haben den Vorteil, einfach, zuverlässig und wirtschaftlich zu sein. Bei einigen Anwendungsfällen jedoch müssen die Eigenschaften dieser Systeme durch notwendig werdende Verschlechterungen ihrer Abstimmung angepaßt werden. Wie bereits oben erläutert, muß sich die Filterkreis-Zeitkonstante nach der vorgeschriebenen Flammenfehler-Ansprechzeit richten. Wegen der unvermeidbaren Instabilität einer Flamme schwankt die Rate oder Folge und Geschwindigkeit, mit der vom Flammensensor Impulse hervorgebracht werden, in weiten Grenzen um die durchschnittlich zu erwartende Rate. Bei einigen Brennersystemen führt die Brennergestaltung zu sehr niedrigen, vom Flammensensor hervor-

030082/0888

gebrachten Impulsraten oder -geschwindigkeiten. Gelegentlich kann dann eine vorübergehende Absenkung der Anzahl von Impulsen pro Sekunde, die der Flammensensor hervorbringt, welche innerhalb der erwarteten Schwankungsbreite liegt, dazu führen, daß der Flammenanalysator das Fehlen der Flamme anzeigt. Man möchte dann ein Filter mit stärker glättenden Eigenschaften für die vom Flammensensor abgegebenen Impulse einfügen, doch ist eine stärkere Glättung durch Filter nicht zu lässig, da dadurch eine Filter-Ansprechzeit entstehen würde, die die Flammenfehler-Ansprechzeit übersteigen würde.

In Einrichtungen mit mehreren Brennern kann eine ins Gegenteil gerichtete Schwierigkeit auftreten. Bei derartigen Einrichtungen ist ein Flammensensor, der die Flamme von einem aus der Vielzahl der Brenner zu überwachen hat, sowohl der direkten Strahlung von dem zu überwachenden Brenner als auch der Hintergrundstrahlung von anderen Brennern im Kessel ausgesetzt. In diesen Systemen muß der Flammenanalysator in der Lage sein, die Impulse, welche auf eine wirkliche Flamme zurückgehen, von denjenigen Impulsen zu unterscheiden, die von der Hintergrundstrahlung hervorgerufen werden.

Mit Hilfe der Erfindung wird ein Verfahren zum Analysieren und Bewerten von Impulsen geschaffen, welche durch einen Flammensensor erzeugt und abgegeben werden, um dadurch zu bestimmen, ob an einem Brenner eine Flamme vorhanden ist oder nicht. Der mit der Erfindung geschaffene Flammenanalysator besitzt Eigenschaften, die denen herkömmlicher Flammenanalysatcrschaltungen überlegen sind. Die von dem eine Brennerflamme überwachenden Flammensensor abgegebenen Impulse werden derart.verarbeitet, daß alle Impulse, die während des unmittelbar zurückliegenden FFRT-Zeitintervalls aufgetreten sind, mit gleicher Wichte gezählt werden, während Impulse, die außerhalb dieses Intervalls auftreten, nicht gezählt werden, also die Wichte Null haben. Dies steht zu den an früherer Stelle beschriebenen Filter-

030062/0866

302A01 3

schaltkreisen herkömmlicher Einrichtungen im Gegensatz. Bei diesen Filtern nämlich werden die vom Flammensensor abgegebenen Impulse nicht linear gewichtet, und zwar abhängig davon, wann innerhalb der Zeit sie aufgetreten sind. Z. B. gibt ein RC-Filter mit exponentiellern Ansprech-Verhalten Impulsen, die noch nicht so lange zurückliegen, eine größere Wichte als Impulsen, deren Erscheinen schon langer zurückliegt. Es konnte festgestellt werden, daß diese Erscheinung unerwünscht ist und daß die Eigenschaft eines Flammenanalysators wesentlich verbessert werden kann, wenn sämlichen Impulsen, die während des zurückliegenden FFRT-Intervalls aufgetreten sind, gleiche Wichte zuerteilt wird.

Ein weiterer Mangel der Filterschaltkreise besteht darin, daß ihre Ansprechzeit länger als die Flammfehler-Ansprechzeit ist. Dadurch trägt ein von einem Flammensensor abgegebener Impuls auch dann, wenn er bereits mehr als ein FFRT-Intervall zurückliegt, zwar gedämpft,aber immer noch zum Ausgangswert der Filterschaltung bei. Ein Flammenanalysator sollte jedoch ein das Fehlen der Flammen anzeigendes Ausgangssignal innerhalb der Flammfehler-Ansprechzeit abgeben, gleichgültig, ob vor dieser Zeitspanne eine Flamme vorhanden war. Eine Filterschaltung, deren Ausgangsgröße durch Impulse beeinflußt ist, die vor dem FFRT-Intervall aufgetreten sind, ist folglich durch das Geschehen beeinflußt, das nicht mehr zur Beurteilung, ob im augenblicklichen Zeitpunkt eine Flamme vorhanden ist, herangezogen werden darf.

Gemäß der Erfindung wird ein Intervall oder ein "Zeitfenster" definiert oder festgelegt, das genau gleich der Flammfehler-Ansprechzeit ist, und es wird die Zahl der Impulse, welche vom Flammensensor während dieses Zeitfensters abgegeben werden, gezählt. Das Zeitfenster wird mit der laufenden Zeit verschoben, indem die Impulsgesamtzahl laufend aufdatiert wird, so daß es

030062/0866

stets die vom Flanraiensensor ausschließlich während der zurückliegenden FFRT-Zeitspanne erzeugten Impulse als Gesamtzahl enthält. Durch den Vergleich dieser Gesamtzahl mit einem .Schwellwert kann festgestellt werden, ob eine Flamme vorhanden ist oder nicht. Bei einem Ausführungsbeispiel·, das nachfolgend näher beschrieben wird, sind FFRT und Zeitfenster jeweils 4 see lang, und das Zeitfenster wird in Sprüngen von 1/8 see vorangeschoben und dabei auch jeweils die neue Impulsgesamtzahl berechnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jedem Impuls, der während des unmittelbar zurückliegenden FFRT-Zeitintervalls auftritt, bei der Bestimmung, ob eine Flamme vorhanden ist, gleiche Wichte gegeben. Darüber hinaus werden alle Impulse, die nicht in das Zeitfenster fallen, für die Beurteilung, ob eine Flamme vorhanden ist, völlig außer Acht gelassen. Dadurch ergibt sich, daß der erfindungsgemäße Flammenanalysator wesentiich besser und zuverlässiger ist als herkömmliche, speziell in den Fällen, wo in einem Kessel mehrere Brenner eingesetzt sind und der Flammensensor zusätzlich der Hintergrundstrahlung und der Strahlung von anderen Brennern ausgesetzt ist, oder wo bei bestimmten Brennern der Flammensensor Impulse nur mit niedriger Impulsrate abgibt.

Neben dem beschriebenen grundsätzlichen Flammenbeurteilungsverfahren benützt die beschriebene Ausfuhrungsform verschiedene zusätzliche Kriterien für die Bestimmung, ob eine Flamme vorhanden ist oder nicht. Neben der Bildung einer Impulsgesamtzahl aus den innerhalb der verstrichenen FFRT-Zeitspanne aufgetretenen Impulsen wird ein Langzeitdurchschnitt aus der Impulszahl, welche der Flammensensor hervorbringt, innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, die wesentiich iänger als die FFRT-Periode ist, bestimmt. Bei der zu beschreibenden Ausführungsform wird dieser Langzeitdurchschnittswert innerhalb von 32 see gebildet. Wenn die Durchschnittsimpulsrate während der zurückliegenden 32 see irgendwann unter einen vorgegebenen Schwellwert für

030082/0868

diese Impulsrate absinkt, dann wird durch die Einrichtung bestimmt, daß die Flamme ausgefallen ist. Außerdem beobachtet die Einrichtung die vom Flammensensor zugeführten Impulse, und wenn während eines Intervalls, das gleich der Flammenfehler-Ansprechzeit ist, keine Impulse zugegangen sind, dann stellt der Analysator fest, daß ein Flammenausfall aufgetreten ist, und es wird sofort ein Signal abgegeben, das anzeigt, daß keine Flamme da ist.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es außerdem nötig, daß die Zahl der Impulse den vorgewählten Schwellwert um'einen vorbestimmten Faktor übersteigt, um festzulegen, daß eine Flamme gezündet worden ist, d. h. für den übergang vom flammenlosen Zustand zu dem, bei dem eine Flamme vorhanden ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Flammensignal während der Zeit, in der der Brenner zündet, nicht zwischen dem Zustand "keine Flamme" und "Flamme" hin- und herpendelt. Bei dem noch zu beschreibenden Ausführungsbeispiel muß die Gesamtzahl von Impulsen, die während des zurückliegenden FFRT-Intervalls angesammelt worden ist, das 2 1/2-fache des Schwellwertes übersteigen, bevor an der Einrichtung festgestellt wird, daß der Flammenzustand vorhanden ist.

Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm ein Schaltungsbeispiel, das in der Lage ist, das Verfahren zur Bewertung der Flammensensor-Aus gangs signale durchzuführen. Die Schaltung enthält einen digital arbeitenden Prozessor 20, dessen Rechenfunktionen durch unterschiedlichste Digitalrechner einschließlich Mikroprozessoren ausgeführt werden können. Es ist deshalb für den Fachmann nicht erforderlich, auf Einzelheiten des Prozessors 20 einzugehen. Als Beispiel eines brauchbaren Prozessors sei nur der Mikroprozessor SC/MP II des Herstellers National Semiconductor genannt.

Ö30062/0866

Dem Prozessor 20 werden über eine 8-bit-Datensammelleitung 22 Daten übertragen. Der Schaltungsteil, von dem oder an den Daten übertragen werden, wird durch vom Prozessor 20 abgegebene Signale, die einer Adreß-Sammelleitung 24 zugeführt werden, ausgewählt. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel besitzt die Adreß-Sammelleitung 24 zwölf Leitungen oder Kanäle, welche zwölf Bits für Adreß-Information darstellen. Die unteren vier Bits der Datensammelleitung 22 können ebenfalls während bestimmter Zyklen zur Übertragung von Adreß-Information verwendet werden. Die Signale von den drei höchstwertigen Bits der Adreß-Sammelleitung 24 werden einem Adreß-Decodierer 26 zusammen mit anderen Signalen direkt vom Prozessor 20 zugeleitet. Als Antwort darauf gibt der Adreß-Decodierer 26 an seinem Ausgang mehrere unterschiedliche Chip-Auswahlsignale ab, die bestimmen, welcher Schaltungsteil während jedes einzelnen Zyklus des Prozessors auf Betrieb geschaltet wird.

Der Adreß-Decodierer 26 erzeugt weiter zwei Taktsignale in gleicher Weise, die dazu benützt werden, eine 10-bit-Verriegelungsschaltung 28 und ein Flip-Flop 29, welches ein Alarmsignal abgeben kann, zu takten.

Zehn Bits von Adreß-Informationen von der Adreß-Sammelleitung Z4 werden auf die Eingänge der Verriegelungsschaltung 28 geführt, und das Taktsignal von Decodierer 26 wird dazu verwendet, diese Daten zeitgesteuert in die Verriegelungsschaltung einzugeben. Die Verriegelungsschaltung 28 erzeugt ein Analogsignal in Verbindung mit den Widerständen 76, 78 und 82, mit dessen Hilfe ein Instrument 80 betrieben wird, an dem die Flammengüte abgelesen werden kann, wie später im einzelnen noch beschrieben werden wird. Durch die übertragung, der Information an die Verriegelungsschaltung 28 auf der Adreß-Sammelleitung können die gesamten zehn Bits in einem Vorgang übertragen werden. Würde man diese Daten mit Hilfe der 8-bit-Datensammelleitung 22 übertragen, würde man für die übertragung der ge-

030062/0868

samten zehn Bits zwei Mikroprozessor-Zyklen benötigen.

