Ионизация в пламени и электрическое поле - Степанов К.М.
Скачать (прямая ссылка):
В Ленинградском управлении магистральных газопроводов в качестве автоматического устройства для безопасности горения применяют электронный прибор, использующий явление ионизации пламени [70]. Схема прибора представлена на рис. 158. Двойной триод включен таким образом, что при работе одной его половины вторая оказывается запертой. Когда пламя замыкает цепь горелка — электрод, напряжение постоянного тока, снимаемое с сопротивления отрицательным полюсом подается через пламя на сетку левой половины двойного триода и запирает ее. Правая половина лампы в это время работает, и реле отсечки газа, включенное в анодную цепь этой
261
половины, находится под током. При гашении пламени цепь отрицательного смещения на сетке левого триода рвется н в его анодной цепи течет ток. Напряжение, снимаемое с R3, положительным полюсом подается на катод, а отрицательным — на сетку правого триода. Правый триод запирается и обесточивает реле. В результате доступ газа в установку прекращается.
Недостатком следует считать отсутствие самоконтроля схемы, поскольку реле будет срабатывать не только при гашении пламени, но и при случайном замыкании электродов, потере эмиссии катода и т. д.
На рис. 159 приведена схема, работающая по тому же принципу, выполненная на полупроводниках и установленная в схеме автоматики отопительной котельной Кировской газгольдерной станции в Ленинграде. В приборе предусмотрено три каскада усиления с включением триодов по схеме с общим эмиттером. Когда зонд находится в пламени, на базу первого триода ПТ-1 подается отрицательное смещение и триод открыт. Триод ПТ-2 в это время заперт, так как на его базу подается положительный потенциал, снимаемый с сопротивления R2. Триод ПТ-3 открыт за счет подачи через R5 и Re отрицательного потенциала на базу, и включен-——————^— ное в цепь его коллектора реле
(РКП) находится под током.
При гашении пламени триод ПТ-1 запирается и отпирается триод ПТ-2. Падение напряжения, снимаемое с сопротивления #5, и положительное смещение запирают триод ПТ-3. В результате ток через реле не идет и подача топлива прекращается.
Эта схема также имеет существенный недостаток, заключающийся в отсутствии самоконтроля.
—————————— Существует ряд других си-
стем, использующих явление ионизации пламени. Опыт работы подобных систем показывает целесообразность их применения, несмотря на некоторые недостатки. Так, Тихомиров [102], анализируя работу системы автоматического регулирования котельной установки в Таллине, указывает, что при выключении горелок, пламя которых замыкает цепь факельного электрода, происходит мгновенное срабатывание электромагнитных клапанов,
Пламя
t
юз
Рис. 159. Электрическая схема полупроводникового прибора контроля за горением, основанная на измерении проводимости пламени [70]
262
отключающих подачу топлива к топке. Принципиально может быть обеспечен самоконтроль системы без значительного усложнения схемы.
Весьма перспективной следует считать электронную схему блокировки, разрабатываемую в Академии коммунального хозяйства им. К- Д- Памфилова Галтыхиным [15]. Эта схема обеспечивает надежный самоконтроль при коротком замыкании электродов. Ее действие
Рис. 160. Схема контроля горения с использованием вентильного эффекта пламени:
/. VI. VII — первичные обмотки трансформатора; //. ///. IV, V — вторичные обмотки трансформатора; / — электрод: 2 — горелка: 3. 8 — выпрямители; 4 — реле; 5, 6 — контакты; 7 —трансформатор [I5J
основано на принципе выпрямляющего эффекта пламени («вентильный» эффект), помещенного между парой асимметричных электродов, т. е. электродов, характеризуемых резко отличной друг от друга площадью рабочей поверхности; тот же эффект достигается при покрытии одного из электродов (катода) веществом с низкой работой выхода. Естественно, что при отмеченных условиях пламенный промежуток между электродами будет работать аналогично выпрямителю, т. е. пропускать электрический ток легче в одну сторону, чем в другую. Схема контроля горения, использующая вентильный эффект пламени, представлена на рис. 160. Галтыхин [15, стр. 34] дает следующее описание работы схемы. «При наличии пламени на сопротивлении R6 откладывается выпрямленное напряжение, которое сглаживается фильтром R-0C4 и поступает на сетку левой половины лампы Л. По-
263
Це/овои газопровод
тенима.i катода левой половины лампы Л постоянен благодаря включению в катод кремниевого стабилитрона. Питание стабилитрона осуществляется от однополупернодного выпрямителя, образованного обмоткой /// трансформатора, диодом, а также фильтром R3C3.
В этом положении потенциал ^—^—левой половины сетки лампы равен разности постоянных напряжений на С4 и стабилитроне. Падение напряжения на сопротивлении R2 через фильтр-делитель R2, Rs, С{ подается на сетку правой половины лампы. Через реле протекает ток, контакты замкнуты.
При отсутствии пламени лампа полностью закрыта за счет положительного потенциала в катоде, падение напряжения на R2 и положительный потенциал правой сетки лампы резко снижаются. Происходит отпускание контактов реле.
