Brevet FR2002416A1 — publié le 19691017

la présente invention concerne un équipement de surveillance d'une flamme destiné à être utilisée avec des fours à plusieurs "brûleurs et elle est plus particulièrement relative à un équipement conçu de manière à pouvoir fonctionner effectivement 5 dans une large gamme d'intensité de flammes de brûleurs et ce avec un risque négligeable de voir l'équipement ne ras détecter l'extinction d'une flamme particulière à la suite de l'effet de masquage dû aux flammes voisines. Dans les appareils générateurs de vapeur modernes et les 10 appareils similaires, on demande de rlus en plus que les flammes de brûleurs alimentant un four soient surveillées individuellement de telle manière qu'une alarme immédiate soit déclenchée si l'une des flammes est absente ou s'éteint d'elle-même» On a déjà envisagé diverses techniques pour surveiller des flammes individuelles de ■] 5 brûleurs mais toutes ces techniques présentent des inconvénients pratiques. Par ailleurs aucune d'entre elles, pour autant que la demanderesse en soit sûre, n'est capable d'aSsurer un foncticnnement sans risque de paralysie dans une large gamme d'intensités de flammes ou encore d'assurer la surveillance des flammes d'un four comportant 20 des brûleurs dirigés en opposition les uns aux autres. L'utilisation de brûleurs montés en opposition directe dans des fours est devenue maintenant plus répandue et il s'agit là d'une technique de combustion suivant laquelle les brûleurs sont disposés par paire de brûleurs opposés et dirigent le combustible en direction de l'un de 25 l'autre, si bien qu'un globe de feu très chaud est formé entre les paires de brûleurs, par suite de la fusion des fronts des flammes0 Une dés formes d'exécution d'un équipement de surveillance d'une flamme qui a le plus de succès, utilise un élément photosensible qui examine le front d'une flamme particulière surveillée et 30 qui fournit un signal de sortie électrique ayant une composante alternative dont l'amplitude dépend de la qualité de la flamme0 Ge système est casé sur le fait que le front d'une flamme d'un brûleur produit une lumière ayant une composante alternative à fréquence assez basse, de l'ordre de 100 Hz (composante appelée ci-35 après " composante tOO Hz " à titre de commodité), et la présence et l'amplitude de cette composante peuvent être utilisées pour indiquer respectivement si un brûleur est allumé et donner la qualité de la flamme produite par ce brûleur» Bien que l'on sache que des fréquences de lumière autres que 100 Hz apparaissent dans une moindre mesure dans le front d'une flamme d'un brûleur, les BAD ORIGINAL 69 04504 2 2002416 composantes de fréquence de l'ordre de 1CO Hz prédominent, si l'on met à part la fréquence de fluctuation de la flamme qui est normalement de l'ordr-sde 10 Hz, et ces composantes de fréquence sont naturellement utilisées pour fournir une mesure de la qualité de la flamme des brûleurs. Cependant l'amplitude relative du signal de fluctuation de la flamme de fréquence 10 Hz est importante comparativement à la composante 100 Hz présente dans le front de la flamme si "bien qu'il y a une forte tendance à voir le signal de sortie de la cellule photoélectrique " noyé " dans les composantes de valeur constante et le signai de fréquence 10 Hz, lors de la surveillance de flammes à haute températures ce' qui entraîne des difficultés dans la détection du signal relativement faible de fréquence 100 Hz. Bien que l'équipement de surveillance d'une flamme décrit ci-dessus soit largement utilisé jusqu'à ce jour, il présente certaines limitations qui le rendent virtuellement inutilisable avec des brûleurs opposés et qui altèrent sérieusement ses possibilités d'application pour la surveillance de l'un . de plusieurs, brûleurs très rapprochés, l'une de ces limitations résulte du fait que la flamme de brûleur surveilles peut avoir une gamme relativement importante de températures de f on.ctionnement désirées.la lumière appliquée à l'élément photosensible est non seulement celle de la flamme mais encore celle du matériau réfractaire du revêtement du four, souvent incandescent, lequel est vu à travers la flamme, ainsi que celle de -portions de flammes adjacentes« En pratique il y a, dans la partie supérieure, à haute température, de la gamme de fonctionnement du brûleur, un niveau élevé d'illumination de l'arrière-plan tombant sur l'élément photosensible et qui réduit l'intensité relative de la composante alternative à 100 Hz du signal de sortie de la cellule photoélectrique. Par exemple un pourcentage de 99 % de la lumière tombant sur une cellule photoélectrique provient peut être de sources autres que la composants à 100 Hz. la résistance interne de la cellule photoélectrique est naturellement réduite par le niveau élevé de l'illumination de l'arrière-plan si bien que les fluctuations de la résistance interne produite par la composante à 100 Hz entraînent des signaux de sortie électriques relativement faibles„ Egalement, du fait que la charge de la cellule photoélectrique est constante, il y a toujours un défaut d'adaptation entre la cellule photoélectrique et la charge à l'une ou l'autre des extrémités de la gamme de fonctionnement du brûleur. Par exemple, si le brûleur doit être BAD ORIGINAL 6V U45U4 3 2002416 surveillé d'une manière très précise à de faibles allures de chauffage, ou à travers un hublot poussiéreux, la cellule photoélectrique doit pouvoir alors fournir un bon signal lorsque sa résistance est relativement élevée, ce qui résulte de la faible intensité de la 5 lumière tombant sur elle. Pour que ceci se produise, la charge connectée à la cellule photoélectrique doit avoir une résistance