Die Adreß-Daten auf der Adreß-Sammelleitung 24 werden ebenfalls an die Adreß-Eingänge eines Festwertspeichers (ROM) 30 und eines Speichers mit freiem Zugriff (RAM) 32 geführt. ROM enthält Programmdaten, auf die hin der Prozessor 20 die gewünschten Operationen durchführt, um damit den übrigen Teil der Flammenanalysator-Schalteinrichtung in geeigneter Weise zu steuern. Wenn aus dem ROM 30 Daten ausgelesen werden sollen, dann gibt der Adreß-Decodierer 26 ein Chip-Auswahlsignal an ROM 30 ab, und aufgrund der Adresse auf der Adreß-Sammelleitung 24 gibt ROM 30 die geeigneten Daten an die Datensammelleitung ab, von der sie durch den Prozessor 20 gelesen werden. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält ROM 30 annähernd 2K 8-bit-Wörter.

RAM 32 bildet einen Speicher, in dem Daten vorrübergehend gespeichert und vom Prozessor 20 abgerufen werden können- Wie ROM 30 wird auch RAM 32 durch ein entsprechendes Chip-Auswahl-Signal vom Decodierer 26 und durch Adreßdaten auf der Adreß-Sammelleitung 24 adressiert. Ein Lese/Schreib-Signal vom Prozessor 20 wird ebenfalls an RAM 32 geführt, wodurch angezeigt wird, ob Daten aus dem RAM ausgelesen oder in ihn eingeschrieben werden sollen. Mit dem Prozessor 20 sind weitere Schaltkreise verbunden, die für einen ordentlichen Betrieb des Mikroprozessors nötig und dem Fachmann bekannt sind, wozu eine Speisungsschaltung, ein Taktoszillator 33 und eine Aufladelöschschaltung gehören. Diese sind in der Fig. 1 der Deutlichkeit halber weggelassen.

Das Signal von den Brennraumflammen-Fotozellen wird vom Prozessor 20 in folgender Weise aufgenommen. Das Signal von einer Flammen-Fotozelle wird einem Fotozellenverstärker 36 zugeführt, der eine Schaltung zum Filtern des Ausgangssignals von der Fotozelle enthält, damit dieses Signal dann verstärkt und auf

03008 2/0868

-18- 3324013

einen Digitalpegel umgesetzt wird. Nach Belieben kann auch eine zweite Flammen-Fotozelle verwendet werden. In diesem Fall wird das Signal von der zweiten Flammen-Fotozelle einem zweiten Flammensignalverstärker 38 zugeführt. Die Ausgangssignale vom Verstärker 36 und gegebenenfalls 38 werden einem NOR-Gatter 40 zugeführt, wo die beiden Signale kombiniert werden. Der Ausgang des NOR-Gatters 40 ist L, wenn ein Impuls von einer der Fotozellen zugeführt wird.

Der Ausgang vom NOR-Gatter 40 wird normalerweise über einen Multiplexer 42 zu einem monostabilen Multivibrator 47 geführt. Die Funktion des Multiplexers 42 wird später beschrieben. Auf einen Impuls von einer der Flammen-Fotozellen hin wird der monostabile Multivibrator 44 getriggert, woraufhin sein Ausgang für eine bestimmte Zeitspanne nach H geht. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Zeitspanne etwa 120 iisec} der monostabile Multivibrator 44 ist vorzugsweise nicht rücktriggerbar.

Durch Verwendung der Ausgangsimpulse von den Flammen-Fotozellen für das Triggern des monostabilen Multivibrators sind die Auswirkungen von Schwankungen der Impulsbreiten von den Flammen-Fotozellen praktisch ausgeschaltet. Dies steht im Gegensatz zu bisher verwendeten Filterschaltkreisen, denn bei einem typischen RC-Filter hat ein Impuls, der die doppelte Länge eines anderen Impulses hat, den Effekt, daß er den RC-Kreis eine längere Zeitdauer auflädt. Die Folge davon ist,- daß der längere stärker gewichtet wird im schließlich gebildeten Durchschnitt als der kürzere Impuls. Da sowohl der längere als auch der kürzere Impuls aber von den Flammen-Fotozellen im allgemeinen durch einen einzelnen Flammvorgang hervorgerufen wird, besteht der einzige Unterschied in der Länge dieses Flammvorgangs, so daß die ungleichmäßige Wichtung unerwünscht ist.

030062/0866

Auf einen Impuls von der Flammen-Fotozelle her erzeugt der monostabile Multivibrator 44 an seinem Ausgang einen Impuls. Dieser Impuls wird dem Takteingang eines 8-bit-Zählers 46 zugeführt und zusätzlich auch dem "Fühl"-Eingang des Prozessors 20, wofür der Grund später noch angegeben wird. Der Zähler 46 wird dadurch von den Flammen-Fotozellen aufgezählt. Die acht Ausgänge vom Zähler 46 werden den Eingängen eines 8-bit-2-zu-1-Multiplexers 48 zugeleitet, und der Zählwert im Zähler 46 wird vom Prozessor 20 periodisch ausgelesen. Um den Wert im Zähler 46 auszulesen, gibt der Prozessor 20 Signale an den Adreß-Decodierer 26 ab, der an den Multiplexer 48 Freigabe- und Auswahl-Eingangsimpulse gibt, welche die Eingänge vom Zähler 46 auswählen, und führt dann diese Signale zur Datensammelleitung 22, von wo aus sie durch den Prozessor 20 gelesen werden.

Die zweite Gruppe von acht Eingängen zum Multiplexer 48 weisen folgende Signale auf. Drei Gruppen von drei Schaltern werden dazu verwendet, den Schwellwert auszuwählen, den der Prozessor für die Bestimmung der Flammengüte einsetzt. Ein Grenzschwellwertschalter 50 wählt einen von mehreren Werten als Grenzschwellwert aus. Der ausgewählte Wert wird dem Multiplexer 48 über die Leitungen 52 zugeführt. Zwei zusätzliche Sätze von drei Schaltern 54 und 64 wählen zwei Schwellwerte aus, die als "A¹³- und "B"-Schwellwerte bezeichnet sind. Der "A"- und der "B"-Schwellwert sind voneinander unabhängig aus jeweils acht Werten auswählbar. Die drei Leitungen von jeder der Schaltergruppen 54 und 56 werden einem weiteren 2-zu-1-Multiplexer 58 zugeführt.

Ein A/B-Auswahleingang auf einer Leitung 60 wird dem Multiplexer 58 zugeleitet, wodurch festgelegt wird, welcher der Schwellwerte durch den Multiplexer 58 ausgewählt wird. -Das A/B-Schwellwertauswahlsignal wird durch das BrennerSteuersystern eingegeben. Einige Systeme verwenden nur einen einzigen Schwellwert, so daß dann die A/B-Schwellwertwahlmöglichkeit nicht ver-

030062/0866

wendet wird. Bei anderen Einrichtungen können unterschiedliche Schwellwerte verwendet werden, um beispielsweise die Flairaiengüte der Pilotflamme und der Hauptbrennerflamme zu bestimmen. In einem solchen System würde das Brennersteuersystem ein geeignetes Signal auf der Leitung 60 zuführen, um während unterschiedlicher Perioden des Brennraumbetriebes den richtigen Schwellwert auszuwählen.

Die "A"- und "B"-Schwellwertschalter wählen einen Wert entsprechend einer Zahl von Impulsen aus, wobei bei Unterschreitung dieses Wertes die Flamme als von nicht mehr ausreichender Güte bewertet wird. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wählen die Schalter 54 und 56 aus acht möglichen Schwell— werten aus, wodurch die Zahl der Impulse vorgegeben wird, die von der Flammen-Fotozelle während des vorgegebenen FFRT-Intervalls empfangen werden müssen, damit die Flamme als den Anforderungen entsprechend bezeichnet wird. Der tiefste Wert ist bei dem hier aufgeführten Ausführungsbeispiel ein Impuls pro Sekunde, und die nachfolgenden Werte sind jeweils um den Faktor 2 größer, so daß ein Schwellwertbereich zwischen 2 und 2 abgedeckt wird. Es versteht sich, daß andere und/oder zusätzliche Schwellwerte und Schwellwertbereiche für unterschiedliche Anwendungsfalle ausgewählt werden können.

Die Signale von den Grenzschwellwertschaltern 80 und vom Multiplexer 58 stellen sechs der zweiten acht Eingänge zum Multiplexer 48 dar. Eines der verbleibenden Signale wird durch einen FFRT-Auswahlschalter 62 gebildet. Dieser Schalter 62 verbindet einen Eingang des Multiplexers 48 entweder mit der Speisespannung oder der Leitung 64, die normalerweise L-Pegel hat, wie" später beschrieben. Der Schalter 62 gibt die Flammenfehl-Ansprechzeit vor, die im allgemeinen zwischen 1 und 4 see gewählt wird, je nachdem, ob es sich um europäische oder amerikanische Vorschriften handelt. Der letzte Eingangswert zum Multiplexer 48 ist ein "Prüf"-Signal, durch das die Ausgänge

030062/0866

302A013

"Flamme vorhanden" und "Alarm" abgeschaltet werden, während im übrigen der Flaitimenanalysator normal arbeitet. Dies wird für die Störsuche am Analysator und am Brenner benötigt wie auch dazu, den Analysator während bestimmter Steuerabläufe bei normalem Brennerbetrieb abzuschalten.

Um sicherzustellen, daß die Flammen-Fotozelle und die elektronische Einrichtung richtig arbeiten, ist ein Verschluß zwischen Fotozelle und Flamme eingesetzt, der periodisch geschlossen wird. Während dieser Zeit beobachtet der Prozessor 20 die Ausgänge von den Flammen-Fotozellen. Wenn Signale erzeugt werden, die anzeigen, daß die Flammen-Fotozelle Impulse hervorbringt, auch wenn der Verschluß geschlossen ist, dann erfaßt der Prozessor diesen Zustand und gibt ein Ausgangssignal für fehlende Flamme ab. Dies kann z. B. Folge einer nicht mehr intakten Fotozelle oder eines verklemmten Verschlusses sein.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Flammen-Fotozellen-Verschluß während einer Testperiode von 1/2 see innerhalb jeweils 4 see geschlossen. Das Schließen erfolgt dadurch, daß am FG-1-Ausgang des Prozessors 20 ein Signalimpuls an einen Verschlußverstärker 64 abgegeben wird, der den Verschlußmechanismus betätigt. Während des ersten Achtels einer Sekunde einer jeden Testperiode darf die Flammen-Fotozelle erlöschen. Während dieses Anfangs-Achtels wird die Arbeitsweise des monostabilen Multivibrators 44 und des Zählers 46 überprüft, wie noch beschrieben wird. Der Zähler wird dann für die restlichen drei Achtel Sekunden einer jeden Testperiode beobachtet, und wenn die Flammen-Fotozelle während dreier nachfolgender Testperioden einen oder mehrere Impulse erzeugt, dann entscheidet der Prozessor, daß der Verschluß oder die Flammen-Fotozelle einen Fehler hat. Auf diese Weise ist ein sicherer Betrieb der Flammen-Fotozellen gewährleistet. Wenn der Verschluß in geschlossenem Zustand hängen bleibt oder die Flammen-Fotozellen eine Fehlfunktion in der Weise zeigen, daß sie -weniger

03Ö062/086S

Impulse abgeben, als sein sollte, oder gar.keine, dann liegt der Fehler auf der sicheren Seite, indem nämlich die Systemfeststellung so lautet, daß die Flammengüte nicht ausreicht oder aufgrund jeglichen Fehlens von Impulsen abgeschaltet wird. Auf diese Weise kann eine Fehlfunktion des Verschlusses oder der Flammen-Fotozellen nicht zu -einem gefährlich unsicheren Zustand führen.

