METHOD OF DETERMINING THE BREAK-THROUGH OF A UV TUBE AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD

Abstract: 1. Method for ascertaining the arcing-through of a UV-tube (11) for flame control, whereof the anode voltage has the form of periodic pulses, characterized in that for the purpose of distinguishing arcing-through from normal firing, for a certain number (n) of successive pulses, it is checked whether the UV-tube (11) fires within a period of time (tV ) calculated from reference times, in which case the ascending flanks of the pulses are chosen as the reference times and the fixed period of time (tV ) is chosen to be less than the firing time (tZ ) to be expected.

Description: Verfahren zum Feststellen des Durchzündens einer UV-Röhre und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum FeststelLen des Durchzündens einer UV-Röhre zur Flammenüberwachung und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Beim Betrieb von UV-Röhren in Geräten zur Flammenüberwachung tritt ein sogenanntes Durchzünden auf, d.h. bei Verwendung reiner Wechselspannung oder einweg- oder zweiweg-gleich- gerichteter Wechselspannung findet ein Zünden von Halbwellen statt, auch wenn die Röhre einer UV-Bestrahlung nicht ausgesetzt ist. Für das Durchzünden gibt es zwei Ursachen. Die eine besteht darin, dass die Erholungszeit grösser als die Aus-Zeit (Zeit der Spannungsunterbrechung) ist. Die andere besteht darin, dass die Betriebsanodenspannung grösser als die Zündspannung ohne UV-Bestrahlung ist. Der Effekt des Durchzündens kann bereits unmittelbar nach der Herstellung der Röhre, aber auch erst im Betrieb nach mehr oder weniger langer Betriebsdauer auftreten. Der Nachteil des Effekts des Durchzündens besteht darin, dass die Existenz einer Flamme, z.B. eines Gasbrenners, fälschlicherweise vorgetäuscht wird. Bei abgeschalteter Flamme kann man den Fehler zwar dadurch erkennen, dass das Nichtvorhandensein von Ausgangssignalen der UV-Röhre bei abgeschalteter Flamme, z.B. bei Betriebspause des Brenners, geprüft wird. Es ist auch bekannt, eine Prüfung dadurch vorzunehmen, dass die UV-Quelle durch eine periodisch mechanisch bewegte Blende abgedeckt wird. Ein Durchzünden macht sich durch Zünden von Halbwellen auch im abgedeckten Zustand bemerkbar. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Anordnung zum Feststellen des Durchzündens einer UV-Röhre zur Flammenüberwachung zu schaffen, durch die ohne störungsanfällige Mechanik rein elektrisch der Effekt des Durchzündens bei brennender Flamme erkannt wird. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In der Praxis sind zwei Betriebsarten einer UV-Röhre möglich. In der ersten Betriebsart wird die UV-Röhre nicht in Sättigung betrieben, d.h. die UV-Strahlung der Flamme ist nicht genügend gross, um jede Halbwelle zu zünden, d.h. die Impulse streuen stochastisch. Das Durchzünden findet jedoch in jeder Halbwelle statt. Es muss hierbei also eine stochastische Impulsfolge von einer lückentosen Impulsfolge unterschieden werden. Die zweite Betriebsart findet im Sättigungszustand statt, d.h. bei hoher UV-Intensität. Hierbei ist die Zündzeit der UV-Röhre die Zeitspanne vom Erreichen der Zündspannung bis zum praktisch vollzogenen Entladungsaufbau. Die Zündzeit setzt sich zusammen aus der Zündstreuzeit und der Aufbauzeit. Die Zündstreuzeit ist die Zeit, die nach Erreichen der Zündspannung vergeht, bis ein UV-Quant von der Strahlungsquelle eintrifft, das in der Lage ist, ein Elektron aus der Kathode zu emittieren und die Entladung auszulösen. Die Zündstreuzeit schwankt daher statistisch. Die anschliessende Aufbauzeit liegt in der Grössenordnung von 5. Im Gegensatz dazu besteht die Zündzeit eines Durchzünders nur aus der Aufbauzeit, d.h. die statistische Zündstreuzeit entfällt, da die Zündung nicht durch UV-Quanten ausgelöst wird. Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind Fig. 1 eine Darstellung der Impulse zur Erläuterung des Durchzündens in der ersten Betriebsart, Fig. 2 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung, Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung des Durchzündens in der zweiten Betriebsart und eine schematische Darstellung des Registerinhalts, Fig. 4 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und Fig. 5 eine Darstellung von Impulsfolgen zur Erläuterung der Ausführungsform der Fig. 4. Gemäss Fig. 1 ist die Anodenspannung U der UV-Röhre eine a regelmässige Folge von Impulsen und ist das zugehörige Aus gangssignal der Anodenstrom 1 während der UV-Bestrahlung a durch Flamme. Ohne UV darf kein Signal erscheinen. Signal ohne UV bedeutet Durchzünden. Gemäss Fig. 2 werden einem Schieberegister 1 mit den Stufen A, 8, C und D an dem Eingang 2 die Ausgangssignale der UV-Röhre zugeführt, während an den Eingang 3 Taktimpulse angelegt werden, welche synchron zur Anodenspannung sind. Die Folge der Impulse von der UV-Röhre wird somit fortlaufend taktgesteuert seriell in das Register eingeschoben. Die Funktion des Registers besteht in einer Transformation der zeitlichen Aufeinanderfolge der Impulse der UV-Röhre in eine gleichzeitige Information der Signalzustände über eine Folge von n Bits. Zur Auswertung muss eine Folge von Impulsen über einen längeren Zeitraum gleichzeitig zur Verfügung stehen. Die Erkennungsschärfe für die statistische Verteilung nimmt mit der Zahl der Impulse zu. In Fig. 2 sind nur vier Bits gezeigt, ein vernünftig realisierbarer Wert ist jedoch acht Bits. Die Stufen des Schieberegisters können aus bistabilen Multivibratoren oder Flip-Flops gebildet werden. Die Ausgänge der Stufen des Schieberegisters sind mit einem UND-Verknüpfungsglied 4 verbunden. Am Ausgang 5 des UND Verknüpfungsglieds erscheint nur dann ein Signal, wenn in den n aufeinanderfolgenden Taktperioden die Röhre gezündet hat. Dies kann als Alarmmeldung verwendet werden. Im Falle der statistischen Verteilung der Signalimpulse wird die UND-Verknüpfung nicht erfüllt, d.h. das Ausgangssignal 5 ist Null. Gemäss Fig. 3 fliesst bei der Anodenspannung U ein durch a die Flamme angeregter Anodenstrom 1 der UV-Röhre in Form a einer statistischen Impulsfolge. Der durch das Durchzünden verursachte Anodenstrom ist I . Daraus folgt eine Belegung a X der Registerzellen für die Flammenüberwachung und X' für das Durchzünden und somit ein Ausgangssignal Ub bzw. Ub' mit Meldung des Durchzündens am Punkt D Z. Gemäss Fig. 4 wird die UV-Röhre 11 von einem Rechteckgenerator 12 gespeist. Die Ausgangssignale der UV-Röhre 11 und die von dem Verzögerungsglied 13 verzögerten Taktsignale werden in das Register 14 mit den Stufen A, B, C und D eingegeben. Die Ausgänge der Stufen des Schieberegisters 14 sind mit einem UND-Verknüpfungsglied 15 verbunden. Gemäss Fig. 5 sind die am Register wirksamen Taktimpulse Ut um die Verzögerungszeit t gegenüber der Anodenspannung v U der UV-Röhre verzögert. Die Vorderflanke der Taktimpulse a schiebt die Signale der Röhre in das Register ein. Im Falle des Durchzündens (Impulsfolge X) wird bei jedem Takt Signal eingeschoben. Wenn nach n Takten die UND-Verknüpfung erfüllt ist, wird am Ausgang des UND-Verknüpfungsglieds ein Alarmsignal abgegeben. Bei normal arbeitender UV-Röhre (Impulsfolge X) schwankt dagegen die Zündzeit t statistisch. z Wählt man t tz, dann ist die Wahrscheinlichkeit dafür, v z dass n mal hintereinander Signal eingeschoben wird (tz z > t sehr gering und damit ist die Auslösung eines Alarmsignals sehr unwahrscheinlich. An Stelle der beschriebenen Logik-Schaltungen Register, Gatter) kann die Realisierung auch sinngemäss mittels eines Mikroprozessors erfolgen.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Feststellen des Durchzündens einer UV-Röhre zur Flammenüberwachung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Folge von - n Signal-Impulsen der UV-Röhre mit n regelmässigen Taktimpulsen verglichen wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-Röhre Rechteckimpulse zugeführt werden und dass die Taktimpulse von den Rechteckimpulsen abgeleitet und verzögert werden. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Schiebereiger (1, 14) mit n Stufen (A, B, C, D ...), dem die Impulse der UV-Röhre (11) und die Taktimpulse zugeführt werden, und durch ein dem Schieberegister nachgeschaltetes UND-Verknüpfungsglied (4, 15). 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Röhre (11) von einem Rechteckgenerator (12) gespeist wird und das ein Verzögerungsglied (13) die Taktimpulse verzögert. 5 Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberegister vier, acht ... Stufen enthält.

Inventors: LOY, H.M.
Applicants: GTE LICHT GMBH
Application year: 1984
Main classification: G08B17
IPC codes: G08B17