élevée. Si le brûleur fonctionne à" une allure de chauffage maximale, la lumière tombant sur la cellule photoélectrique a alors une intensité élevée si bien que la résistance de cette cellule est relative-■JO ment faible comparativement à la résistance de charge, et le défaut d'adaptation entre la cellule photoélectrique et la résistance de charge se traduit par une perte considérable du niveau utile du signal obtenu à partir de la composante à 100 Hz. Une seconde limitation résulte du fait que, bien que la ■J5 détection de la composante alternative à 100 Hz d'un front d'une flamme soit généralement considérée comme étant suffisante pour distinguer une flamme d'une flamme voisine, ceci ne peut pas s'appliquer lorsque les brûleurs sont montés en opposition car, pour des raisons * pratiques, il n'est pas possible d'observer le front de la flamme 20 d'un brûleur sans observer également le front de la flamme du brûleur directement opposé et capter par conséquent la composante alternative à 100 Hz de cette flamme. le système classique est donc tout-à-fait incapable de distinguer la composante à 100 Hz d'une flamme d'un brûleur qui ne fonctionne pas correctement, de la composante à 100 Hz 25 présente dans le front d'une flamme du brûleur opposé qui peut,lui, fonctionner correctement. Une troisième limitation de l'équipement décrit ci-dessus est que, lorsque les brûleurs doivent fonctionner dans une large gamme d'allures de chauffage, la différence des intensités de la 30 lumière tombant sur la cellule photoélectrique est habituellement telle que, à moins que des mesures de compensation ne soient prises en réduisant la lumière tombant sur la cellule photoélectrique à l'extrémité supérieure de la gamme des températures, une paralysie de l'équipement peut se produire. Bien que l'on ait proposé des-35 diaphragmes â commande automatique pour intercepter la lumière tombant sur la cellule photoélectrique à des températures très élevées, ces diagrammes ont le même effet que la poussière sur le hublot à travers lequel la cellule photoélectrique voit la flamne . Il peut par conséquent arriver le cas où. un dépôt de pouss'.ère sur le hublot 69 04504 4 2002416 soit interprété comme une flamme de mauvaise qualité. Pour remédier à ces inconvénients» on a envisagé des systèmes complexes pour commander la position du diaphragme en fonction du rayonnement de 1'arrière-plan.qui produit un signal de sortie unidirectionnel 5 à partir de la cellule photoélectrique. Cependant de tels agencements augmentent le coût et la complexité de l'équipement de surveillance de la flamme0 Un but de la présente invention est de fournir un équipement de surveillance d'une flamme amélioré . 10 Suivant l'aspect le plus large de l'invention» on prévoit un équipement de surveillance d'une flamme pour indiquer l'état d'une flamme d'un brûleur en présence d'autres flammes de brûleurs, en répondant à la gamme de fréquences relativement élevées,(telles que définies présentement) se trouvant présentes dans la lumière produite 15 par la racine de la flamme qui doit être surveillée, cet équipement comportant un élément photosensible pour observer la racine de la flamme et délivrer un signal électrique contenant des composantes * ayant les fréquences précitées, et un circuit électrique recevant ces composantes et délivrant un signal de sortie dont l'amplitude est 20 fonction des fréquences présentes dans le signal électrique et constitue une mesure de la qualité de la flamme» Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'équipement de surveillance de la flamme comporte un circuit photosensible contenant un élément photosensible pour délivrer un signal de 25 sortie électrique contenant des composantes de fréquence alternative correspondant aux fréquences des pulsations de la lumière tombant sur l'élément et provenant d'une partie de la racine d'une flamme d'un brûleur qui doit être surveillé ; un circuit de traitement connecté de manière à recevoir les composantes de fréquence alternative 30 provenant du circuit photosensible et pour amplifier, à une amplitude pratiquement identique, les composantes de fréquence supérieures à une gamme prédéterminée de fréquences inférieures,- et ce indépendamment des amplitudes relatives au-dessus d'une amplitude minimale prédéterminée, afin de fournir un train d'impulsions' de sortie ayant 35 pratiquement la même amplitude et produites à une cadence dépendant des fréquences de pulsations relativement élevées des composantes situées au-dessus de la gamme prédéterminée de fréquences inférieures, présentes dans le signal d'entrée appliqué au circuit de traitement ; et-uh circuit de comptage d'impulsions et convertisseur 69 04504 5 2002416 analogique, lequel est connecté de manière à recevoir le train d'impulsions de sortie provenant du circuit de traitement et à délivrer, à partir de ces impulsions, un signal électrique de mesure de la flamme dont l'amplitude indique la cadence de répétition des 5 impulsions dans le train d'impulsions et qui donne ainôi une indication de la qualité de la flamme surveillée,, Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'équipement de surveillance de la flamme comporte un élément photosensible dont la résistance électrique varie avec l'intensité de la lumière 10 tombant sur cet élément, une charge à impédance non linéaire pratiquement adaptée à l'élément de telle façon que son impédance varie en corrélation avec la résistance de l'élément, afin de fournir, aux bornes de la charge, un signal de tension de sortie variant comme le logarithme du courant de charge, un circuit de couplage pour transmet-15 tre les composantes alternatives du signal de tension aux bornes