KR20020032062A - Flame scanner system and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화염감지시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화염감지가 보다 효율적으로 이루어지도록 하는 화염감지시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 화염의 이상 및 시스템의 다양한 에러에 대해서 확실하게 안전 제어가 되도록 하고 있고, 특히 LCD 디스플레이를 사용하여 에러 및 현재 동작상태를 사용자에게 알려줄 수 있도록 하고 있으며, 또한 운전자가 보일러 내부 화염의 특성 및 세기에 따라 신호 레벨을 쉽게 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명은 화염감지센서가 버너 화염을 감지하는데 있어서, 400~580nm의 가시광선 중에서도 청색파장에 감도가 좋은 포토센서를 적용하여 버너화염감지의 안정도와 신뢰도를 높이도록 하고 있다. 또, 버너의 보수 및 센서 렌즈의 오염을 제거할 수 있도록 그 시기를 알려주는 경보기능을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 사용의 편리함과 안전한 사용이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a flame detection system and a control method thereof, and more particularly, to a flame detection system and a control method for more efficient flame detection. The present invention is to ensure the safety control against the abnormality of the flame and various errors of the system, and in particular, it is possible to inform the user of the error and the current operating state by using the LCD display, and also the operator to the characteristics of the flame inside the boiler And it is characterized in that the signal level can be easily adjusted according to the strength. In particular, the present invention is to detect the burner flame by the flame sensor, to improve the stability and reliability of the burner flame detection by applying a photosensor having a good sensitivity to the blue wavelength of visible light of 400 ~ 580nm. In addition, it characterized in that it comprises an alarm function to inform the time so that the maintenance of the burner and the contamination of the sensor lens can be removed. Therefore, the present invention can obtain the effect that the convenience and safe use of the use is possible.
Description
본 발명은 화염감지시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화염감지가 보다 효율적으로 이루어지도록 하는 화염감지시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flame detection system and a control method thereof, and more particularly, to a flame detection system and a control method for more efficient flame detection.
보일러는, 사용자의 요구에 따라서 가스, 석탄, 기름 등과 같은 연소 연료를 공급해서 점화를 발생시키고, 또는 연소 연료의 공급을 차단해서 소화를 시킨다. 이와 같은 점화와 소화를 주 기능으로 수행하는 보일러는 가정용 보일러와 같은 소형 보일러와, 공장 및 발전소 등에서 사용되고 있는 중/대형 산업용 보일러로 구분된다.The boiler generates ignition by supplying combustion fuel such as gas, coal, oil, etc. according to a user's request, or extinguishes by interrupting the supply of combustion fuel. Boilers that perform such ignition and fire extinguishing are classified into small boilers, such as domestic boilers, and medium and large industrial boilers used in factories and power plants.
보통, 소형 보일러는, 연소 연료의 공급 및 차단에 따라 발생되는 화염의 점화상태 또는 소화상태만을 감지하므로서 보일러에서 요구하는 기능을 수행하는 것이 가능하다. 그러나 중/대형 산업용 보일러의 경우는, 버너화염 유무를 판정하는 것은 물론이고, 화염의 세기 및 화염주파수(불꽃명멸현상) 상태와 비례한 아날로그전류신호를 출력하여 버너가 안정하고 효율적으로 운전되도록 하고 완전연소를 지향하는 것이 요구된다.Usually, a small boiler can perform a function required by a boiler by detecting only the ignition state or the extinguishing state of a flame generated by supply and interruption of combustion fuel. However, in the case of medium and large industrial boilers, the burner flame is not only determined, but the analog current signal is output in proportion to the intensity of the flame and the flame frequency (flame flicker), so that the burner operates stably and efficiently. It is required to aim for complete combustion.