Die richtige Arbeitsweise des monostabilen Multivibrators und des Zählers 46 wird vom Prozessor 20 in folgender Weise überwacht. Das von den Flammen-Fotozellen kommende Signal wird normalerweise dem monostabilen Mulitvibrator 44 über den Multiplexer 42 zugeführt. Der Auswahleingang zum Multiplexer 42 wird am Impulsausgang FG-2 des Prozessors 20 bereitgestellt. Ein zweiter Eingang zum Multiplexer 42 wird unmittelbar vom Prozessor 20 zugeführt und vom Mikroprozessor-Reihenausgang abgenommen. Während des ersten Teils der Zeitperiode ändert der Ausgangswert FG-2 vom Prozessor 20 seinen Zustand, so daß der monostabile Multivibrator 44 nun unmittelbar durch den Prozessor getriggert werden kann. Der Prozessor liest dann den Wert im Zähler 46. Als nächstes taktet der Prozessor 20 den Multivibrator 44 durch Abgeben des geeigneten Signals am Serienausgang. Nach einer 22-fj.sec-Verzögerung wird der Multivibrator erneut getaktet, um sicherzugehen, daß er nicht nachtriggert. Wenn der Multivibrator nachtriggerbar ist, dann wird die Impulslänge des Multivibrators um 22 iisec durch einen zweiten Taktimpuls verlängert. Der Ausgang vom Multivibrator 44, der dem Fühleingang des Prozessors 20 zugeführt wird, wird von diesem in seiner Länge überprüft, um festzustellen, daß der Multivibrator 44 die richtige Impulslänge hat. Im Anschluß an das Ende des Ausgangsimpulses vom Multivibrator 44 wird der Wert im Zähler 46 abermals geprüft, -um festzustellen, daß er richtig um ei-n Bit größer geworden ist. ■ Auf diese Weise wird die Arbeitsweise des Multivibrators und des 8-bit-Zählers vom Prozessor getestet.

030062/0885

Die richtige Arbeitsweise des Schwellwertschalters und des FFRT-Schalters werden ebenfalls während der Schließdauer des Fotozellenverschlusses überprüft. Während der 3 1/2 see der Nicht-Prüf-Periode ist das Ausgangssignal am Ausgang FG-1 des Prozessors 20 H. Dieses Signal wird an einem Inverter 66 invertiert, so daß auf der Leitung 67 ein L-Signal auftrifft, das den gemeinsamen Anschlüssen der Schwellwertschalter 50, 54 und 56 zugeführt wird. Der Ausgang vom Inverter 66 wird auch über eine Leitung 64 dem "4-sec"-Anschluß des FFRT-Schalters 62 zugeführt.

Die drei Leitungen, die je einen der drei Schwellwerte festlegen oder bestimmen und eine Verbindung zwischen den Multiplexern 48 und 58 schaffen, sind mit der Speisespannung über die jeweiligen Widerstände 68 verbunden. Wenn der Schwellwertschalter, der einer dieser Leitungen zugeteilt ist, offen ist, dann ist der zugehörige Multiplexer-Eingangswert H. Wenn der Schwellwertschalter geschlossen ist, dann ist der Multiplexer-Eingang mit der Leitung 67 über den Schwellwertschalter in Verbindung und somit auf L-Pegel. Die Schwellwertschalter 50, 54 und 56 werden vorzugsweise durch solche Schalter verwirklicht, die in geschlossenem Zustand nicht fehlerhaft sein können, etwa durch Rollen- oder Daumenrad-Schalter mit gedrucktem Schaltkreis. Wenn der Schalter im offenen Zustand fehlerhaft arbeitet, was z. B. durch Kontaktverschmutzung geschehen kann, ergibt sich dadurch ein höherer Pegelwert, und da dies dazu führen kann, daß das Brennersystem abgeschaltet wird, besteht dadurch nicht die Gefahr eines unzulässigen Zustandes.

Auch wenn die Schwellwertschalter selbst im geschlossenen Zustand nicht fehlerhaft sein können, können andere Fehler auftreten, die dazu führen, daß ein oder mehrere Schwellwertsignale, die dem Prozessor 20 zugeführt werden, an L-Pegel geklammert sind. Ein derartiger Zustand träte z. B. ein, wenn der Ausgang eines der Multiplexer an Masse geschaltet würde. Der

0 30062/0866

302A013

dem Prozessor 20 dann vorgegebene Schwellwert würde unter dem tatsächlich ausgesuchten liegen, was zu einem gefährlichen Zustand führen könnte» Um diese Möglichkeit zu verhindern, läßt der Prozessor 20 das dem Inverter 66 zugeführiB Signal während der Testperiode nach L gehen. Als Folge davon geht der Inverterausgang nach H, so daß alle Leitungen von den Schwellwertschaltern nach H gehen. Der Prozessor 20 liest die Ausgänge vom Multiplexer 48 während der Testperiode, und wenn einer oder mehrere Bits L-Pegel haben, dann entscheidet der Prozessor, daß irgendwo ein Fehler auftritt, und es wird ein Ausgangssignal für fehlende Flamme abgegeben.

Das Ausgangssignal vom Inverter 66 wird zudem über die Leitung 64 dem Schalter 62 zugeführt. Dadurch sollte während der Testperioden das Flammenfehler-Ansprechzeit-Signal (FFRT-Signal) von der Leitung 62 Η-Pegel haben. Hiermit wird überwacht, ob Schalter 62 versehentlich an Masse liegt. Wenn das Signal vom Schalter 62 an Η-Pegel geklammert ist, wird dieser Fehler nicht festgestellt. Dieser Zustand kann jedoch nur dazu führen, daß eine kürzere Flammenfehler-Ansprechzeit entsteht, was nie zu einer unsicheren Bedingung führen kann.

Der Prozessor 20 erzeugt ein Ausgangssignal für den Antrieb für eine Balkendiagramm-Anzeige, von der die Flammengüte abgelesen werden kann. Diese Anzeigevorrichtung ist in der Fig. 2 schaltungsmäßig dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Signale von dem Prozessor 20 zur Balkendiagramm-Anzeige haben die Form von Impuls-Breiten-Moduliersignalen. Diese Signale werden vom Prozessor 20 an seinem bisherigen Ausgang bereitgestellt und einem NOR-Gatter 43 über einen Inverter zugeführt. Die Signale vom FG-2-Ausgang des Prozessors 20 werden ebenfalls dem NOR-Gatter 43 zugeleitet. Normalerweise führt der FG-2-Ausgang Η-Pegel, und die Signale vom Serienausgang werden durch das NOR-Gatter 43 der Balkendiagramm-rAnzeige über den Inverter 45 zugeführt. Wie bereits oben beschrieben, nimmt

030 0 62/08 6 6

der FG-2-Ausgang während der Testperioden L-Pegel an, damit er unmittelbar den monostabilen Multivibrator 44 takten kann. Wenn dies der Fall ist, geht der Ausgang des Inverters 41 auf H und sperrt das NOR-Gatter 43, so daß die Testimpulse des monostabilen Multivibrators nicht zur Balkendiagramm-Anzeige übertragen werden können.

Zusätzlich zur Balkendiagramm-Anzeige wird ein Signal vom Flammenanalysator bereitgestellt für eine Anzeige der Flammengüte über ein übliches Analoginstrument. Der Prozessor 20 liefert periodisch Signale über die Adreß-Leitung 24 an die 10-bit-Verriegelung 28, und diese Signale werden in die Verriegelungsschaltung eingetaktet. Jeder der Verriegelungsschaltungsausgänge Q. und Q ist über einen entsprechenden Widerstand 76 mit einem Knotenpunkt 74 verbunden. Ein Widerstand 78 verbindet den Knotenpunkt 74 mit einer Speisespannung. Eine Klemme des Analoginstrumentes 80 ist mit dem Knotenpunkt 74 an eine zweite über einen Widerstand 82 mit der Speisespannung verbunden. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Meßinstrument 80 um ein Voltmeter mit 3 V Skalen-Vollausschlag.

Die hier beschriebene Einrichtung ist geeignet, mit einem Brennerkontrollsystem zusammenzuarbeiten, das ein Niederfrequenzsystem-Taktsignal hat. Typischerweise steht das Taktsignal in unmittelbarem Verhältnis zur Netzspannungsfrequenz, die hier mit 60 Hz angenommen werden soll. Wie in Fig. 1 gezeigt, erhält ein monostabiler Multivibrator 84 ein 120 Hz-Taktsignal. Der Ausgang vom monostabilen Multivibrator 84 wird einem Unterbrechereingang des Prozessors 20 zugeleitet und schafft ein Realzeitsignal, mit Hilfe dessen der Prozessor die Zeitsteuerung seiner Vorgänge durchführt. Der monostabile Multivibrator 84 besitzt vorzugsweise ein hohes Tastverhältnis von 90 bis 95 % und kann nicht wiedergetriggert werden, um die Anfälligkeit des Systems für Rauschimpulse im System-Taktsignal zu vermindern .

030062/0866

Das Brennerk.QntrolXsyst.em erzeugt synchron zum 120 Hz-Taktsignal ein 60 Hz-Rechtqckwellensignal. Ein Flip-Flop 88 wird vom Impulssignal-Ausgang..FG-3 des Prozessors 20 getaktet. Der Ausgang des Flip-Flop 88 gibt ein Signal ab, das anzeigt, ob die Flammengüte über oder unter dem Schwellwert liegt. Dieses Flammensignal wird auf folgende Weise erzeugt.