i d'entrée d'un amplificateur limiteur à gain élevé, de préférence un amplificateur à circuit intégré, une boucle dê contre-réaction allant des bornes de sortie d'un amplificateur à ses bornes d'entrée et dans laquelle est incorporé un circuit en dérivation pour éliminer 20 les signaux de fréquences de pulsations relativement élevées, et ce au-dessus d'une gamme prédéterminée de fréquences inférieures du signal d'entrée, si bien que la gamme de fréquences inférieures des composantes du signal est amplifiée en contre-réaction dans une mesure croissant progressivement avec une réduction de la fréquence, un 25 circuit de différentiation et de détection pour convertir les signaux de sortie limités provenant de l'amplificateur en un train d'impulsions unidirectionnelles, un circuit de comptage d'impulsions pour recevoir ces dernières impulsions et pour délivrer un signal de sortie variant avec la cadence des impulsions produites par l'amplificateur, 30 un potentiomètre réglable pour sélectionner une proportion désirée du signal de sortie afin d'ajuster l'équipement à un seuil de fréquence prédéterminé, et un circuit convertisseur analogique actionnant mindicateur de flamme et comrandé par le signal de sortie du potentiomètre. 35 le principe de base mis en oeuvre dans la présente inven tion repose sur la découverte par la demanderesse du fait qu'une gamme de fréquences de lumière considérablement supérieures à celles utilisées jusqu'à présent dans le but de surveiller une flamme, fréquences qui ont été appelées dans la présente description n fréquences de pulsatione relativement élevées" est produite dans la partie 69 04504 6 2002416 de la racine de la flamme du brûleur et peut être utilisée pour actionner l'équipement de surveillance de la flamme. En outre cette gamme de fréquences produit© dans la partie de la racine de la flamme augmente avec un accroissement de la qualité de la flamme du. brûleur si bien que l'on peut obtenir, en comptant les fréquences produites au lieu d'effectuer une mesure de leur amplitude , une excellente indication de la qualité de la flamme, cette indication étant limitée à la flamme du brûleur surveillé, la gamme des fréquences inférieures situées au-dessous des fréquences de pulsations relativement élevées et qui ont formé la base des équipements de surveillance de flammes connus antérieurement, ne sont pas utilisées dans la présente invention et elles tombent dans la gamme prédéterminée des fréquences inférieures précitées. En utilisant les fréquences de pulsations relativement élevées présentes dans chaque racine de flamme de brûleur pour actionner l'équipement de surveillance de la flamme associe au brûleur, on peut surveiller indépendamment des brûleurs individuels agencés de manière à assurer des combustions opposées, et ce sans courir le risque que des fréquences produites par un brûleur masquent la lecture correcte de l'équipement surveillant le brûleur opposé. En pratique les fréquences de pulsations relativement élevées utilisées dans la présente invention vont en croissant à partir d'une fréquence, de l'ordre de 1.000 Hz et elles sont avantageusement supérieures à 3.000 Hz. Des fréquences de 10.000 Hz et supérieures sont particulièrement utiles pour la mise en oeuvre de l'invention car on a trouvé qu'elles sont très limitées à une région particulière de la racine de la flamme. Pour la mise en oeuvre de la seconde caractéristique de l'invention, il est naturellement préférable que la charge de l'élément photosensible ait une caractéristique d'impédance logarithmique pratiquement adaptée à la caractéristique d'impédance de l'élément photosensible qui peut être un transistor photosensible, une cellule photoélectrique ou une photorésistance. Une forme de charge appropriée comprend une diode au silicium polarisée dans le sens direct et connectée de manière à délivrer à ses bornes une tension variant d'une manière logarithmique en fonction du courant la traversant. De préférence l'élément photosensible faisant partie d'un tel agence ment est constitué par un phototransistor du type MPÎf» Le circuit de traitement qui fait partie de la seconde caractéristique de l'invention ccmporte avantageusement un amplificateur à gain élevé, de préférence un amplificateur à circuit 69 04504 7 2002416 intégré, présentant une caractéristique de contre-réaction aux basses fréquences, pour supprimer la gamme des fréquences inférieures, c'est-à-dire les fréquences situées en-dessous de 1»000 Hz environ. Un moyen commode pour obtenir la suppression des basses fréquences 5 est d'utiliser une boucle de contre-réaction entre la sortie et l'entrée de l'amplificateur et de prévoir un circuit en dérivation à la masse pour empêcher effectivement la contre-réaction des fréquences supérieures à la gamme des fréquences inférieures qui doivent être supprimées. L'amplificateur est de préférence un amplificateur 10 limiteur ayant un gain élevé si bien que virtuellement tous les signaux d'entrée sont limités pratiquement à la même valeur d'amplitude à la sortieo On peut ensuite utiliser un circuit détecteur faisant suite à l'amplificateur limiteur, pour convertir le signal de sortie de l'amplificateur en un train d'impulsions de même polarité 15 et ayant pratiquement la même amplitude» La cadence de répétition des impulsions est fonctiaides fréquences présentes dans la lumière tombant sur l'élément photosensible et la demanderesse a trouvé que ceci reflétait la qualité de la flamme» Un avantage procuré par la troisième caractéristique de 20 l'invention est qu'en faisant en sorte que la charge de l'élément photosensible ait une caractéristique pratiquement adaptée à la caractéristique de cet