한편, 중/대형 산업용 보일러는, 다수개의 버너를 장착하게 되는데, 같은 높이에 있으며 일직선상에 놓여있는 대향한 버너의 화염과 자기버너의 화염을 정확하게 구별하는 것이 대단히 중요하다. 이것은 자기버너화염이 소화되었을때, 대향한 버너의 화염이 자기버너화염을 감지하기 위한 화염감지센서 바로 앞에서 활활 타오르더라도, 자기버너화염이 소화되었음을 감지하여 연료공급을 중단시켜야 하고, 만일 그렇지 못했을때는 불완전연소의 결과를 초래할 뿐 만 아니라, 연료 과잉공급으로 보일러가 폭발하는 위험이 발생할 수 있기 때문이다.On the other hand, medium and large industrial boilers, which are equipped with a plurality of burners, it is very important to accurately distinguish the flames of the magnetic burner and the flame of the opposite burners that are at the same height and in a straight line. This means that when the self-burner flame is extinguished, even if the flame of the opposite burner burns in front of the flame sensor to detect the self-burner flame, it must detect that the self-burner flame has been extinguished and stop the fuel supply. Not only does this result in incomplete combustion, but it also creates the risk of the boiler exploding from an oversupply of fuel.
특허 제 171263호(발명의 명칭 : 보일러의 화염감지방법 및 그 장치)는 보일러의 외벽을 통하여, 그 내부로 삽입된 금속 파이프와 연결되도록 화염감지센서를 설치하여 감지된 신호를 정전류출력으로 변환하여 원거리에 설치되는 화염세기 증폭부에 전송하도록 하고, 상기 화염세기 증폭부에는 화염세기 아날로그신호와 화염세기 변환기를 통해 얻어지는 신호에 의해 외부에 설치되는 전류지시계로 화염상태를 표시토록 하고 있다. 그리고 비교기에 의해 통과된 신호를 디지털신호로 하여 주파수 종합연산출력부로 전송함과 동시에 결함표시와 L.Set 표시 및 H.Set 표시 등을 설치하여 점멸토록 하고, 상기 주파수 종합연산부에는 비교기의 출력신호에 의해 논리회로에 의거 릴레이를 구동시키도록 되고 발광다이오드로 화염의 정상여부를 표시하도록 하고 있다.Patent No. 171263 (Invention: Flame Detection Method and Apparatus of Boiler) installs a flame sensor to connect a metal pipe inserted into the boiler through an outer wall of the boiler to convert the detected signal into a constant current output. The flame strength amplifying unit is installed at a remote location, and the flame intensity amplifying unit is configured to display the flame state with an external current indicator installed by a signal obtained through a flame strength analog signal and a flame intensity converter. In addition, the signal passed by the comparator is transmitted as a digital signal to the integrated frequency output unit, and at the same time, a defect display, an L.Set display, and an H.Set display are provided and flashed. By means of the logic circuit, the relay is driven, and the light emitting diode is used to indicate whether the flame is normal.
상기 특허는 중/대형 산업용 보일러에 있어서 버너 화염을 감지하여 효율적이고 안전하게 보일러가 운전되도록 대향한 상대버너화염과 자기버너화염을 정확하게 식별 가능하고, 화염세기 상태에 따라 4~20mA 아날로그신호를 출력하므로써 실용제품에 적용 이용되고 있다.The patent is capable of accurately identifying the opposite burner flame and the magnetic burner flame facing each other so that the boiler can be operated efficiently and safely by detecting the burner flame in the medium / large industrial boiler, and outputting a 4-20 mA analog signal according to the flame intensity. It is applied to a practical product.
그러나 상기 특허는, 아날로그 스위치에 의하여 초기 설정을 진행하다보니 사용자의 직관에 의존하게 되며, 각 버너마다 동일한 화염감지조건으로 초기설정을 제어하는 것이 어려운 문제점이 있었다. 또한, 증폭기 내부 전자부품의 고장 및 외부연결전선의 단락 등 여러가지 시스템 에러의 원인을 표시하는 표시장치를 갖지 못하였고, 센서의 렌즈가 오염되었음을 경보하는 기능을 가지고 있지 않다.However, the patent, the initial setting by the analog switch, depending on the user's intuition, there was a problem that it is difficult to control the initial setting with the same flame detection conditions for each burner. In addition, it does not have a display device that indicates the cause of various system errors such as failure of the internal electronic components of the amplifier and short circuit of the external connection wire, and does not have a function of alarming that the lens of the sensor is contaminated.
