Die Flammenüberwachung
ist für einen sicheren Betrieb eines Ölbrenners notwendig.
Sie überwacht in der Vorbelüftungszeit und während
des Betriebes, ob der Funktionsablauf einwandfrei ist. Je nach
der Flammenart unterscheidet man zwischen einer fotoelektrischen
Flammenüberwachung oder einem Infrarot-Flackerlicht-Detektor.
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| In besonderen
Anwendungen kommen auch die Ionisationsüberwachung
und ein UV-Flammen-wächter zum Einsatz. |
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Fotowiderstand |
Quelle:
Satronic |
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Fotoelektrische
Flammenüber-wachungen
werden nach der Wirkungsweise unterschieden.
- Fotowiderstände
- Fotozellen
- Fotoelemente
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Fotozelle |
Quelle:
Danfoss |
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Fotowiderstände
sind Halbleiterbauelemente, die ihren Widerstand
bei Lichteinfall verringern (meist Kadmium-Verbindungen).
Dementsprechend ändert sich bei Anlegen einer
konstanten Spannung der sich einstellende Strom.
Die Überwachungsstromstärke (Fotostrom)
beträgt 6…160 mA. Die Ansprechempfindlichkeit
beträgt ~ 5…30 Lux. Fotowiderstände
werden heute ausschließlich für Gelbbrenner
verwendet. |
Niederohmige
Widerstände betätigen ein Relais ohne
Verstärker, hochohmige mit Verstärker.
Die Ansprechzeit beträgt ~ 0,5 s. Der Fotowiderstand
ist an einer Position am Brennergehäuse montiert,
an der das Leuchten der Flamme wahrnehmbar ist und
die thermische Belastung zugleich gering ist. |
Für
die Überwachung von Blauflammen können
Fotowiderstände nicht eingesetzt werden, da
sie gegenüber der Strahlung dieser Flammen
(UV-Bereich) eine zu geringe Empfindlichkeit besitzen. |
Fotozellen
bestehen aus einem luftleeren Glaskolben mit zwei
Elektroden. Die angelegte Spannung beträgt
ca. 100 V. Die Kathode ist z. B. aus Cäsium
gefertigt und emittiert bei Belichtung einen Elektronenstrom
(Fotostrom). Neuere Ausführungen verwenden
Fotozellen, die auf ultraviolette Strahlen in einem
sehr engen Wellenlängenbereich ansprechen (UV-Detektor).
Sie sind unempfindlich gegen die längerwellige
Strahlung. |
Fotoelemente
erzeugen bei Belichtung einer selenbeschichteten
Platte eine Gleichspannung von etwa 0,1…0,2
V, wodurch ein Steuerstrom im Bereich von 8…25
mA fließt. Fotoelemente werden heute kaum
noch verwendet. |
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Infrarot-Flackerdetektor
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Quelle:
Satronic |
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Infrarot-Flackerdetektoren
werden in Blaubrenner eingesetzt.
Die Strahlungsintensität einer Flamme ändert
sich mit einer Frequenz von ca. 10 Hz. Ein Siliziumsensor
erfasst die modulierende Flammenstrahlung und
wandelt sie in ein elektrisches Signal um. Durch
eine Filterkette im Verstärker des Flackerdetektors
wird erreicht, dass lediglich Spannungsänderungen
im Bereich von 5–16 Hz verstärkt werden.
Die Empfindlichkeit des Flackerdetektors kann
durch Verändern des Verstärkungsfaktors
an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden.
Jedoch nimmt mit zunehmender Verstärkung
des Signals die Trennschärfe zu fremden Signalen
ab. |
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Infrarot-Flackerdetektor-Einstellung
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Quelle:
Satronic |
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Flammenüberwachung |
- Es können
sowohl Öl- wie auch Gasflammen überwacht
werden
- Der Flammenfühler kann bei einer Umgebungstemperatur
von -20° C… +60° C betrieben werden
- Der Flackerdetektor wird erst aktiv, wenn ein Mindest-Gleichlicht
überschritten wird. Dies verhindert, dass elektromagnetische-
und/oder Zündfunken-Störungen den IRD beeinflussen
können
- Die Empfindlichkeit ist einstellbar
- Leuchtdiode 1 (LED) ist eine Vorwarndiode sowohl
für die Vorbelüftung als auch den Betrieb.