élément, on peut maintenir une adaptation satisfaisante entre la résistance de l'élément photosensible et l'impédance de la charge si bien que la gamme des intensités lumi-25 neuses pour lesquelles l'équipement est capable de fonctionner, peut être considérablement étendue comparativement aux équipements de surveillance de flammes classiques utilisant une charge constante » De cette façon l'équipement de surveillance d'une flamme convient particulièrement pour une utilisation avec des brûleurs courants 30 conçus pour fonctionner avec une très large gamme de charges, et ce sans risque de paralysie» De préférence le circuit détecteur précité comporte une diode disposée entre la base d'un transistor ÎTPÏT et un condensateur» Ce condensateur et la diode servent à appliquer à la- base d'un 35 transistor KP5T, connecté en circuit émetteur suiveur, une polarisation qui fluctue avec la cadence de répétition des impulsions à la sortie de l'amplificateur» La charge du circuit émetteur follower est avantageusement réalisée sous la forme d'un potentiomètre aux bornes duquel est produite une tension fluctuant en fonction de la 69 04504 8 2002416 cadence de répétition des impulsions. Une partie de cette tension peut être appliquée, à travers un circuit à retard, à la gâchette d'un thyristor, afin de commuter le courant à travers un relais et une lampe d'un indicateur de flamme. L'avantage d'un tel agencement 5 est que le point de fonctionnement du relais est déterminé par le réglage du potentiomètre du circuit émetteur suiveur. La tension prélevée sur le curseur du potentiomètre est fonction des fréquences reçues par l'élément photosensible et ainsi le point où le relais intervient en fonction de la cadence de répétition des impulsions, 10 peut être déterminé par le réglage du potentiomètre. L'équipement est avantageusement agencé de manière à délivrer un signal de sortie si l'intensité de la lumière .tombait sur l'élément photosensible est inférieure à une valeur prédéterminée. Ceci peut être réalisé en prévoyant, pour l'élément phatosen— 15 sible, deux alimentations électriques, l'une d'entre elles délivrant à l'élément un faible courant sous une tension unidirectionnelle constante, et l'autre fournissant un courant"plus important sans une tension unidirectionnelle à laquelle est superposée une fréquence d'ondulation . Un organe de commutation est adapté de manière à 20 connecter sélectivement les alimentations électriques à l'élément en fonction du courant passant à travers ce dernier. Un circuit sensible à la fréquence, lequel répond à la fréquence d'ondulation r peut être connecté d'une manière appropriée à une borne d'alimentation de l'élément de manière à répondre au fonctionnement de , 25 l'organe de commutation en délivrant un signal de sortie indiquant que l'intensité de la lumière reçue par l'élément photosensible est tombée en-dessous d'un minimum prédéterminé. De cette façon l'équipement peut signaler que le hublot d'observation ou l'écran transparent, à travers lequel l'élément photosensible voit la 30 flamme, exige un nettoyage. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel : - La, figure 1 est une vue schématique d'une partie d'un 35 four comportant un brûleur dont la flamme est contrôlée par un éqûipement de surveillance de la flamme. - lia figure 2 est un schéma électrique de l'équipement de surveillance. - La figure 3 est un schéma électrique d'un circuit d'indication de luminance délivrant un signal de sortie 69 04504 9 2002416 analogique 0 Si on se réfère à la figure 1, on y voit qu'un four, représenté partiellement en 1, comporte un certain nombre de brûleurs disposés de manière à assurer des combustions opposées, l'un de ces 5 brûleurs étant indiqué en 2„ Ce brûleur 2 est disposé dans une ouverture 3 ménagée dans la paroi 4 du four. Dans l'ouverture 3 est également prévu un hublot 5 à travers lequel un dispositif optique 9 h ~ n comportant un phototransistor 6, peut voir un segment de la racine 7 d'une flamme de brûleur, la ligne de visée du dispositif optique 10 9 est indiquée schématiquement et elle passe au ras du bord d'une roue mobile 8 entourant la partie extrême de sortie du tube constituant le brûleur, le transistor fait partie d'un circuit électrique représenté schématiquement par le boîtier 11 et qui délivre des signaux de sortie indiquant la qualité de la flamme et également 15 la propreté du hublot 5 qui peut être altéré par suite du dépôt de poussière sur ses composants optiques» le circuit 11 de l'équipement est illustré d'une manière plus détaillée sur la figure 2 et ce circuit est alimenté électriquement à partir d'un enroulement secondaire 12, à prise médiane , 20 d'un transformateur 13. la prise médiane de l'enroulement secondaire du transformateur est mise à la terre en 14 et un redresseur pleine onde classique 15 et un circuit de filtrage 16 sont disposés de manière à alimenter une ligne en tension continue de 10 volts à laquelle est superposée une ondulation cfe 1 volt et de fréquence 100 Hz 25 produite par le redresseur pleine onde 15° Cette alimentation est connectée, par l'intermédiaire de deux circuits d'alimentation 17 et 18, au collecteur 20 du transistor photosensible 6, du type qui est éclairé par 3a lumière provenant de la racine d'une flamme qui est surveilléeo 30 le circuit 17 comprend un redresseur unique 21 constituant un commutateur et dont la cathode est connectée au collecteur du transistor 6. Une chute de tension de 0,5 volt apparaît aux bornes du redresseur 21. l'ondulation de fréquence 100 Hz est superposée à la tension continue appliquée au collecteur du transistor 6, par 35 l'intermédiaire du redresseur 12o l'autre circuit