Auf einen Impuls vom monostabilen Multivibrator 84 hin, der dem Unterbrechereingang des Prozessors 20 zugeleitet wird, zählt dieser seinen Realzeittakt vorwärts und entscheidet dann, ob eine Flamme vorhanden ist, und zwar aufgrund der augenblicklichen 4-sec-Gesamtmessung und der 32-sec-Durchschnittsmessung. Entscheidet der Prozessor, daß eine.Flamme vorhanden ist, dann triggert der FG-3-Ausgang das Flip-Flop 88. Dies geschieht in einer Folge eines jeden Halbzyklus des 60 Hz-Rechteckwellensignals, so daß, wenn eine Flamme vorhanden ist, das vom Flip-Flop 88 abgegebene Signal ein 60 Hz-Rechteckwellensignal ist, das synchron mit dem 60 Hz-Systemtakt und diesem gegenüber verzögert ist. Wenn der Prozessor 20 entscheidet, daß keine ausreichende Flamme vorliegt, dann wechselt der FG-3-Ausgang nicht, so daß das Flip-Flop 88 nicht getriggert wird. Das Flip-Flop-Ausgangssignal ist dann ein stetiges H- oder L-Signal. Dieses Verfahren, ein Flammensignal bereitszustellen, gibt die Sicherheit, daß nicht durch einen geöffneten oder geschlossenen Stromkreis in einer der Logik-Schaltkreise ein Signal, daß eine Flamme vorhanden ist, irrtümlich erzeugt werden kann.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, in der eine Balkendiagramm-Anzeigeschaltung gezeigt ist, die nicht durch eine Flammenanalysatorschaltung gemäß Fig. 1 betrieben werden kann. Wie oben beschrieben, treten die Signale vom Prozessor 20 als Impuls-Breiten-modulierte Signale auf der Leitung 47 auf. Diese Signale werden den Takteingängen von zwei monostabilen Multivibratoren 104 und 106 zugeführt und werden auch dem Serieneingang eines Schieberegisters 108 zugeleitet. Das Schiebere-

030082/0886

gister 108 ist ein 8-bit-Schieberegister mit Serieneingang und Parallelausgang. Der Qn-Eingang des Schieberegisters wird auf den Serieneingang eines zweiten Schieberegisters 110 von gleichem Aufbau wie Schieberegister 108 gegeben. Die Schieberegister 108 und 110 werden durch den Q-Ausgang des^: Multivibrators 106 getaktet.

Zwischen jeden der ersten fünf Ausgänge Q₁ bis Q₁. der Schieberegister 108 und 110 und eine gemeinsame Leitung 116 sind zehn Leuchtdioden 112 geschaltet. In Reihe zu den Leuchtdioden liegen Strombegrenzungswiderstände 114. Die Leitung 116 ist mit dem Kollektoranschluß eines Darlington-Transistors 118 verbunden, der auf Signale hin, die seiner Basis zugeführt werden, die Leitung 116 mit Masse verbindet. Der Darlington-Transistor 118 wird vom Q-Ausgang des monostabilen Multivibrators 104 ein- oder ausgeschaltet, der mit seiner Basisklemme über einen Strombegrenzungswiderstand 120 verbunden ist.

Die in Fig. 2 gezeigte Balkendiagramm-Anzeige arbeitet folgendermaßen. Die darzustellenden Daten werden auf der Leitung 47 als Impuls-Breiten-modulierte Signale übertragen. Jedes darzustellende Bit wird durch einen Impuls dargestellt, und die Breite der Impulse bestimmt, ob die jeweilige Leuchtdiode aufleuchtet. Bei der beschriebenen Ausführungsform bezeichnen kurze Impulse aufleuchtende Leuchtdioden und sind etwa 100 iisec lang und lange Impulse nichtleuchtende Leuchtdioden und sind etwa 200 \isec lang. Das Signal auf der Leitung 47 ist normalerweise H und die der Balkendiagramm-Anzeige zugeführten Impulse sind L. Beide monostabile Multivibratoren werden durch abfallende Flanken getriggert, so daß sie also durch die vordere Flanke eines jeden Impulses getriggert werden. Nach 150 usec wird der Multivibrator 106 durch Zeitablauf abgeschaltet, und sein Q-Ausgang geht nach H zurück, wodurch die Schieberegister 108 und "HO getaktet werden. Wenn das Signal auf der Leitung 47 einer nichtleuchtenden Leuchtdiode entspricht, dann ist das Signal

030062/0886

noch L, wenn der Multivibrator zurückfällt. Es wird dann in die erste Stufe des Schieberegisters 108 eine Null eingetaktet· Stellt das Signal eine erleuchtete Leuchtdiode dar, dann ist das Signal nach H zurückgekehrt/ wenn das Schieberegister 108 getaktet ist, so daß eine Eins eingetaktet wird. Auf diese Weise bestimmt die Breite der Impulse auf der Leitung 47 die Digitalwerte, die in die Stufen der Schieberegister 108 und 110 eingetaktet werden.

Die Periode des monostabilen Multivibrators 104 ist etwa 5 Millisekunden lang. Er ist vorzugsweise nicht nachtriggerbar und wird durch die vordere Flanke einer jeden Impulskette getaktet mit der Folge, daß der Q-Ausgang nach L geht. Hierdurch werden die LEDs 112 während der Dauer, in der Daten in und durch die Schieberegister 108 und 110 geschoben werden, abgeschaltet.

Die Balkendiagramm-Anzeige zeigt mehrere verschiedene Arten von Daten an. Normalerweise, wenn eine zufriedenstellende Flammengüte herrscht, zeigt ein durchgehender Balken von Leuchtdioden diese Flammengüte an. Wenn die Flammengüte unter den Grenz- oder Randschwellenwert absinkt, dann wird vom Flammenanalysator weiterhin ein Balken von Leuchtdioden zum Aufleuchten gebracht, der die Flammengüte wiedergibt, und darüber hinaus läßt der Flammenanalysator die Leuchtdiode periodisch aufleuchten, die dem Grenzschwellwert entspricht. Hierdurch werden zwei Anzeigen erreicht, nämlich die, daß die Flammengüte sich im Grenzbereich befindet, und weiterhin eine Anzeige des Größenwertes, inwieweit sich die Flamme der Grenze nähert. Die in Fig. 2 dargestellte Balkendiagramm-Anzeige wird auch als Information für den Fall verwendet, daß in der Flammenanalysatorschaltung ein Funktionsfehler festgestellt wurde. Abhängig von der Feststellung verschiedener Fehler werden unterschiedliche Muster von der Balkendiagramm-Anzeige dargestellt, die dann

030062/0866

Aufschluß darüber geben, welcher spezielle Mangel das Abschalten des Brennersystems veranlaßt hat. Speziell dann, wenn der Fehler intermittierend auftritt oder durch den Vorgang des Abschaltens des Brennersystems verborgen ist und schwer erkannt werden kann, ist eine derartige Information für das Auffinden und die Beseitigung des Fehlers sehr hilfreich.

Es wird nun auf die Fig. 3 bis 6 eingegangen, in denen verschiedene Diagramme gezeigt sind, die eine Verfahrensart wiedergeben, die durch den Flammenanalysator bei der Bewertung der Flainmengüte durchgeführt werden kann.

Wie bereits gesagt, bewertet der Flammenanalysator während 3 1/2 see innerhalb aufeinanderfolgender 4-sec-Bereiche die Flaramengüte aufgrund der Ausgangssignale der Flammen-Fotozellen und der vorgewählten Schwellwerte. Während 1/2 see dieser 4-sec-Zeitspannen ist der Fotozellenverschluß geschlossen, damit die Funktion der Fotozellenröhre überprüft werden kann. Während dieser 1/2 see werden Fotozelle, Zähler, Multivibrator und Verschluß auf Funktionsrichtigkeit überprüft.

Jeder 4-sec-Abschnitt ist weiterhin in 1/8-sec-Intervalle unterteilt. In jedem 1/8-sec-Intervall kann der Flammenanalysator einen von mehreren Vorgängen durchführen. Fig. 3 zeigt im Prinzip die Vorgänge, die vom Flammenanalysator während der einzelnen 1/8-sec-Intervalle innerhalb eines 4-sec-Abschnitts durchgeführt werden. Diese Vorgänge werden genauer in Verbindung mit den Figuren 4 und 5 beschrieben.

Während der ersten 3 1/2 see jedes 4-sec-Abschnitts liest der Flammenanalysator die Zählerausgänge periodisch ab und berechnet die Flammengüte aufgrund der Anzahl der aufgefangenen Impulse. Es werden die Gesamtzahl der in 4 see eingetroffenen Impulse und ein Mittel aus 32 see berechnet, und wenn diese

030062/0866

Werte eine nicht ausreichende Flainmengüte angeben, gibt der Flammenanalysator ein Signal ab, das anzeigt, daß keine Flamme vorhanden ist. Dies geschieht im Block 200a "Flammenprüfung", wobei für einen Prüfvorgang 1/8 see benötigt wird. Fig. 3 zeigt, daß dieser FlammenprüfVorgang, der durch Block 200a angedeutet ist, 27-mal während 3 3/8 see wiederholt wird. Nach der 27. Wiederholung geht der Flammenanalysator auf Block 200b über. In diesem Block 200b wird derselbe Flammenprüfvorgang ausgeführt wie im Block 200a, jedoch sendet der Flammenanalysator ein Signal an den Fotozellenverschluß, um diesen am Ende des Intervalls zu schließen. Für Block 200b wird 1/8 see benötigt. Somit werden über die ersten 3 1/2 see des 4-sec-Abschnitts die Flammen-Fotozellen-Ausgangsimpulse beobachtet, und es wird eine Bewertung der Flamme am Ende jedes 1/8-sec-Intervalls vorgenommen. Im Anschluß an die Befehlsaussendung zum Verschließen des Fotozellenverschlusses kann sich dieser während 1/8 see schließen und kann die Fotozelle erlöschen. Während dieser Zeit wird die einwandfreie Arbeitsweise des monostabilen Multivibrators 44 und des Zählers 46 im Block 300 überprüft.

Vom Block 300 geht der Flammenanalysator dann auf den Block 400 über, in dem die Fotozelle und der Verschluß überprüft werden. Während dieses Blocks 400 wird der Zählerausgang abgelesen, um festzustellen, daß der Zähler nicht aufwärtszählt. Zählt er dennoch aufwärts, zeigt dies an, daß der Verschluß hängengeblieben ist oder daß die Fotozelle fehlerhaft arbeitet. Block 44 wird einmal wiederholt, so daß insgesamt 1/4 see benötigt wird.

An den Block 400 schließt sich der Block 500 an. Dieser dient dazu, die Flammengutenanzeige im Hinblick auf den Grenzschwellwert zu überprüfen, und wenn dieser Grenzschwellwert nicht erreicht wird, dann wird ein Grenzalarmsignal erzeugt. Während der Dauer des Blocks 500 wird die Testroutine für den Verschluß wiederholt. Am Ende des Blockes 500 wird der Verschluß

030082/0886

in Vorbereitung für den nächsten 4-sec-Abschnitt geöffnet. Der Flammenanalysätor kehrt dann nach Block 200a zurück, wo die beschriebene Folge erneut beginnt.

Ein Programmlaufdiagramm, das die Vorgänge nach Fig. 3 im einzelnen zeigt, ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Jede der Säulen in den Fig. 4 und 5 entspricht einem der Abläufe, die vom Flammenanalysätor während eines der in Fig. 3 gezeigten Blöcke ausgeführt wird, so daß für jede Säule 1/8 see für deren Durchführung zur Verfügung steht. Jede Säule setzt sich aus 15 Abschnitten zusammen, die durch einzelne Blöcke dargestellt sind, während denen eine bestimmte Funktion ausgeführt wird. Jeder Block in Fig. 4 und 5 erfordert also 8,33 Millisekunden oder 1/2 Periode eines 60 Hz-Netzfrequenzsignals. Zur Durchführung eines Blockes in dieser Weise kann der Flammenanalysätor synchron mit einem Brennerkontrollsystem arbeiten, das die 60 Hz-Netzfrequenz als Steuertakt verwendet.

Die grundsätzliche Folge der Vorgänge, die der Flammenanalysätor während jedes 8,33 Millisekundenintervalls durchführt, ist in der Fig. 6 dargestellt. Wie gesagt, wird der Systemtakt über den monostabilen Multivibrator 84 eingeführt, um den Eingang zum Prozessor 20 zu unterbrechen. Alle 8,33 Millisekunden erhält der Prozessor ein Unterbrechungssignal. Dies wird durch Block 190 in Fig. 6 angedeutet. Auf dieses Unterbrechungssignal hin führt der Flammenanalysätor folgende Vorgänge aus.