Leuchtdiode 2 zeigt den jeweiligen Schaltzustand des
Fühlers an: Ein oder Aus
- Während der Vorbelüftung zeigt die LED
1 evt. Fremdlicht durch Flackern oder Volllicht an,
bevor der Fühler einschaltet (LED 2)
- Während dem Betrieb arbeitet LED 1 als Vorwarnung
für ein zu schwach eingestelltes Flammensignal:
sie beginnt zu flackern oder erlischt, bevor der Fühler
abstellt
- Die geringen Abmessungen des Fühlers erlauben
den Einbau an jedem Brenner. Der dazu benötigte
magnetische IRD-Halter besitzt die gleichen Befestigungsmasse
wie der FZ-Halter. Dieser magnetische Halter stellt
das in der DIN EN 298 geforderte Abschalten des IR-Fühlers
beim Entfernen aus dem Halter sicher
- Im Gegensatz zu UV-Röhren erfährt der
Flackerdetektor keine Alterung
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Einbauvorschrift |
- Der
Fühler soll so eingebaut werden, dass das auftreffende
Licht möglichst stark pulsiert. Dies wird erreicht,
wenn der Fühler möglichst nahe an der Flamme
positioniert wird oder wenn er nur auf einen Teilbereich
der Flamme ausgerichtet wird (z.B. mittels Sichtrohr)
- Es darf kein Fremdlicht auf den Fühler fallen
(z.B. durch Ritzen oder Schaugläser). Pulsierendes
Fremdlicht (z.B. von Fluoreszenzröhre oder Glühbirne)
kann eine Störabschaltung zur Folge haben. Wegen
der sehr hohen Empfindlichkeit des Fühlers darf
der Zündfunke weder direkt noch indirekt (Reflexionen)
vom Fühler gesehen werden
- Der Infrarot-Flackerdetektor soll so eingebaut sein,
dass die Umgebungstemperatur in keinem Fall 60°
C überschreitet. Bei höheren Temperaturen
sind Funktion und Lebensdauer gefährdet. Ferner
ist darauf zu achten, dass das Gerät keinen übermäßigen
Vibrationen oder Schlägen ausgesetzt ist
- Der notwendige magnetische IRD-Halter muss auf eine
plane Fläche montiert werden, um mechanische
Spannungen und somit eine mögliche Zerstörung
des Halters zu vermeiden
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Die Ionisationsflammenüberwachung
stellt eine kostengünstige Lösung zur Überwachung
von Blau- und Gelbflammen dar. Bei Ölbrennern hat sich diese
Methode nicht durchgesetzt, da sich auf den in die Flamme befindlichen
Elektroden, besonders bei der Verwendung von Additiven im Heizöl,
nach kurzer Zeit Ablagerungen bilden, die die Bildung eines Ionisationsstroms
behindern, was zur Störungsmeldung führt. |
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Flammenwächter |
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Flammenfühler
für die Montage am Brenner (Lichteinfall
seitlich) |
Quelle:
Siemens |
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Ein
UV-Flammenüberwachungssystem
besteht aus einem Flammenwächter und Flammenfühler.
Voraussetzung für einen sicheren Brennerbetrieb
ist ein eindeutiges Flammensignal, das von der Brennerflamme
ausgelöst wird. |
Um
ein fehlerhaftes Flammensignal rechtzeitig zu entdecken,
führen die Feuerungsautomaten nach jeder Regelabschaltung
(spätestens aber beim Startbefehl für
den Brenner) automatisch einen Funktionstest des
Flammenüberwachungskreises aus und lösen
bei einem fehlerhaften Flammensignal eine Störabschaltung
aus. |
| Der
UV-Flammenfühler ist mit einer
Quarzglaslinse in einem abgedichtete Fühlerkopf
aus Leichtmetall ausgestattet und enthält außer
der steckbaren UV-Röhre, eine Drehblende, die
zur kontinuierlichen Prüfung des Zünd-
und Löschverhaltens der UV-Röhre den Strahlungseinfall
auf die Röhre ca. 3-mal pro Sekunde unterbricht. |
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