c'alimentation 18 relié au collecteur est monté en parallèle sur le redresseur 21 et il comprend trois résistances 22, 23 et 24 connectées en série', de valeurs respectives 47 ohms» 220 ohms et 100 kilohms, cette dernière valeur étant préréglée, le point de jonction de la résistance 23 de 69 04504 1Q 2002416 220 ohms et de la résistance 24 de 100 kilohms est connecté à la masse, par l'intermédiaire d'un condensateur de filtrage 25 d'une capacité de 320 microfarads, si bien que l'ondulation de fréquence 100 Hz . n'est pas appliquée au collecteur du transistor 6 lorsque le 5 second circuit d'alir:entation 18, formé par les résistances susmentionnées, est utilisé. Cependant la résistance 24 d'une valeur de 100 kilohms a pour effet que le courant que peut fournir le circuit 18 au collecteur 20 est très limité et, si l'intensité de la lumière tombant sur le transistor photosensible 6 est telle que le point de ■|q jonction entre la résistance 24 de 100 kilohms et le collecteur 20 du transistor tombe à une tension inférieure à 9,5 volts, le redresseur 21 prévu dans l'autre circuit d'alimentation 17 est polarisé dans le sens direct et il alimente le collecteur 20 du transistor avec un courant drainé à partir de l'alimentation à 10 volts et 15 présentant l'ondulation de fréquence 100 Hz. L'émetteur 26 du transistor 6 est connecté à la masse par l'intermédiaire d'un circuit de charge constitué par une diode 27 au silicium qui est connectée de telle façon, par polarisation dans le sens direct, que la chute de tension aux bornes de cette diode 20 est proportionnelle au logarithme du courant qui la traverse. Les composantes alternatives du signal de tension appliqué aux bornes de la diode 27 au silicium sont transmises, par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage 28 d'une capacité de 0,01 microfarad, branché en série avec une résistance 30 d'une valeur de 25 4,7 kilohms, à une borne d'entrée 31 d'un amplificateur 32 à circuit intégré et à gain élevé, lequel est connecté de manière à présenter une caractéristique de contre-réaction aux basses fréquences et à fonctionner en tant que limiteur. La borne d'entrée 31 de l'amplifi -cateur est connectée à la masse par l'intermédiaire d'un condensa-50 teur 33, d'une capacité de 1 précédemment. fréquences de pulsations relativement élevées ains.. qu'il a été défini/ 69 04504 2002416 Par conséquent les signaux à basse fréquence apparaissant à la borne de sortie 33a de l'amplificateur 32 sont appliqués en contre-réaction à la borne d'entrée 31» de manière que l'amplificateur 32 présente une caractéristique d'altération des basses fréquences, tandis qu'une 5 grande proportion des signaux à fréquence relativement élevée, qui sont appliqués au réseau de contre-réaction 34, sont dérivés vers la masse à travers le condensateur 37» l'amplificateur 32 à circuit intégré reçoit une tension d'alimentation positive à partir du point de jonction de la résistance 23 de 220 ohms et de la résistance 22 10 de 47 ohms dans le circuit d'alimentation précité 18, l'autre côté du circuit intégré étant relié à la masse. la caractéristique à gain élevé du circuit amplificateur 32, conjointement avec la "boucle de contre-réaction en basse fréquence, se traduit par le fait que l'amplificateur amplifie sélectivement 15 les fréquences élevées supérieures à une gamme prédéterminée de fréquences inférieures, et que l'amplificateur limite ensuite ces fréquences de telle façon que des signaux impulsionnels de sortie ayant pratiquement la^ même amplitude soient délivrés à la borne de sortie 35a, quelles que soient les amplitudes relatives des fréquentas 20 du signal d'entrée appliqué à l'amplificateur 32, à condition que ces fréquences du signal d'entrée soient situées au-dessus d'un seuil prédéterminé, la borne de sortie 333; de l'amplificateur est connectée à une charge 40 de 3,3 kilohms, charge aux; bornes de laquelle les impulsions limitées sont produites. 25 le train des impulsions limitées apparaissant aux bornes de la charge 40 sont transmises, par l'intermédiaire d'un condensateur 4-1 de 3.300 picofarads, à la base d'un transistor NPÎT 42 et également à la cathode d'un redresseur détecteur 43 dont l'anode est mise à la masse, la base du transistor 42- est ainsi polarisée 30 positivement à une valeur qui varie avec la fréquence de répétition des impulsions apparaissant à la borne de sortie 33a de l'amplificateur 32 e le transistor 42 délivre, sur son émetteur, un courant qui varie en fonction du potentiel de la base, l'émetteur de ce transis-35 tôr est connecté à une charge 44 constituée par un potentiomètre de 5 kilohms, si bien que le transistor 42 se comporte comme un étage émetteur suiveur ayant une charge de 5 kilohms. le collecteur de ce transistor est également connecté à la ligne d'alimentation 10 volts, par l'intermédiaire d'une résistance 45 69 04504 2002416 extrémités de laquelle sont connectées des bornes de test de mesure 46„ • La tension prélevée à partir du curseur du pot entier.":-* 44 est appliquée aux branches d'un circuit à retard en T 47s ler;el 5 est constitué par deux résistances 48 et 49 de 1 kilohm chacune dont le rcir.x de jonction est relié à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur 50 de 2 L'équipement de surveillance de la flamme est pourvu d'un circuit indicateur de la luminance de la flamme représenté dans le rectangle en traits interrompus 60, afin d'avertir ion opérateur que l'intensité de la lumière tombant sur le transitor photosensible 6 2Q est inférieure à une valeur préréglée qui est déterminée par le réglage de la résistance variable 24 de 100 kilohms dans le circuit d'alimentation résistif 18 connecté au collecteur 20 du