Unmittelbar nach der Unterbrechung muß der Flammenanalysätor festlegen, ob der Ausgang des Flip-Flop 88 zu takten ist oder nicht, um ein Signal "Flamme vorhanden" hervorzubringen (Block 192). Um dies zu tun, frischt der Flammenanalysätor einen variabel im Flammenanalysatorzustandsregister gespeicherten Anzeigewert auf, der wiedergibt, ob die Flammengüte ausreichend ist, basierend auf einer vorangehenden Berechnung, und ob der Flammenanalysätor richtig funktioniert, wie dies durch die

#30082/0866

Systemüberprüfungen bestimmt wurde. Funktioniert er richtig und wird die Flamme als von ausreichender Güte erkannt, dann erhöht und erniedrigt der Prozessor 20 den Wert am Impulsausgang FG-3, um das D-Flip-Flop 88 zu schalten. Ist die Flammengüte dagegen nicht zufriedenstellend oder wurde eine Fehlfunktion ermittelt, dann wird das Flip-Flop 88 nicht getriggert, so daß das Ausgangssignal den flammenlosen Zustand anzeigt. Dieser Vorgang nimmt etwa 0,1 Millisekunde in Anspruch.

Als nächstes datiert der Prozessor einen internen Realzeittakt auf, um anzuzeigen, daß 8,33 Millisekunden vergangen sind, seitdem das letzte Unterbrechungssignal erhalten worden ist ■iBlock 194) ο Jetzt bestimmt der Prozessor, welcher Vorgang während der augenblicklichen Netzspannungshalbwelle ausgeführt werden soll, und ruft diesen Vorgang ab. Diese Vorgangsablaufe sind in ihren Einzelschritten in Verbindung mit den Fig. 4 und 5 dargelegt» Der Unterbrechereingang ist während der Durchführung von Block 194 abgeschaltet, damit der Prozessor nicht durch ein Störsignal auf der Systemtaktleitung unterbrochen werden kann. Der Ablauf des Blockes 194 benötigt etwa 0,5 Millisekunden .

Anschließend wird der während dieses Abschnittes vom Prozessor ausgesuchte spezielle Vorgang durchgeführt (Block 196). Während dieser Zeitspanne werden die Zählerausgänge abgelesen, die Schwellwerte abgelesen, wird die Flammengüte bestimmt und werden verschiedene Teile des Systems überprüft. Alle diese einzelnen Funktionen werden im einzelnen nachfolgend beschrieben. Die Vorgänge sind so aufgebaut, daß keiner mehr als maximal 6,5 Millisekunden in Anspruch nimmt.

Nachdem Block 196 durchgeführt ist, schaltet der Prozessor den Unterbrechereingang wieder auf "bereit" und wartet auf das nächste Unterbrechersignal (Block 198). Die Dauer des Blocks

030062/086Θ

302Α0Ί3

198 schwankt, je nachdem wie lange der Block 196 gedauert hat. Die gesamte Ablauffolge, die in Fig. 6 gezeigt ist, ist somit in weniger als 8,33 Millisekunden beendet, und der Prozessor steht bereit, auf das nächste Taktsignal von dem Brennerkontrollsystem, das dem Unterbrechereingang des Prozessors zugeführt wird, den nächsten Ablauf durchzuführen.

Es wird jetzt in Fig. 4 und 5 zunächst die linke Spalte betrachtet, in der die Vorgänge bei der Flammenüberprüfung gemäß den Blöcken 200a und 200b in Fig. 3 durchgeführt werden, während die Flammengüte bewertet wird.

Der erste Schritt, der während jedes Flammenprüfvorgangs auszuführen ist, ist das Verschieben des Zeitausschnittes, während dessen die Impulse gesammelt und in den Zähler 46 aufgenommen werden (Block 230). Um den Zeitausschnitt oder das Zeitfenster zu verschieben, legt der Prozessor zunächst fest, ob es sich um das erste Flammenprüfintervall in einem 4-sec-Abschnitt handelt. Ist dies der Fall, wird ein neuer Zählerwert eingestellt, da die Prüfvorgänge den Zählwert verändert haben.

Das Zeitfenster oder der Zeitausschnitt werden in folgender Weise fortgeschaltet. Das 4-sec-Total wird berechnet, indem die während 28 aufeinanderfolgender 1/8-sec-Intervalle ankommenden Impulse aufaddiert werden (während einer halben Sekunde eines jeden 4-sec-Abschnitts, wenn die Fotozelle, der Verschluß und die Flammenanalysatorschaltung überprüft werden, werden keine Flammenimpulse gezählt). Der Flammenanalysator enthält 28 Speicherregister. Jedes Speicherregister speichert die Zahl der in einem 1/8-sec-Intervall ankommenden Impulse.Seine Anzeige zeigt die Adresse des Registers entsprechend dem laufenden Intervall an. Zu Beginn eines jeden Intervalls wird die Anzeige um ein Register weitergeschaltet. In diesem Augenblick enthält das derzeit adressierte Register die Anzahl der während des

030062/0866

Intervalls, das die vorhergehenden 4 see umfaßt, aufgefangenen Impulse. Der Inhalt des augenblicklich adressierten Registers wird ausgelesen und von dem vorhergehenden 4-sec-Total, welches der Flammenanalysator ausgerechnet hat, abgezogen. Das Register wird dann auf Null gestellt.

Im Anschluß an dieses Null-Stellen des augenblicklich adressierten Registers wird der Zähler ausgelesen und die Differenz zwischen dem augenblicklichen Zählerwert und dem vorhergehenden Zählerwert berechnet. Dieser Wert wird dann zu dem Wert im augenblicklich adressierten Register addiert. Wenn der Zähler ausgelesen wird, läßt der Prozessor 20 seinen Auswahleingang auf L gehen, wodurch der monostabile Multivibrator 44 von den Flammen-Fotozellen getrennt wird. Hierdurch wird vermieden, daß der Zähler 46 aufgezählt wird, während er ausgelesen wird, was dazu führen könnte, daß der Prozessor einen falschen Wert ausliest.

Als nächstes führt der Prozessor eine überprüfung des Festwertspeichers 30 durch, um festzustellen, ob dieser richtig arbeitet (Block 232). Die Festwertspeicher-Prüfroutine überprüft, ob im Festwertspeicherbetrieb der bekannte Prüfsummenvorgang ausgeführt wird. Der erste Speicherplatz im Festwertspeicher enthält den Prüfsummenwert, der die Exklusiv-ODER-Summe sämlicher in den übrigen Speicherplätzen enthaltener Daten ist. Sollte sich irgend ein Bit im Festwertspeicher geändert haben, ändert sich auch der Prüfsummenwert, womit ein Fehler des Festwertspeichers angezeigt ist. Mit diesem Test wird auch die richtige Arbeitsweise der unteren 11 Bits der Adressenleitung überprüft, da Fehlfunktionen beim Adressieren ebenfalls zu einer falschen Prüfsumme führen. Während jedes 8,33 Millisekunden-Zyklus werden acht Speicherplätze im Festwertspeicher summiert. Es werden also 32 see benötigt, um den gesamten Festwertspeicher zu überprüfen. Nachdem der gesamte Speicher durchgeprüft ist, muß die Prüfsumme den Wert Null ha-

030062/0866

bem. Ist dies nicht der Fall, ist ein Fehler vorhanden, woraufhin die entsprechende Prüfanzeige in die Balkendiagramm-Anzeigevorrichtung eingegeben und ein Flammenfehlsignal erzeugt wird.

Im Anschluß an Block 232 liest der Flammenanalysator als nächstes die durch die Schwellwertschalter ausgewählten Schwell-W€;rte aus (Block 234) . Der Flammenanalysator nimmt die Schwell-W€:rte und den GrenzschwelLwert von d»o Schwellwertschaltern auf wie auch den Prüfeingang and den Eingangswert für die Flammenfehler-Ansprechzeit . Der Prozessor lehnt Eingangssignale von den Schwellwertschaitern gegebenenfalls ab, um keine falschen Werte aufgrund von Sehalterzwischenstellimgen oder augenblicklichen elektrischen Störungen aurzunehm?-n - U.b die Schalterwerte auszulesen, wird die Aäressa, die die einzelnen Schwellwertschalter bezeichnet, an die Adreß-Sammelleitung geführt. Daraufhin gibt der Adreß-Decodierer 26 dän Multiplexer 48 frei, so daß dieser die Multipleser-Eingänge auswählt _r die mit den Schwellwertschaltern verbunden si.jnri. Die ausgewählten Schwellwerte werden dann ausgelesen und mit den zuletzt ausgelesenen verglichen.Damit der Prozessor feststellen kann, daß ein neuer Schwellwert angewählt worden ist, muß dieser Wert vom Prozessor dreimal hintereinander ausgelesen werden. Um diese Bestimmung vorzunehmen, liest der Prozessor den Schalterwert und vergleicht ihn mit dem zuletzt gelesenen, der in einem vorläufigen Register gespeichert ist. Unterscheidet sich der Auslesewert, so wird der neue Auslesewert in dem Register gespeichert, und ein Indexregister wird auf Eins gestellt. Wenn der Schalter das nächste Mal ausgelesen wird, wird die Indexvariable um Eins weitergeschaltet, wenn der ausgelesene Wert mit dem vorherigen Wert übereinstimmt. Wenn das Indexregister den Wert Drei annimmt, ist der neue Wert als gültiger Schwellwert festgestellt und wird vom Flammenanalysator gespeichert.

030062/0866

Nach Beendigung des Blocks 234 liest der Flammenanalysator abermals den Wert im Zähler 46 aus. Der Zähler 46 ist ein 8-bit-Zähler, der bei überlauf den Zählvorgang von vorn beginnt. Da von der Flammen-Fotozelle mit sehr schneller Folge Impulse erzeugt werden können, muß der Zähler 46 hinreichend oft abgelesen werden, so daß er seinen ZählVorgang nicht bereits von vorn begonnen hat, ohne daß dies festgestellt worden ist. Andernfalls könnte der Prozessor eine Fehlablesung aufnehmen. Die Zählerableseroutine nimmt zuerst die laufende Registeradresse (oben in Verbindung mit Block 230 erläutert) an und liest dann den Wert im Zähler 46 aus. Die Zahl der von der letzten Zählerablesung eingegangenen Impulse wird durch Berechnung der vorzeichenlosen Differenz zwischen dem vorherigen Zählerauslesewert und dem augenblicklichen Zählerablesewert bestimmt. Dieser Wert wird dann dem Wert im augenblicklich adressierten Register zugefügt.

Der Flammenanalysator untersucht nun die einwandfreie Arbeitsweise des Speichers mit freiem Zugriff RAM 32 (Block 238). Die RAM-Prüfroutine stellt die einwandfreie Arbeitsweise des RAM und zugleich der Datenleitungen fest. Im RAM wird jeweils immer nur ein Speicherplatz geprüft. Zu Beginn der RAM-Prüfroutine wird der Inhalt des zu prüfenden Speicherplatzes in einem inneren Speicher des Prozessors 20 aufgenommen. Es werden dann zwei Prüfmuster eingespeichert und vom RAM ausgelesen. Beide Prüfmuster bestehen abwechselnd aus den Werten Eins und Null, wobei das eine Muster die Einsen an ungeraden und das andere Muster die Nullen an ungeraden Stellen speichert. Hiermit wird festgestellt, daß kein Speicherelement des RAM und keine Datenleitung an Masse liegt oder unterbrochen ist, und daß außerdem in dem Speicherplatz alle Daten korrekt gespeichert und von ihm wieder entnommen werden können. Während jederWiederholung eines RAM-Testzyklus entsprechend Block 238 wird ein Speicherplatz geprüft. Während eines 1/8-sec-Intervalls laufen zwei RAM-Testzyklen ab, so daß alle 128 Speicherplätze des RAM innerhalb von 8 see überprüft sind. Wenn ein Fehler im RAM

030062/0866

-37- 302A013

festgestellt wird, wird der zugehörige Wert im Flammenanalysator-Zustandsregister gespeichert.