따라서 본 발명의 목적은 마이크로프로세서를 이용하여, 화염의 이상 및 시스템의 다양한 에러 요인들에 대해서 확실하게 검출 가능하면서 안전하고, 효율적인 제어가 이루어질 수 있는 화염감지시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a flame detection system and a method of controlling the same, which can reliably detect the abnormality of a flame and various error factors of the system by using a microprocessor, and can perform safe and efficient control.
또한, 본 발명의 다른 목적은 화염의 특성 및 세기에 따라서 신호의 레벨을 간편하게 조절할 수 있는 화염감지시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention to provide a flame detection system and a control method that can easily adjust the level of the signal according to the characteristics and intensity of the flame.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 센서 렌즈가 오염되었음을 외부에 알려줄 수 있는 화염감지시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a flame detection system and a control method for informing the outside that the sensor lens is contaminated.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 화염감지시스템의 구성도,1 to 3 is a block diagram of a flame detection system according to the present invention,
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 화염감지시스템의 제어 흐름도.4 to 8 is a control flowchart of the flame detection system according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 센서15 : 전류/전압변환기10: sensor 15: current / voltage converter
20 : 대수증폭기25 : 신호영점조정기20: logarithm amplifier 25: signal zero regulator
30 : 전압/전류변환기35,45 : 적분기30: voltage / current converter 35,45: integrator
40 : 주파수/전압변환기50,140,150,160 : LED 드라이버40: Frequency / voltage converter 50,140,150,160: LED driver
55 : 불꽃유무판별기60 : 화염신호발생장치55: flame presence discriminator 60: flame signal generator
65 : 이득조정신호발생기70 : 구형파변환기65: gain adjustment signal generator 70: square wave converter
75 : 앤드게이트80 : 시스템오동작감지신호발생기75: AND gate 80: system malfunction detection signal generator
85 : 로직신호발생기90 : 스위치조작신호발생기85: logic signal generator 90: switch operation signal generator
95 : LCD 디스플레이100 : 마이크로프로세서95: LCD display 100: microprocessor
105,120 : 출력 드라이버110,125 : D/A 변환기105,120: Output Driver 110,125: D / A Converter
115,130,195,200 : 버퍼135,145,155 : 릴레이 드라이버115,130,195,200: Buffer 135,145,155: Relay driver
165 : 정상신호발생기170 : 결함신호발생기165: normal signal generator 170: defect signal generator
175 : 렌즈오염신호발생기180~190 : 정전류발생기175: lens contamination signal generator 180 ~ 190: constant current generator
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화염감지시스템은, 버너에서 발생된 화염을 감지하기 위한 센서와; 상기 센서의 검출신호를 대수 압축하고 정전류로 변환하는 정전류변환수단과; 상기 정전류변환수단의 출력을 입력하여 DC 신호로변환하는 적분수단과; 상기 정전류변환수단의 출력를 이용해서 주파수를 검출하는 주파수검출수단과; 사용자 조작에 의한 신호세기조절신호를 출력하는 스위치조작수단과; 상기 스위치조작수단을 통해 입력되는 신호세기조절신호만큼 상기 적분수단의 DC신호를 증폭해서 화염세기신호를 발생시키고, 상기 검출된 주파수신호를 보정해서 화염주파수신호를 발생하는 제어수단과; 상기 제어수단에서 검출한 화염세기신호와 화염주파수신호를 표시하는 LCD 디스플레이수단과; 상기 제어수단의 제어하에, 화염의 이상 및 시스템 에러에 대한 표시를 수행하는 점멸수단을 포함하여 구성된다.Flame detection system according to the present invention for achieving the above object, the sensor for detecting the flame generated in the burner; Constant current conversion means for compressing the detected signal of the sensor to a logarithmic current and converting the constant current into constant current; Integrating means for inputting the output of said constant current converting means and converting it into a DC signal; Frequency detecting means for detecting a frequency using an output of said constant current converting means; Switch operation means for outputting a signal strength adjustment signal by a user operation; Control means for amplifying the DC signal of the integrating means by a signal intensity control signal input through the switch operating means to generate a flame intensity signal, and correcting the detected frequency signal to generate a flame frequency signal; LCD display means for displaying the flame intensity signal and the flame frequency signal detected by the control means; Under the control of the control means, it comprises a flashing means for performing an indication of the abnormality of the flame and the system error.