transistor photosensible 6. Pendant le démarrage au four, l'indication de la luminance est évidemment faible. Cependant, si le four fonctionne 25 normalement et si l'indication de la luminance est faible, ceci peut signifier que le hublot 5 de la figure 1, à travers lequel le transistor photosensible 6 est éclairé par la portion 7 de la racine de la flamme, doit être nettoyée, Le circuit indicateur de luminance est connecté entre le 3Q collecteur 20 du transistor photosensible 6 et la masse. Ce circuit comprend un condensateur de couplage 61 de 1 microfarad, à travers lequel l'ondulation de fréquence 100 Hz, qui est présente sur le collecteur du transistor photosensible 6, est transmise à la base 62 d'un transistor 63 du type MPÏT et dont le collecteur est relié, par 35 l'intermédiaire d'une charge 64 de.3,3 kilohms, à la même borne d'alimentation positive que l'amplificateur à circuit intégré. Le point de fonctionnement du'transistor est stabilisé par une résistance 65 de 220 kilohms connectée entre son collecteur- et sa base. Le signal de sortie provenant du collecteur du transistor 63 est transmis» à travers un condensateur de couplage 66 de 1 micro- 69 04504 13 2002416 farad, au point de jonction entre deux redresseurs 67 et 68 dont l'un, à savoir le redresseur 67, a son anode connectée à la masse? et l'autre est reliée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance de charge détectrice 70, de 33 kilohms, et d'un condensateur 71 de k 250 microfarads. la tension fluctuante produite aux bornes de la résistance de charge détectrice 70 est transmise, par l'intermédiaire d'une seconde résistance 72 de 33 kilohms» à la base d'un second transistor 73 du type KPftf dont l'émetteur est connecté à la masse, par l'intermédiaire d'un petit indicateur magnétique 74 du type à drapeau, ■jO tandis que son collecteur est relié à la même alimentation que celle connectée au circuit intégré» l'équipement qui a été décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante : pendant le fonctionnement normal, l'intensité globale de la lumière tombant sur le phototransistor 6 a pour effet •J5 que ce dernier draine beaucoup plus de courant que ne peut en fournir le circuit d'alimentation résistif 18, a courant lissé, si bien que le second circuit d'alimentation 17 comportant le redresseur 21, agit de manière à fournir au collecteur du transistor photosensible 6 une tension d'alimentation continue à laquelle est superposée une ondula-20 tion de fréquence 100 Hz. Cette tension ondulée apparaissant au collecteur 20 du transistor 6, est transmise, à travers le condensateur de couplage 61, au circuit d'indication de la luminance 60 et elle est amplifiée dans le premier transistor 63 afin de fournir -un signal qui est redressé par le redresseur 68 puis filtré avant d'être 25 appliqué, sous forme de polarisation positive, à la base du second transistor 73 Qui devient ainsi conducteur pour enclencher l'indicateur magnétique 74» Ceci a lieu lorsque le brûleur 2 qui est surveillé est allumé ou non, à condition que le four soit en marche et que le hublot 5 ne soit pas trop poussiéreux,, 50 les variations à haute fréquence du courant passant à travers le transistor photosensible 6 et qui résultent des composantes à haute fréquence de la lumière présentes dans la portion 7 de la racine de la flamme» passent également à travers la charge 27 constituée par la diode au silicium et qui délivre un signal de tension (correspondant au logarithme du courant traversant le transistor 6), à la borne d'entrée 31 de l'amplificateur 32 à circuit intégré, la gamme précitée des basses fréquences appliquées à la borne d'entrée 31 sonx supprimées par suite de l'action de la boucle 69 04504 u 2002416 de contre-réaction tandis que la gamme des signaux de fréquence relativement élevée, gamme supérieure à 10.000 Hz, sont transmis à travers l'amplificateur 32 et sont amplifiés et limités par suite du gain élevé de ce dernier , les impulsions du signal de sortie de l'amplificateur sont différenciées par la résistance 40 et le condensateur 41 et elles sont détectées par le redresseur 43 afin de fournir une polarisation pour la base du transistor 42 connecté en émetteur suiveur, de manière à faire varier le courant traversant le potentiomètre 44 relié à l'émetteur de ce transistor. La tension prélevée sur le curseur du potentiomètre 44 est fonction des fréquences des pulsations présentes dans la lumière tombant sur le phototransistor 6 et elle est transmise, à travers le circuit à retard 47, à la gâchette du thyristor 51 afin d'amorcer ce dernier en fonction du préréglage du potentiomètre 44 et de la tension prélevée sur le curseur de ce dernier» Si la tension appliquée à la gâchette du thyristor 51 tombe en-dessous d'une certaine valeur ( par exemple 0,7 volt), le thyristor 51 ne passe pas à l'état conducteur ce qui a pour effet que le relais 52 ouvre ses contacts pour émettre une alarme sonore ou pour assumer toute autre tâche qui doit être exécutée si les composantes à haute fréquence de la partie de la racine de la-flamme du brûleur qui est surveillée,tombent en-dessous d'une valeur préréglée déterminée par le réglage du potentiomètre 44. Si, en période de marche, le hublot 5 à travers lequel la portion 7 de la racine de la flamme est observée, vient à être obscurci, la lumière tombant sur le transistor photosensible 6 diminue et il en résulte une diminution corrélative du courant traver sant ce transistor. Si le courant chute à une valeur telle qu'il puisse être fourni par le circuit d'alimentation résistif 18 de préférence au circuit d'alimentation parallèle 17 contenant le redres seur 21, ceci se produisant lorsque la tension