Der Flammenanalysator geht dann zum Block 240 weiter. Wenn bereits vorher eine Fehlfunktion durch eine Prüfroutine des Flammenanalysators festgestellt worden ist, enthält das Analysator-Zustandsregister Daten, die anzeigen, daß eine Fehlfunktion aufgetreten ist sowie welche Art von Fehlfunktion festgestellt wurde. Während des Blockes 240 wird das Zustandsregister überprüft, um festzustellen, ob sich eine Fehlfunktion gezeigt hat. Falls ja, wird eine entsprechende Fehleranzeige an die Balkendiagramm-Anzeigevorrichtung gegeben, das Analoginstrument wird auf Null gestellt, und der Prozessor geht in den Betrieb einer geschlossenen Schleife über, wodurch die Arbeitsweise des Flammenanalysators angehalten wird. Da das D-Flip-Flop 88 dann nicht mehr getaktet wird, verschwindet das das Vorhandensein der Flamme anzeigende Signal.

Wenn während Block 240 kein Fehler aufgetreten war, dann überträgt der Prozessor die entsprechenden Daten auf die Verriegelungs- oder Klammerschaltung 28, um damit das Analog-Instrument zu betreiben. Dies geschieht folgenderweise. Zuerst frischt der Prozessor den von der Anzeige-Eins-Stellungsroutine erzeugten Wert auf, was in Verbindung mit Block 258 später beschrieben wird. Wenn eine flackernde Stelle vorhanden ist, die anzeigt, daß die Flammengüte unter den Grenzschwellwert abfällt, wird diese Stelle herausgeblended. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bedeutet die Ablesung von 1 auf dem Instrument den augenblicklichen Schwellwert und entspricht einem Ausgang zum Instrument, bei welchem die ersten drei Stellen H-Pegel haben. Der aufgefrischte Wert wird so geschoben, daß der Instrumentenausgang die richtige Größe hat. Alsdann wird die Adresse des Verriegelungskreises 26 in die höheren Stellen der Adreß-Bits eingegeben, während die in die Verriegelung einzugebenden

030062/0866

Daten in den unteren Stellen der Adreß-Bits erscheinen. Der Prozessor führt dann einen Auslesevorgang aus den bezeichneten Plätzen durch, so daß die Verriegelungsschaltung 28 die gewünschten Daten in den einzelnen Verriegelungsstufen oder -kreisen speichert.

Im Anschluß an den Block 240 führt der Prozessor den Block 242 durch, wo der Zähler erneut ausgelesen wird. Dieser Vorgang ist identisch mit dem Vorgang nach Block 236. Der Prozessor führt dann wiederum einen RAM-Testzyklus (Block 244) durch, der dem Block 238 gleich ist.

Der Prozessor führt dann gemäß Block 246 einen Anzeigeeinstellzyklus durch. Wenn das 4-sec-Impulstotal unmittelbar angezeigt werden soll, ist ein Muster von aufleuchtenden und nicht-aufleuchtenden Bits die Folge aufgrund der binären Natur des Wertes. Damit ein Balken entsteht, wird dieser Wert auf die nächstniedrigere Potenz der Basis 2 abgerundet. Danach liegen die für eine Eingabe in die Balkendiagramm-Schieberegister in geeigneter Weise geformten Daten durch Einschieben dreier Leerstellen vor die unterste Stelle des Wertes und weiterer dreier Leerstellen zwischen die fünfte und sechste Stelle des Wertes vor. Diese Leerstellen sind in den Stufen des Balkendiagramm-Schieberegisters gespeichert, die nicht mit den Anzeigeleuchtdioden verbunden sind. Als nächstes bestimmt der Prozessor, ob die Flammengüte unterhalb des Grenzschwellwerts ist. Ist dies der Fall, dann muß die entsprechende Anzeigestelle in der BaI-kendiagrammanzeige blinken. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Blinkfrequenz dieser Stelle 1/8 see. Dies wird erreicht, indem das Blinkzeitsteuerregister jedes Mal, wenn eine Anzeige vorgenommen werden soll, durchrotiert und die Schwellwertstelle nur einmal während jedes 1/8-Zyklus eingeschaltet wird, wenn ein Grenzalarmzustand vorhanden ist.

030062/0866

Im Anschluß an Block 246 liest der Prozessor erneut den Zähler 46 ab (Block 248) .

Danach gibt der Prozessor die Daten für die Balkendiagramm-Anzeige aus (Block 250). Der während der Anzeige-Aufstellroutine berechnete Wert (Block 246) wird von der Balkendiagramm-Anzeige-Treiberroutine verwendet. Diese Routine überträgt die Daten zur Balkendiagramm-Anzeige als Serialdaten, wobei immer dann, wenn eine "0" zu übertragen ist, ein kurzer Impuls, und dann, wenn eine "1" zu übertragen ist, ein langer Impuls abgegeben wird.

An Block 250 schließt sich Block 252 an, während dessen nichts ausgeführt wird. Hierauf folgt Block 254, in dem wiederum der Zähler 46 abgelesen wird.

Der Flammenanalysator berechnet als nächtes die verschiedenen unterschiedlichen Werte, die für die Bewertung der Flammengüte und für die Anzeige in den Analog- und Digitalanzeigen benötigt werden (Block 256). Beim Eintritt in diese Routine wird zunächst die Zahl der in dem augenblicklich adressierten Register angesammelten Impulse geprüft, um zu sehen, ob sie Null ist. Trifft dies zu, dann wird der Zeitzähler für fehlende Flamme um eins aufgezählt. Andernfalls wird der Zähler gelöscht. Dieser Zähler zeigt die Dauer an, während der von der Flammen-Fotozelle keine Impulse zugegangen sind, was der Fall ist, wenn die Flamme vollständig erloschen ist. Wenn dieser Zähler 3,875 see (USA) oder 0,875 see (Europa) erreicht, abhängig von der Stellung des Schalters 62, dann stellt der Prozessor fest, daß keine Flamme vorhanden ist und gibt den entsprechenden Wert in das Flammenanalysator-Zustandsregister. Als nächstes wird das laufende 4-sec-Total durch Addieren des Wertes im laufend adressierten Register zum 4-sec-Total berechnet. Es werden die Durchschnittswerte für 2 see und 1 see errechnet,

030062/0866

um die Balken-Anzeige und die Analoginstrument-Anzeige durchzuführen, indem das 4-sec-Total um eine bzw. zwei Stellen verschoben wird.

Auf folgende Weise wird der 32-sec-Durchschnitt berechnet. Der Flammenanalysator enthält 7 Register, die die 4-sec-Totale speichern, die am Ende jedes 4-sec-Abschnitts während der vorangegangenen 28 see berechnet worden sind. Die Werte dieser Register werden summiert und dann zu dem 4-sec-Total des Augenblicksabschnitts addiert sowie dreimal verschoben, um ein Durchschnitts-4-sec-Total für die vergangenen 32 see zu erhalten, und dieser Wert wird mit dem augenblicklich gewählten Schwellwert verglichen. Durch diesen Vorgang wird in die Bestimmung des 32-sec-Wertes ein kleiner Fehler eingeführt, weil jeweils die letzte 1/8-sec eine 4-sec-Abschnitts nicht berücksichtigt worden ist, doch ist dieser Fehler im allgemeinen sehr klein und kann vernachlässigt werden. Am Ende jedes 4-sec-Abschnitts wird das jeweils älteste 4-sec-Total durch das zuletzt gewonnene ersetzt.

Im Anschluß an die Berechnung der Werte im Block 256 führt der Flammenanalysator dann die Bewertung durch, ob die Flammengüte ausreichend ist (Block 258.) . Die erste Prüfung geht dahin, ob die Flamme ausgefallen ist. Der Analysator prüft, ob ein 1-sec- oder 4-sec-FFRT gewählt worden ist. Der Prozessor vergleicht dann den Zeitzähler für fehlende Flamme (s. oben Block 256) mit dem ausgewählten Intervall, und wenn diese gleich sind, dann ist die Flamme erloschen.

Wenn die Flamme noch nicht erloschen ist, dann prüft der Flammenanalysator als nächstes, ob ein Hereinziehen nötig ist. Wie bereits oben erläutert, wird ein höherer Schwellwert verwendet, um das erste Erscheinen einer Flamme festzustellen. Wenn Hereinziehen erforderlich ist, muß das 4-sec-Total gleich oxier größer als das 2 1/2-fache des Schwellwertes sein, und der

030062/0 868

32-sec-Durchschnitt muß gleich oder größer als der Schwellwert sein. Wenn keine dieser beiden Prüfungen zufriedenstellend verläuft, wird der Zustand "keine Flamme" erkannt.

Wenn die Flamme vorher zufriedenstellend war, wird der Anlauf-Vorgang nicht -benötigt? dann wird das 4-sec-Total mit dem Schwellwert verglichen. Ergibt dieser Vergleich eine nicht- ^nfrip^pngtpi 1 pririt* Flamme, dann wird ein Zeitglied vorwärtsge— zählt-, Andernfalls wird das Zeitglied gelöscht. "Wenn dex Wert in diesem Zeitglied die Zeitspanne erreicht, die für den FFRT-Schalter gewählt worden ist, dann bestimmt der Flammenanalysator, &a_B die Flamme erloschen ist- Als nächstes prüft 5er IFlamaaenanalysator, ob das 32-sec-Hittel oder das 4-sec-Total unter dem gewählten Schwellwert liegen, und ist dies der Fall, dann stellt der Flammenanalysa±£o: iLest, dLaß -die JÜLamme Jiicht .mehr vorhanden ist.

Wenn irgendeine der vorstehend genannten Überprüfungen ergibt, daß die Flamme nicht mehr vorhanden ist, dann speichert der Flammenanalysator das entsprechende Tlammeniehl—Signal. ±n das Flammenanalysator-Zustandsregister. Andernfalls wird der Wert für vorhandene Flamme in das Register eingespeichert. "Wenn jedoch der Prüfeingang 63 durch den Analysator auf H gebracht ist, was anzeigt, daß ein Signal für vorhandene Flamme nicht abgegeben werden kann, dann wird in das Zustandsregister auch kein Signal für vorhandene Flamme eingespeichert.

Am Ende des Blockes 258 wird vermerkt, daß seit Anfang der Flammüberprüfung 200 1/8 see vergangen ist. Der Prozessor wiederholt dann die Flammenprüfroutine, bis 28 derartige Vorgänge abgelaufen sind. Wie besprochen, wird bei der 28. Wiederholung der Verschluß vor der Flammen-Fotozelle während des Blockes 224 geschlossen, damit anschließend der Verschluß und die Fotozelle überprüft werden können.

