Cảm biến điều khiển ngọn lửa - tính năng, thiết bị và nguyên lý hoạt động

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Vì lò được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để tạo ra nhiều loại vật liệu khác nhau, nên việc theo dõi hoạt động ổn định của lò là rất quan trọng. Để đáp ứng yêu cầu này, phải sử dụng màn hình ngọn lửa. Một bộ cảm biến nhất định cho phép bạn kiểm soát sự hiện diện, mục đích chính là đảm bảo hoạt động an toàn của nhiều loại lắp đặt khác nhau đốt cháy nhiên liệu rắn, lỏng hoặc khí.

Mô tả nhạc cụ

Bên cạnh thực tế là các cảm biến kiểm soát ngọn lửa tham gia vào việc đảm bảo hoạt động an toàn của lò, chúng cũng tham gia vào quá trình đánh lửa của ngọn lửa. Bước này có thể được thực hiện tự động hoặc bán tự động. Trong khi hoạt động ở cùng một chế độ, chúng đảm bảo rằng nhiên liệu cháy tuân theo tất cả các điều kiện và bảo vệ bắt buộc. Nói cách khác, hoạt động liên tục, độ tin cậy và an toàn của hoạt động của lò hoàn toàn phụ thuộc vào hoạt động chính xác và không gặp sự cố của các cảm biến kiểm soát ngọn lửa.

Phương pháp kiểm soát

Đến nay, đa dạngcảm biến cho phép bạn áp dụng các phương pháp điều khiển khác nhau. Ví dụ, để điều khiển quá trình đốt cháy nhiên liệu ở trạng thái lỏng hoặc khí, có thể sử dụng các phương pháp điều khiển trực tiếp và gián tiếp. Phương pháp đầu tiên bao gồm các phương pháp như siêu âm hoặc ion hóa. Đối với phương pháp thứ hai, trong trường hợp này, các cảm biến điều khiển rơ le ngọn lửa sẽ điều khiển các số lượng hơi khác nhau - áp suất, chân không, v.v. Dựa trên dữ liệu nhận được, hệ thống sẽ kết luận ngọn lửa có đáp ứng các tiêu chí quy định hay không.

Ví dụ: trong lò sưởi gas cỡ nhỏ, cũng như lò hơi sưởi kiểu gia đình, các thiết bị được sử dụng dựa trên phương pháp điều khiển ngọn lửa quang điện, ion hóa hoặc nhiệt kế.

Phương pháp quang điện

Ngày nay, nó là phương pháp điều khiển quang điện thường được sử dụng nhất. Trong trường hợp này, các thiết bị kiểm soát ngọn lửa, trong trường hợp này là các cảm biến ảnh, ghi lại mức độ bức xạ ngọn lửa nhìn thấy và không nhìn thấy được. Nói cách khác, thiết bị nắm bắt các đặc tính quang học.

Đối với bản thân các thiết bị, chúng phản ứng với sự thay đổi cường độ của luồng ánh sáng tới, luồng ánh sáng phát ra ngọn lửa. Trong trường hợp này, các cảm biến điều khiển ngọn lửa sẽ khác nhau về một tham số như bước sóng nhận được từ ngọn lửa. Điều rất quan trọng là phải tính đến đặc tính này khi chọn một thiết bị, vì đặc tính của loại quang phổ của ngọn lửa rất khác nhau tùy thuộc vàovề loại nhiên liệu được đốt trong lò. Trong quá trình đốt cháy nhiên liệu, có ba quang phổ mà bức xạ được hình thành - đó là tia hồng ngoại, tia cực tím và tia nhìn thấy được. Bước sóng có thể từ 0,8 đến 800 micron, nếu chúng ta nói về bức xạ hồng ngoại. Sóng nhìn thấy có thể có kích thước từ 0,4 đến 0,8 micron. Đối với bức xạ tử ngoại, trong trường hợp này sóng có thể có độ dài từ 0,28 - 0,04 micron. Đương nhiên, tùy thuộc vào quang phổ đã chọn, cảm biến ảnh cũng là cảm biến hồng ngoại, tia cực tím hoặc độ sáng.

Tuy nhiên, chúng có một nhược điểm nghiêm trọng, nằm ở việc các thiết bị có thông số chọn lọc quá thấp. Điều này đặc biệt đáng chú ý nếu lò hơi có ba đầu đốt trở lên. Trong trường hợp này, khả năng cao là tín hiệu sai, có thể dẫn đến hậu quả khẩn cấp.

Phương pháp ion hóa

Phương pháp phổ biến thứ hai là ion hóa. Trong trường hợp này, cơ sở của phương pháp là quan sát các đặc tính điện của ngọn lửa. Cảm biến điều khiển ngọn lửa trong trường hợp này được gọi là cảm biến ion hóa và nguyên tắc hoạt động của chúng dựa trên thực tế là chúng nắm bắt các đặc tính điện của ngọn lửa.