du collecteur du transistor 6 s'élève au-dessus de 9,5 volts, le redresseur 21 cesse d'être conducteur et le collecteur 20 reçoit alors son courant à partir du circuit d'alimentation égalisée 18. Par conséquent l'ondulation de fréquence 100 Hz est absente et le condensateur de blocage 61 dé1 microfarad, prévu à l'extrémité d'entrée du circuit d'indication de la luminance 60, supprime le signal d'entrée et amène l'indicateur de luminance 74 à être déclenché» L'un des avantages du ciroûit décrit ci-dessus est qu'il 69 Û4SU4 15 2002416 est virtuellement impossible qu'il soit soumis à une surcharge et par conséquent il est possible d'observer les composantes à très haute fréquence présentes dans la flamme lesquelles ne pourraient pas sans cela être observées par suite de l'effet de masquage produit 5 par l'éclat général lumineux intense à l'intérieur du four» Ceci résulte de l'adaptation pratique maintenue entre la caractéristique courant/impédance de l'élément photosensible 6 et la caractéristique semblable du redresseur commandé au silicium 7, polarisé dans le sens direct, conjointement avec sa caractéristique logarithmique ^ 10 On notera, dans le circuit qui vient d'être décrir, qu'un seul signal de déclenchement 'est obtenu à partir de l'amplitude de la luminance, ce signal de déclenchement étant émis lorsque le courant à travers le phototransistor 6 est tombé à une valeur telle qu'il peut être fourni par l'alimentation filtrée 18 à partir de t5 laquelle l'ondulation de fréquence 100 Hz est absente» Si un signal analogique de luminance est exigé, il peut être obtenu en connectant Il I! x l'amplificateur de luminance a courant alternatif de la manière suivante, ainsi qu'il sera décrit en se référant à la figure 3. la figure 3 représente un transformateur d'alimentation 100 20 comportant deux enroulements secondaires 101 et 102. le premier enrou~ lement secondaire 101 est connecté aux bornes d'un pont redresseur Î03 assurant redressement pleine onde entre ses bornes de sortie positive et négative,, le courant de sortie unidirectionnel provenant du pont redresseur contient une composante ondulée de fréquence 25 100 Hz, en supposant une alimentation à partir d'un secteur à 50 Hz, et cette composante ondulée est filtrée par un filtre 104 en QL , lequel est constitué par une résistance t05 dont les extrémités opposées sont connectées à la borne négative du pont, par l'intermédiaire de condensâteurs. Une légère charge continue est maintenue 30 connectée au pont sous l'effet d'une résistance 106 de valeur élevée connectée entre les bornes de sortie du pont, pour assurer qu'un courant minimal de quelques microampères s'écoule toujours dans le pont redresseur. Ce courant assure une chute de tension, d'au moins plusieurs centaines de millivolts, aux bornes d'une paire 107 de 55 redresseurs du pont 103 qui sont conducteurs alternativement0 La tension de sortie filtrée provenant du pont redresseur est appliquée à une charge variable constituée par un phototransistor 108 sur lequel tombe la lumière provenant du four et dont l'émetteur 110 est 69 04504 16 2002416 connecté en série avec un thyristor 111, polarisé en sens direct, choisi de manière à présenter une caractéristique courant/impédance logarithmique qui s'adapte à la caractéristique du phototransistor 108, pour des raisons déjà indiquées lors de la description de la 5 forme d'exécution susmentionnée. Un signal destiné à un circuit 60' indiquant un défaut de la flamme, tel que décrit précédemment, est prélevé à partir de l'émetteur 110 du transistor 108. Une paire de redresseurs similaires de référence 1Î2 sont connectés entre les bornes du pont redresseur 103 à courant alter-10 natif et le point de jonction commun des anodes de ces redresseurs est relié, par l'intermédiaire d'une résistance de polarisation 113, à la borne négative du pont redresseur» Une tension proportionnelle à la différence entre la chute de tension aux bornes de chacun, des redresseurs constituant la paire de redresseurs de référence 15 112 et la chute de tension aux bornes de chacun des redresseurs de la paire 107 du pont, apparaît aux bornes de. la résistance de polarisation 113. Les redresseurs et leurs charges sont agencés de telle façon que, lorsqu'aucune lumière ne tombe sur le phototransistor 108, la chute de tension aux bornes de la résistance 1.13 soit 20 nulle mais un accroissement de 1'éclairement du phototransistor 108 entraîne une augmentation du courant à travers le pont redresseur 103 si bien que la chute de tension aux bornes des redresseurs 107 augmente. le signal de tension produit aux bornes de la résistance 25 de polarisation 113» lors d'un accroissement de 1'éclairement, a une fréquence de 100 Hz. les fréquences parasites supérieures qui peuvent être produites dans l'enroulement secondaire 101 du transformateur, sont découplées par un condensateur 104 branché en parallèle sur la résistance de polarisation 113-30 le signal produit aux bornes de cette résistance de polari sation 113 est appliqué, par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage 115, à la base d'un transistor amplificateur 116 du type KPN. Ge transistor amplificateur 116 est alimenté par un courant unidirectionnel filtré obtenu à partir du second enroulement secon-35 claire 102 du transformateur, par l'intermédiaire d'un circuit de redressement et de filtrage 117* le collecteur du transistor 116 est connecté, par l'intermédiaire d'une résistance de charge 120, à une extrémité du'second enroulement secondaire 102 dont l'autre extrémité est"connectée;à la. masse, de-même que l'émetteur du 69 04504 17 2002416 transistor 116» Ce transistor doit pouvoir amplifier des signaux alternatifs