030062/0866

Nach 28 Wiederholtingen der Flammenprüf routine werden in der nächsten 1/8 see der monostabile Multivibrator, der Zähler und die Schalter überprüft (Spalte 300). Der Flammenanalysator stellt zuerst die richtige Arbeitsweise des Multivibrators und des Zählers 46 fest (Block 330) . Bei Eintritt in diesen Abschnitt wird der laufende Wert im Zähler 4€ ausgelesen und in einem vorläufigen Registerblatt gespeichert. Als nächstes wird der Ausgang FL-2 des .Prozessors 20 gelöscht, weswegen der Multiplexer 42 vom Serienausgang des Prozessors 20 Impulse auf den Takteingang des monostabilen Multivibrators 44 gibt. Außerdem wird ein Impuls vom Prozessor 20 auf den Serienausgang gegeben, aam ^n jaonostabilen Multivibrator zu takten. Nach einer Zeitverzögerung wird dem Haitivibrator vom Prozessor 20 ein weiterer Impuls -zugefShrt,, ium zu prüfen, d.aß der T3ultivibrator nicht naehtriggerbar oder wiederholt triggerbar ist- ist letzteres noch, möglich, führt -der zweite Impuls zu einer Impulsbreite des vom monostabilen Multivibrator 44 abgegebenen Impulses, die zu groB ist- Der Ausgang des monostabilen MnI j-iyi T-n-^-hra-R wird tlem Fühlereingang des Prozessors zugeleitet, und der Zustand des Multivibrators wird zuerst bei 102 jisec und danach, bei 135 iisec nach dex ersten Triggerung überprüft. Der Ausgangswert des Multivibrators muß nach 102usec noch den Wert H haben, nach 135 μββο jedoch auf L zurückgekehrt sein, damit der Prozessor feststellen kann, daß der Multivibrator richtig arbeitet. Nachdem die überprüfung des monostabilen Multivibrators beendet ist, wird der Zähler abermals ausgelesen. Der neue Wert muß genau um eine Zählstufe größer als der alte Wert sein. Andernfalls stellt der Prozessor fest, daß der Zähler fehlerhaft arbeitet. Wenn entweder der monostabile Multivibrator oder der Zähler einen Fehler haben, dann wird der entsprechende Wert in das Flammanalysator-Zustandsregister eingegeben .

030062/0866

BAD ORIGINAL

Im Anschluß an den Test des Multivibrators und des Zählers führt der Prozessor eine weitere überprüfung des Festwertspeichers durch (Block 332).

Danach überprüft der Prozessor den Daumenradschalter und weitere Schalter auf sichere Betriebsweise (Block 334) . Wie beschrieben, wird der FG-1-Ausgangswert vom Prozessor 20, durch den der Verschluß für die Fotozelle angetrieben wird, auch invertiert und als Massebezugssignal zu den Schwellwertschaltern und dem FFRT-Schalter benützt. Während des Intervalls, in dem der Verschluß geschlossen ist, ist das den Schaltern zugeführte Signal H. Um diese Schalter zu überprüfen, werden sie während der Zeitspanne mit geschlossenem Verschluß ausgelesen. Wenn die Schalterausgänge nicht sämtlich Η-Pegel haben, dann stellt der Flammenanalysator fest, daß xm Hardware ein Fehler steckt. Der entsprechende Wert wird in das Flammenanalysator-5',ustandsregister eingegeben.

Als nächstes führt der Prozessor einen weiteren Prüfvorgang am monostabilen Multivibrator und Zähler durch (Block 336). An diesen schließt sich eine RAM-Prüfung (Block 338),ein Fehl- und Haltesegment (Block 340) , eine weitere Multivibrator- und Zählerprüfung (Block 342) , eine weitere RAM-Prüfung (Block 344), eine AnzeigevorbereitungsZeitspanne (Block 346) , eine weitere Multivibrator- und Fehlerprüfung (Block 348) und eine Fernanzeigezeitspanne (Block 350) an. Im Anschluß an den Block 350 tut der Prozessor während eines Segmentes (Block 352) nichts.

Danach bereitet der Prozessor die Fotozellenprüfroutine vor, die während der nächsten beiden 1/8-sec-Zeitspannen durchgeführt wird, indem der laufende Zählwert des Zählers abgelesen und in einen vorübergehenden Speicher eingegeben wird (Block 354). Der Prozessor beendet das PrüfIntervall für Multivibrator und Zähler durch Berechnung der Durchschnittswerte für die

030062/0866

laufenden 4 sec und für 32 sec (Block 356) und Durchführung der Flairanenbewertung (Block 358). Hiermit ist das Ende des 1/8-sec-PrüfIntervalls für Multivibrator und Zähler gekennzeichnet. Der Prozessor fährt dann mit dem Fotozellentestintervall (Block 360) fort.

Das Fotozellentestintervall ist in der Spalte 400 aufgezeichnet und wird zweimal wiederholt. Wie sich den Fig. 4 und 5 entnehmen läßt, ist das Fotozellentestintervall dem Testinterva.il für den Multivibrator und den Zähler mit der Ausnahme gleich, daß statt der Prüfblöcke für Multivibrator und Zähler mit den Nummern 330, 336, 342, 348 und 354 die Prüfblöcke für die Fotozelle mit den Nummern 430, 436, 442, 448 und 454 eingesetzt sind.

In der Fotozellenprüfung wird sichergestellt, daß der Verschluß tatsächlich geschlossen ist und die Fotozellenröhre nicht selbst zündet. Beide Fehler führen zu Sicherheitsrisiken und ergeben, daß der Zähler während der Fotozellentestdauer weiterzählt. Der Fotozellentest besteht darin, den Zähler während verschiedener Zeitabschnitte abzulesen und die Zählerstandswerte mit dem Wert zu Beginn des Fotozellentestintervalls zu vergleichen. Wenn sich der Zählerwert ändert, dann wird ein Warnsignal aufgebaut, das diese Tatsache anzeigt. Am Ende des Fotozellentests wird überprüft, ob ein solches Warnsignal vorhanden ist, um zu sehen, ob der Zählerwert sich verändert hat (Block 554). Ist dies der Fall, dann wird ein falsche Zündung anzeigendes Register vorwärtsgezählt, andernfalls wird dieses falsche Zündungen anzeigende Register gelöscht. Wenn dieses Register jemals den Wert 3 erreicht, dann nimmt die Prüfroutine an, daß Fotozelle oder Verschluß fehlerhaft sind, und der entsprechende Wert wird in das Analysator-Zustandsregister eingegeben. Das Erfordernis von drei Impulsen, die während drei aufeinanderfolgender Intervalle mit verschlossenem Verschluß festgestellt werden müssen, bevor die Fotozelle oder der Verschluß

030062/086 6

-45- 302A01 3

als fehlerhaft bezeichnet werden, soll verhindern, daß nicht berechtigte Abschaltungen aufgrund augenblicklich auftretender Rauschsignale oder kosmischer Strahlungen vorgenommen werden.

Der letzte Abschnitt in jeder 4-sec-Periode ist das Intervall zur Grenzalarmprüfung und zum öffnen des Verschlusses. Alle einzelnen Segmente dieses Abschnitts oder Intervalls stimmen mit dem Intervall für die Fotozellenprüfung überein mit Ausnahme der in den Blöcken 552 und 554 dargestellten Segmente. Während des Blockes 552 wird der Flammengütewert gegenüber dem Grenzalarmschwellwert geprüft, um damit festzustellen, ob die Flamme sich in Richtung auf den Grenzzustand verschlechtert hat. Grenzwertflammzustände werden nur alle 4 see einmal geprüft. Dies ist deswegen zulässig, weil eine Flamme im Grenzwertbereich noch keinen unsicheren Zustand darstellt, sondern nur anzeigt, daß die Flammengüte sich etwas verschlechtert hat. Bei Eintritt in das Grenzalarmzeitsegment (Block 552) wird der Grenzalarmschwellwert dort, wo er im Speicher gespeichert ist, ausgelesen und dazu verwendet, einen Grenzalarmwert zu berechnen. Dieser Grenzalarmwert wird dann vom gegenwärtigen 32-sec-Durchschnitt abgezogen. Ist das Ergebnis positiv, dann liegt die Flamme nicht an der Grenze, und die Grenzalarmstelle des Flammenanalysator-Zustandsregisters wird gelöscht, wenn sie gesetzt war. Ein negativer Wert dagegen zeigt an, daß sich die Flamme im Grenzbereich befindet, so daß die Grenzbereichsalarmstelle im Flammenanalysator-Zustandsregister gesetzt wird, was nun anzeigt, daß Grenzbereichszustand der Flamme vorliegt. Nachdem hinsichtlich Grenzbereichsalarm oder -Warnung geprüft worden ist, wird der Fotozellenverschluß in Vorbereitung für den nächsten FlammenprüfVorgang geöffnet (Block 554) . Die nötigen Werte werden berechnet (Block 556) und die entsprechenden Daten an die Analog-Anzeige weitergegeben (Block 558). Hierdurch ist nun das 4-sec-Intervall zu Ende gegangen. Der

030062/0866

Flammenanalysator kehrt dann zum Anfangspunkt des Flammenprüfvorgangs 200 zurück, von wo aus der gesamte Ablauf wiederholt wird.

Die Beschreibung der einzelnen Vorgänge ist selbstverständlich nur als Beispiel zu werten, so daß Anpassungen für unterschiedliche Fälle in den Rahmen der Erfindung fallen. So wird nach europäischen Vorschriften allgemein gefordert, daß die Flammenfehler-Ansprechzeit 1 see beträgt und nicht 4 see, wie das nach US-Standard der Fall ist. Um dieser Forderung nachzukommen, muß der Flammenanalysator-Zeitausschnitt auf 1 see verringert werden, und die Zahl der Wiederholungen und die Dauer der einzelnen Vorgänge ändert sich dadurch, wie in Tabelle 1 am Ende der Beschreibung angegeben ist.

In der Fig. 7 sind Testergebnisse aufgezeichnet, wobei ein typischer Flammenanalysator herkömmlicher Art einem nach der Erfindung gegenübergestellt ist. Bei den Versuchen, aus denen die in Fig. 7 aufgezeichneten Wellform-Diagramme gewonnen wurden, wurde ein Gasbrenner verwendet und im Dauerbetrieb während der in Fig. 7 aufgezeichneten Zeitspanne gefahren. Die Betriebszeit der beiden Brenner war gleichzeitig. Es wurde ein einziger Flammensensor verwendet, damit in die beiden Flammenanalysatoren identische Eingangssignale eingegeben wurden, und das Verhalten der Flammenanalysatoren wurde beobachtet, während die simulierte Flammengüte verändert wurde. Bei diesem Versuch wurde eineültraviolettstrahlungs-Fotozellenröhre so ausgerichtet, daß sie vom Rand der Brennerflamme beeinflußt wurde. Als Fotozelle wurde eine ECA-Fotozellenröhre der Type 45UV5, Modell 1000, verwendet. Zwischen die Flamme und die Fotozellenröhre wurde eine Blende mit veränderbarer Öffnung eingefügt, um eine Flamme von niedriger Güte zu simulieren und um zu ermöglichen, daß die simulierte Flammengüte während des Versuchs verändert werden konnte. Der Flammenanalysator, mit dem derjenige nach der Erfindung verglichen wurde, war

030062/0866

302A013

ein ECA-Flammenanalysator der Type 25SU3, Modell 4163, Code Dieser Vergleichsanalysator stellt ein Beispiel der meist entwickelten, bekannten Flammenanalysatoren dar.