본 발명의 상기 주파수검출수단은, 상기 제어수단에서 인가하는 이득율에 의해서 상기 적분수단의 DC신호를 증폭하는 화염신호발생수단과; 상기 화염신호발생수단의 출력을 구형파로 변환하는 구형파변환수단과; 상기 구형파변환수단의 출력을 전압으로 변환하는 주파수/전압변환수단을 포함하여 구성된다.The frequency detecting means of the present invention comprises: flame signal generating means for amplifying a DC signal of the integrating means by a gain ratio applied by the control means; Square wave converting means for converting the output of said flame signal generating means into square waves; And frequency / voltage converting means for converting the output of the square wave converting means into a voltage.
본 발명은, 상기 증폭수단의 출력에 기초해서 시스템 오동작을 감지하는 시스템오동작감지신호발생수단과; 상기 시스템오동작감지신호발생수단의 출력을 로직신호로 변환하는 로직신호발생수단을 더 포함하여, 상기 로직신호발생수단의 출력은 상기 제어수단에 입력되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a system malfunction detection signal generating means for detecting a system malfunction based on the output of the amplification means; Logic signal generating means for converting the output of the system malfunction detection signal generating means into a logic signal, characterized in that the output of the logic signal generating means is input to the control means.
본 발명은 상기 제어수단의 제어하에, 렌즈의 오염신호를 발생하는 렌즈오염신호발생수단과; 상기 렌즈오염신호발생수단의 출력에 의해서 동작하는 릴레이와 발광다이오드를 더 포함하여 구성된다.The present invention provides lens contamination signal generating means for generating a contamination signal of a lens under the control of the control means; And a relay and a light emitting diode operated by the output of the lens contamination signal generating means.
또한, 본 발명에 따른 화염감지시스템의 제어방법은, 시스템을 초기화시키고, 사용자의 조작에 의해서 모드를 설정하는 단계와; 시스템 정상동작여부를 감시하기 위해서, 자체 테스트를 수행하는 단계와; 시스템의 정상동작상태에서, 센서를 통해 검출되는 아날로그 화염신호를 입력하는 단계와; 상기 입력된 화염신호를 디지탈 처리하고, 사용자가 설정한 신호세기만큼 조절해서 화염세기와 화염주파수를 산출하는 단계와; 상기 산출된 화염세기 및 화염주파수를 LCD 디스플레이에 표시시키는 단계와; 상기 산출된 화염세기 및 화염주파수를 외부로 출력하는 단계를 포함하여 구성된다.In addition, the control method of the flame detection system according to the present invention comprises the steps of initializing the system, and setting the mode by the user's operation; Performing a self test to monitor system normal operation; Inputting an analog flame signal detected through the sensor in a normal operating state of the system; Digitally processing the input flame signal and calculating a flame intensity and a flame frequency by adjusting a signal intensity set by a user; Displaying the calculated flame intensity and flame frequency on an LCD display; And outputting the calculated flame intensity and flame frequency to the outside.
또한, 본 발명은 상기 산출된 화염세기와 화염주파수를 앤드 연산해서, 화염의 정상여부를 감지하는 단계와; 화염이 비정상일때, 결함원인을 LCD 디스플레이에 표시시키는 단계를 더 포함하여 구성된다.In addition, the present invention and the operation of the calculated flame intensity and flame frequency, and detecting whether the flame is normal; And when the flame is abnormal, displaying the cause of the defect on the LCD display.
그리고 본 발명은 화염의 정상 또는 비정상을 LED 소자를 이용하여 표시시키는 단계를 더 포함하여 구성된다.And the present invention is configured to further include the step of displaying the normal or abnormal flame using the LED element.