de fréquence 100 Hz et il assure un degré élevé de contre-réacticn grâce à une résistance 122 connectée entre son collecteur et sa base» Ce transistor amplificateur est ainsi très stable 5 et il amplifie les signaux de la "base qui croissent d'une manière logarithmique avec un accroissement de l'intensité de 1'éclairement du phototransistor 108. le signal de sortie du transistor amplificateur 116 est appliqué à la base d'un amplificateur 123 d'attaque d'un instrument 1Q de mesure ,et ce par l'intermédiaire d'une résistance de préréglage 124 assurant une commande de sensibilité, et ce en série avec tin condensateur de couplage 125. le transistor 123 d'attaque de l'instrument de mesure est également un transistor du type ÏÏPN dont le collecteur est relié à 1'alimentation positive filtrée provenant de 15 11 enroulement secondaire 102 du transformateur et son émetteur est connecté à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur de découplage 126 branché én dérivation sur un milliàmpèremètre 127 connecté lui-même en série avec une résistance 128 de limitation du courante le condensateur de découplage 126 empêche des fluctuations rapides 20 de l'instrument de mesure . la base du transistor d'attaque 123 est connectée à la cathode d'un redresseur 130 dont l'anode est mise à la masse, ce redresseur constituant un circuit détecteur. lors du fonctionnement du circuit précité, des variations -de luminance de la lumière tombant sur le transistor photosensible 25 108 entraînent une modulation d'amplitude du signal de fréquence 100 Hz aux bornes de la résistance de polarisation 113» ainsi qu'il a été mentionné précédemment, la tension aux bornes de la résistance de polarisation 113 est amplifiée par le transistor 116 constituant un amplificateur à courant alternatif et elle est ensuite détectée 30 par le redresseur 130 et appliquée à l'amplificateur 123 d'attaque de l'instrument de mesure . la mesure fournie par le milliàmpèremètre 127 associé à l'amplificateur 123 fournit par conséquent une indication de l'intensité de la lumière tombant sur le phototransistor 108. 55 On a constaté que, sous tous les aspects de l'invention, la meilleure réponse de l'élément photosensible 108 à l'égard d'un rayonnement pulsatoire de fréquence relativement élevée ( tel que défini précédemment), rayonnement tombant sur cet élément photosensible, est obtenue si la partie de la racine de la flamme est observé 69 04504 18 2002416 On conçoit également que le circuit peut être adapté de manière à répondre à une longueur d'onde particulière d'une lumière émise par la flamme du brûleur„ Par exemple on peut projeter sur le phctotransistor une composante de lumière ultra-violette 5 de la flamme, si on utilise des filtres. Il est du reste bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit ci-dessus, en référence au dessin annexé, a été donné à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans que 1Q l'on s'écarte pour cela du cadre cle la présente invention. O '1 \J H Ci w H 19 2002416 - R J V ! I « I C S I I 0 I S - î. - Equipement de surveillance d'une flamme pour indiquer l'état d'une flamme d'un brûleur en présence d'autres flammes de brûleuis , en répondant à une gamme de fréquences présentes dans la flamme qui doit être surveillée et qui sont captées par un élément 5 photosensible connecté à un circuit électrique délivrant un signal de sortie indiquant la qualité de la flamme, caractérisé en ce que l'élément photosensible voit la partie de la racine de la flamme du brûleur et le circuit électrique détermine la qualité de la flamme à partir du nombre de fréquences de pulsations relativement élevées 10 présentes dans le signal électrique de sortie de l'élément photosensible. 2.- Equipement suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément photosensible est pourvu d'une charge électrique dont la caractéristique courant—impédance est semblable à celle de 15 l'élément photoélectrique0 3. — Equipement suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le circuit comporte un amplificateur limiteur à gain élevé délivrant un train d'impulsions de sortie ayant pratiquement la même amplitude et produites à une cadence dépendant du nombre de fréquences 20 de pulsations relativement élevées présentes dans le signal de sortie électrique émis par l'élément photosensible. 4. — Equipement suivant la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comprend un amplificateur ayant une tension de commande dépendant de la fréquence de répétition des impulsions et délivrant, 25 à partir d'une résistance variable, une tension qui commande le fonctionnement d'un circuit indicateur de flamme„ 5. - Equipement suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation en courant de l'élément photosensible est obtenu à partir soit d'un premier circuit 3Q délivrant un courant auquel est superposée une ondulation, soit à partir d'un second circuit fournissant un courant limité sans ondulation, et en ce qu'un circuit indicateur de luminanca répond à la présence et à l'absence de l'ondulation dans le courant d'entrée appliqué à l'élément photosensible, pour indiquer si la luminance 35 est supérieure ou inférieure à un seuil prédéterminé» 6. - Equipement suivant l'une des revendications 1 à 69 04504 20 2002416 caractérisé en ce qu'une paire de circuits de redressement sont alimentés à partir de la même source de courant alternatif et l'un de ces circuits fournit du courant à l'élément photosensible, les chutes de tension aux bornes-de redresseurs des deux circuits de redressement étant comparées afin de délivrer un signal de sortie appliqué à un appareil de mesure qui indique sous forme analogique la luminance»