Die oberen beiden Kurvenverläufe 600 in der Fig.7 wurden vom herkömmlichen Flammenanalysator, der untere Wellenverlauf 601 von einem Flammenanalysator gewonnen, der in der Art des beschriebenen Ausführungsbeispiels hergestellt worden ist. Der Kurvenverlauf 602 in Fig. 7 stellt den Flammensignalausgang vom bekannten Flammenanalysator dar. Dieser Ausgangswert nimmt einen von zwei Zuständen an und zeigt an, ob eine Flamme vorhanden ist oder nicht. Der nächste Kurvenverlauf 604 in Fig. ist ein Analogausgang, mit dem die Flammengüte angezeigt wird und der vom Flammenanalysator mit herkömmlichen Aufbau abgegeben wurde. Der Kurvenverlauf 606 gibt den Flammensignalausgangswert des erfindungsgemäßen Analysators wieder, der zwischen zwei Zuständen wechselt und damit eine vorhandene Flamme oder eine Fehlflamme anzeigt, ähnlich dem Kurvenverlauf 602. Der Kurvenverlauf 608 ist der Analogausgang des erfindungsgemäßen Analysators, der für den Betrieb des Instruments 80 in Fig. 1 verwendet wird. Wie oben erwähnt, ist das dem Instrument 80 zugeführte Signal kein stetiges Analogsignal, sondern es ändert sich zwischen diskreten Werten, wie dies aus der Fig. 7 deutlich zu sehen ist. Der Zeitmaßstab in der Fig. 7 beträgt eine Minute je dargestellter Unterteilung.

Bei den in der Fig. 7 gezeigten Kurvenverläufen wurden die jeweiligen Schvellwerts-und Empfindlichkeitseinstellungen beider Analysatoren gleich gewählt. (Aufgrund der unterschiedlichen Verfahren der Bewertung der Flammengüte lassen sich die Empfindlichkeits- und Schwellwerteinstellungen nicht miteinander unmittelbar vergleichen oder gleichsetzen).

030062/0866

Im Anfangsteil des Versuches war die Blende auf eine Größe eingestellt, die dazu führte, daß von beiden Systemen ein Signal abgegeben wurde, das das dauerende Vorhandensein einer Flamme anzeigte. Die Ausgangswerte beider Systeme während dieser Zeit sind im linken Teil der Kurvenverläufe in Fig. 7 wiedergegeben. Anschließend daran wurde die Größe der Blendenöffnung auf einen Wert verringert, bei dem sich ein Sicfnal von der Flammen-Fotozellenröhre ergab, das sehr nahe der Grenzflamme war.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, zeigt das Flammenausgangssignal vom älteren Flammenanalysator bei der simulierten Flamme geringer Güte häufig den Zustand fehlender Flamme an. Während einer Versuchsdauer von etwa 28 min mit einer Flamme geringer Güte, die in Fig. 7 wiedergegeben ist, wurde von dem älteren Analysator etwa 26-mal der Zustand fehlender Flamme ancfezeigt. Währenddessen gab die erfindungsgemäße Einrichtung nur 4-mal das Signal, daß keine Flamme vorhanden war. Der Versuch wurde beendet, indem die Flamme ausgelöscht wurde. Man kann aus der Fig. 7 deutlich erkennen, daß beide Flammenanalysatoren unmittelbar anzeigten, daß keine Flamme mehr vorhanden war.

Der oben beschriebene Vergleichsversuch macht die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Flammenanalysators deutlich., Gerade unter Grenzbedingungen, wie sie in Fig. 7 simuliert worden sind, arbeitet die erfindungsgemäße Einrichtung erheblich besser als die Einrichtung in bekannter Ausführung.

Bei einigen Brenneranlagen führt die Anzeige, daß keine Flamme vorhanden ist, dazu, daß der Ofen oder Kessel abgeschaltet und ein akustisches Warnsignal gegeben wird. Bei anderen Anlagen wird versucht, den Ofen dadurch neu anzufahren, daß Versuche der Wiederzündung der Brennerflamme durchgeführt werden. Für jeden dieser Fälle ist es jedoch von Vorteil, wenn die Anzahl der fehlerhaft abgegebenen Signale, die ein Fehlen der Brennerflamme anzeigen, verringert wird, so daß durch die Erfindung

030062/0868

302A013

bezüglich des Betriebsablauf und der Wirtschaftlichkeit wesentliche Vorteile erzielt sind.

Mit der Erfindung sind folglich ein Verfahren und eine Einrichtung geschaffen, nach denen die Flammengüte in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen eines Flammensensors bewertet werden kann. Es werden nach dem Grundprinzip der Erfindung die vom Flammensensor abgegebenen Ausgangsimpulse kontinuierlich gezählt. Die Anzahl der Impulse wird über ein bestimmtes Zeitintervall von vorgegebener Länge akkumuliert oder gesammelt und mit einem Stellwert verglichen. Das gesammelte Total wird fortwährend aufdatiert, so daß es die Zahl der empfangenen Impulse wiedergibt, die in der unmittelbar zurückliegenden Zeitspanne empfangen worden sind, so daß folglich ein sich ständig verschiebendes Zeitfenster von fixierter Länge betrachtet wird, währenddessen die vom Flammensensor ankommenden Impulse gesammelt werden. Es werden zusätzliche Prüfungen vorgenommen, damit sichergestellt ist, daß tatsächlich eine Flamme vorhanden ist, zu denen die überwachung der Zeitspanne gehört, in der überhaupt keine Impulse ankommen, sowie die Berechnung eines Langzeitdurchschnittes der Impulszahl. Das in der Beschreibung erläuterte bevorzugte Ausführungsbeispiel nimmt zahlreiche Selbstprüfungsvorgänge vor, wobei zum Anzeigen der Flammengüte und für die Diagnoseiriformation eine Anzeige in Balkendiagrammform gewählt ist.

Tabelle 1

Dauer

Vorgang

Prüfe Flamme (200a)
Schließe Verschluß (200b)
Teste Univibrator (300)
Teste Fotozelle (400)
Öffne Verschluß (500)

U.S.A. (4 s FFRT) 3,375 s 0,125 s 0,125 s 0,250 s 0,125 s

Europa (1 s FFRT) 0,625 s 0,125 s 0,125 s 0,000 s 0,125 s

030062/0866

Leerseite

Claims

Patentanwälte O Π Ο / fl «J Dr. Dieter ν. Bezold g υ Ä Hy ' Dipl.-Ing. Peter Schütz Dipl.-Ing. Wolfgang Heusler 8 München 86, Postfach 8602*0 ELECTRONICS CORPORATION OF AMERICA One Memorial Drive, Cambridge, Mass. 10807 U. S. A. Patentansprüche

1.J Verfahren zur Bildung eines die Flammengüte eines Brennersystems anzeigenden Signals, wobei das Brennersystem einen eine Brennerflamme erzeugenden Brenner und einen Flammensensor, der auf die Brennerflamme mit Abgabe einer flammenproportionalen Signalimpulszahl reagiert, aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Folge von nacheinander auftretenden Zeitabschnitten
definiert, die Zahl der vom Flammensensor während jedes Zeitabschnittes erzeugten Impulse gezählt, die Impulszahl während jeweils einer gewählten Anzahl von zurückliegenden Abschnitten gespeichert, wobei die Dauer der gewählten Zahl von Abschnitten eine erste Zeitperiode definiert, die Gesamtzahl der Impulse, die gleich der Zahl der während der zurückliegenden
ersten Zeitperiode erzeugten Impulse ist, bestimmt, und diese Gesamtzahl mit einem Schwellwert verglichen wird, um bei Absinken der Gesamtzahl unter den Schwellwert ein diesen Zustand
angebendes Signal zu erzeugen.

030062/0866

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Vielzahl von Registern, die wenigstens gleich der Anzahl der gewählten Zahl von Zeitabschnitten ist, die Daten über die Zahl der während der aufeinanderfolgenden Abschnitte auftretenden Impulse gespeichert werden, wobei jedes Register dem Abschnitt zugeordnet ist, dessen Daten es zu speichern hat, und die Daten so gespeichert werden, daß die dem unmittelbar zurückliegenden Abschnitt zugehörigen Daten in das Register zum Ersatz der Daten eingespeichert werden, die dem ältesten der gespeicherten Abschnitte zugehören.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den flammenlosen Zustand am Brenner anzeigendes Signal erzeugt und eine zweite Zeitspanne definiert wird, daß als flammenloser Zustand erkannt wird, wenn die Gesamtzahl von Impulsen während der Dauer der zweiten Zeitspanne ständig unter dem Schwellwert liegt, und daß ein Signal des flammenlosen Zustands so lange abgegeben wird, wie dieser Zustand festgestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der flammenlose Zustand festgestellt worden ist, gefordert wird, daß die Gesamtzahl von Impulsen einen Anfahrwert übersteigt, bevor festgestellt wird, daß der flammenlose Zustand beendet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfahrwert gleich dem um einen gewählten Faktor vergrößerten Schwellwert entspricht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gewählte Faktor etwa 2,5 ist.

030062/0886

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Schwellwert und eine dritte Zeitspanne, die länger als die erste Zeitspanne ist, bestimmt werden, daß eine zweite Gesamtzahl aus den während der dritten Zeitspanne auftretenden Impulsen gebildet und daß bestimmt wird, daß ein flammenloser Zustand herrscht, wenn die zweite Gesamtzahl unter den zweiten Schwellwert absinkt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schwellwert in Abhängigkeit vom ersten Schwellwert bestimmt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen erstem und zweitem Schwellwert im wesentlichen gleich dem Verhältnis zwischen der Länge der ersten zur Länge der zweiten Zeitspanne ist.

10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Schwellwert und eine dritte Zeitspanne gebildet, die Gesamtzahl der während der dritten Zeitspanne empfangenen Impulse als zweite Gesamtzahl berechnet und ein flammenloser Zustand dann erkannt wird, wenn die zweite Gesamtzahl unter den zweiten Schwellwert absinkt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zeitspanne das N-fache der ersten Zeitspanne beträgt, wobei N eine ganze Zahl ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Berechnen der zweiten Gesamtzahl die unmittelbar zurückliegend bestimmte erste Gesamtzahl periodisch in Zeitpunkten gespeichert wird, die durch einen der ersten Zeitspanne gleichen Zeitabschnitt voneinander getrennt sind, daß die letzten N-1-gespeicherten Gesamtzahlen zur Bildung einer Untersumme addiert und die vorhandene Gesamtzahl mit der letzten Untersumme zur Bildung der zweiten Gesamtzahl zusammengefügt wird.

030062/0866

-4- 302401-i

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß festgestellt wird, ob während der zweiten gewählten Zeitspanne keine Impulse aufgefangen wurden, woraufhin dann ein Signal über flammenIosen Zustand erzeugt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 4, 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß festgestellt wird, ob während einer dritten gewählten Zeitspanne keine Impulse eintreffen und daß für den Fall ein Signal über flammenlosen Zustand abgegeben wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte gewählte Zeitspanne der zweiten gewählten Zeitspanne gleich ist.

16. Einrichtung zur Durchführung des Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen die Brennerflamme überwachenden Flammensensor, einen taktgesteuerten Prozessor, Mittel zur willkürlichen Vorgabe von Schwellwerten, eine Anzahl von Registern zur Aufnahme der vom Flammensensor ankommenden Impulse, einen Komparator und eine vom Prozessor und/oder Komparator gesteuerte Anzeigevorrichtung.

030062/0866