본 발명은, 상기 단계에서 화염이 정상상태일때, 렌즈 오염을 감지하는 단계와; 렌즈가 오염되었을때, LED소자를 이용하여 표시시키는 단계를 더 포함하여 구성된다.The present invention includes the steps of detecting lens contamination when the flame is in a steady state; When the lens is contaminated, it further comprises the step of displaying using the LED element.
본 발명은 상기 자체 테스트에 의하여, 시스템이 비정상상태일때, 결함원인을 LCD 디스플레이에 표시시키고, LED소자를 이용하여 표시하는 단계를 더 포함하여 구성된다.The present invention further comprises the step of displaying the cause of the defect on the LCD display by using the LED device, by the self-test, when the system is in an abnormal state.
본 발명의 상기 화염세기를 산출하는 단계는, 입력된 아날로그 화염신호에서 화염세기 미소 변화량을 감산하는 단계와; 상기 아날로그 화염신호를 소정주기로반복해서 입력하여, 평균값을 연산하는 단계와; 사용자 조절에 의한 신호세기만큼 증폭율을 연산하는 단계와; 상기 연산한 평균값과 증폭율을 이용해서 화염세기 출력값을 산출하는 단계와; 상기 산출된 화염세기를 기준값과 비교하여, 정상여부를 판단하는 단계를 포함하여 구성된다.The calculating of the flame intensity of the present invention includes: subtracting a small change in flame intensity from an input analog flame signal; Calculating an average value by repeatedly inputting the analog flame signal at a predetermined period; Calculating an amplification factor by the signal strength according to the user adjustment; Calculating a flame intensity output value using the calculated average value and the amplification ratio; Comparing the calculated flame strength with a reference value, it comprises a step of determining whether or not normal.
본 발명의 상기 화염주파수신호를 산출하는 단계는, 상기 아날로그 화염신호를 소정주기로 반복해서 입력하여, 평균값을 연산하는 단계와; 상기 검출된 평균값을 보정하여, 화염주파수 출력값을 산출하는 단계와; 상기 산출된 화염주파수를 저주파 화염주파수와 고주파 화염주파수와 비교해서, 정상상태인지, 저주파수인지 고주파수인지를 판단하는 단계를 포함하여 구성된다.The calculating of the flame frequency signal may include: repeatedly inputting the analog flame signal at a predetermined period to calculate an average value; Calculating a flame frequency output value by correcting the detected average value; And comparing the calculated flame frequency with a low frequency flame frequency and a high frequency flame frequency to determine whether the flame state is steady state, low frequency or high frequency.
그리고 본 발명의 화염감지시스템의 제어방법은, 센서를 통해 검출되는 아날로그 화염신호를 입력하는 단계와; 상기 입력된 화염신호를 이용해서 사용자가 설정한 크기의 화염세기신호와 화염주파수신호를 산출하는 단계와; 상기 화염세기신호와 화염주파수신호를 평균 연산하여, 화염의 정상여부를 판단하는 단계와; 설정되고 있는 시간동안 상기 판단단계의 연속상태를 판단하고, 화염정상상태 또는 화염이상상태를 표시하는 단계와; 상기 화염신호를 이용해서 렌즈 오염을 감지하는 단계와;설정되고 있는 시간동안 상기 감지단계의 연속상태를 판단하고, 렌즈오염상태 또는 렌즈정상상태를 표시하는 단계를 포함하여 구성된다.And the control method of the flame detection system of the present invention comprises the steps of: inputting an analog flame signal detected through the sensor; Calculating a flame intensity signal and a flame frequency signal having a size set by a user using the input flame signal; Determining whether the flame is normal by calculating an average of the flame intensity signal and the flame frequency signal; Determining a continuous state of the determination step for a set time, and displaying a flame normal state or a flame abnormal state; Detecting lens contamination by using the flame signal; determining a continuous state of the detection step for a set time, and displaying a lens contamination state or a lens normal state.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화염감지시스템 및 그 제어방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a flame detection system and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 화염감지시스템의 구성도이다.1 to 3 is a block diagram of a flame detection system according to the present invention.