Phương pháp này có một ưu điểm khá mạnh là phương pháp này hầu như không có quán tính. Nói cách khác, nếu ngọn lửa tắt, quá trình ion hóa ngọn lửa sẽ biến mất ngay lập tức, điều này cho phép hệ thống tự động ngừng cung cấp khí ngay lập tức cho đầu đốt.

Độ tin cậy của thiết bị

Độ tin cậy là yêu cầu chính đối với các thiết bị này. Để đạt được hiệu quả tối đa, không chỉ cần chọn thiết bị phù hợp mà còn phải lắp đặt đúng cách. Trong trường hợp này, điều quan trọng không chỉ là chọn phương pháp lắp chính xác mà còn là vị trí lắp. Đương nhiên, bất kỳ loại cảm biến nào cũng có ưu và nhược điểm, nhưng nếu bạn chọn sai vị trí lắp đặt, thì khả năng tín hiệu sai sẽ tăng lên rất nhiều.

Tóm lại, chúng ta có thể nói rằng để hệ thống có độ tin cậy tối đa, cũng như để giảm thiểu số lần tắt lò hơi do tín hiệu sai, cần phải lắp đặt một số loại cảm biến sẽ sử dụng các phương pháp hoàn toàn khác nhau kiểm soát ngọn lửa. Trong trường hợp này, độ tin cậy của hệ thống tổng thể sẽ khá cao.

Thiết bị kết hợp

Chẳng hạn, nhu cầu về độ tin cậy tối đa đã dẫn đến việc phát minh ra các rơle điều khiển ngọn lửa kết hợp của Archives. Sự khác biệt chính so với một thiết bị thông thường là thiết bị sử dụng hai phương pháp đăng ký khác nhau về cơ bản - ion hóa và quang học.

Đối với hoạt động của bộ phận quang học, trong trường hợp này, nó chọn và khuếch đại tín hiệu biến thiên, đặc trưng cho quá trình đốt cháy đang diễn ra. Trong quá trình đốt đầu đốt, ngọn lửa không ổn định và phát xung, dữ liệu được ghi lại bằng cảm biến ảnh tích hợp. đã sửatín hiệu được gửi đến bộ vi điều khiển. Cảm biến thứ hai thuộc loại ion hóa, chỉ có thể nhận tín hiệu nếu có một vùng dẫn điện giữa các điện cực. Khu vực này chỉ có thể tồn tại khi có ngọn lửa.

Như vậy, hóa ra thiết bị hoạt động theo hai cách khác nhau để kiểm soát ngọn lửa.

Cảm biến đánh dấu SL-90

Ngày nay, một trong những cảm biến ảnh khá linh hoạt có thể phát hiện bức xạ hồng ngoại từ ngọn lửa là rơ le điều khiển ngọn lửa SL-90. Thiết bị này có một bộ vi xử lý. Điốt hồng ngoại bán dẫn hoạt động như phần tử làm việc chính, tức là bộ thu bức xạ.

Phần đế của thiết bị này được chọn theo cách để thiết bị có thể hoạt động bình thường ở nhiệt độ từ -40 đến +80 độ C. Nếu bạn sử dụng mặt bích làm mát đặc biệt, thì bạn có thể vận hành cảm biến ở nhiệt độ lên đến +100 độ C.

Đối với tín hiệu đầu ra của cảm biến điều khiển ngọn lửa SL-90-1E, đây không chỉ là chỉ báo LED, mà còn là các tiếp điểm rơle loại "khô". Công suất đóng cắt tối đa của các tiếp điểm này là 100 W. Sự hiện diện của hai hệ thống đầu ra này cho phép sử dụng loại cố định này trong hầu hết mọi hệ thống điều khiển loại tự động.

Kiểm soát đầu đốt

Cảm biến kiểm soát ngọn lửa khá phổ biếnthiết bị đốt bằng thép LAE 10, LFE10. Đối với thiết bị đầu tiên, nó được sử dụng trong các hệ thống sử dụng nhiên liệu lỏng. Cảm biến thứ hai linh hoạt hơn và có thể được sử dụng không chỉ với nhiên liệu lỏng mà còn với các nhiên liệu khí.

Thông thường cả hai thiết bị này đều được sử dụng trong các hệ thống như hệ thống điều khiển đầu đốt kép. Có thể được sử dụng thành công trong các đầu đốt khí cưỡng bức chạy bằng dầu.

Điểm khác biệt của các thiết bị này là có thể lắp đặt ở mọi vị trí, cũng như gắn trực tiếp vào đầu đốt, trên bảng điều khiển hoặc trên tổng đài. Khi lắp đặt các thiết bị này, điều rất quan trọng là phải đặt dây cáp điện đúng cách để tín hiệu đến máy thu không bị suy hao hoặc biến dạng. Để đạt được điều này, cần phải đặt các dây cáp từ hệ thống này riêng biệt với các đường dây điện khác. Bạn cũng cần sử dụng cáp riêng cho các cảm biến điều khiển này.