우선, 본 발명의 화염감지시스템은, 보일러에서 발생되는 화염(가시광)을 검출 가능한 곳에 센서(10)를 설치한다. 상기 센서(10)는, 석탄, 기름, 가스연료를 연소 연료로 해서 발생되는 화염을 보일러의 외벽을 통하여 내부로 삽입된 금속 파이프를 통하거나 보일러 내부에 광파이버 케이블을 삽입하여 화염의 상태를 감지한다. 상기 센서(10)는, 렌즈 보호 글라스 필터(10a)를 통해서 볼록렌즈(10b)에 집광된 광을 포토다이오드(PD1)를 통해서 검출한다.First, in the flame detection system of the present invention, the sensor 10 is provided at a position where the flame (visible light) generated by the boiler can be detected. The sensor 10 detects the state of the flame by inserting an optical fiber cable into the flame through the metal pipe inserted into the flame generated by the coal, oil, gas fuel as the combustion fuel through the outer wall of the boiler. . The sensor 10 detects the light focused on the convex lens 10b through the lens protection glass filter 10a through the photodiode PD1.
상기 포토다이오드(PD1)는, 화염의 세기에 따라 출력을 변화시키고, 이렇게 하여 버너 화염의 세기가 검출되어진다. 특히, 상기 포토다이오드(PD1)은, 400~580nm의 가시광선 중에서도 청색파장에 감도가 좋은 포토다이오드를 적용하는 것이 바람직하다.The photodiode PD1 changes its output in accordance with the intensity of the flame, and thus the intensity of the burner flame is detected. In particular, as the photodiode PD1, it is preferable to apply a photodiode having good sensitivity to a blue wavelength among visible rays of 400 to 580 nm.
상기 센서(10)에 의해서 검출된 화염의 세기는, 가변저항(VR1)에 의해서 게인 조정이 이루어지는 대수 증폭기(20)에 입력된다. 상기 대수 증폭기(20)는, 상기 센서(10)를 통해서 검출되어지는 화염신호를 1v/decade로 대수 압축해서 안정화된 신호를 발생시킨다.The intensity of the flame detected by the sensor 10 is input to the logarithmic amplifier 20 where gain adjustment is performed by the variable resistor VR1. The logarithmic amplifier 20 generates a stabilized signal by logarithmically compressing the flame signal detected through the sensor 10 to 1 v / decade.
상기 대수증폭기(20)의 출력은 원거리 송신을 위해서 정전류로 변환시키는 전압/전류변환기(30)에 입력되어진다. 상기 전압/전류변환기(30)는, OP앰프(OP1,OP2)와, 다수개의 저항(R2~R6), 캐패시터(C1), 그리고 가변저항(VR2)에 의해서 구성되어진다. 상기 전압/전류변환기(30)는, 검출된 화염신호를 원거리 송신이 가능하도록 하는 정전류값으로 변환시킨다.The output of the logarithmic amplifier 20 is input to the voltage / current converter 30 for converting into a constant current for long-distance transmission. The voltage / current converter 30 is composed of OP amplifiers OP1 and OP2, a plurality of resistors R2 to R6, a capacitor C1, and a variable resistor VR2. The voltage / current converter 30 converts the detected flame signal into a constant current value that enables remote transmission.
따라서 상기 전압/전류변환기(30)까지의 구성이 화염이 검출 가능한 보일러근처에 설치되는 구성이다. 상기 전압/전류변환기(30)에서 출력되는 정전류로 변환된 화염신호는 선로(L1)를 통해서 원거리에 설치된 화염감지시스템의 제어장치측으로 전송되어진다.Therefore, the configuration up to the voltage / current converter 30 is installed near the boiler that can detect the flame. The flame signal converted into constant current output from the voltage / current converter 30 is transmitted to the control device side of the flame detection system installed at a long distance through the line L1.
상기 선로(L1)를 통해서 전송되어진 화염신호는 고임피던스 저항(R7)과, OP앰프(OP3)와, 그리고 저항(R8~R10)으로 구성되고 있는 전류/전압변환기(15)에 의해서 수신되어진다. 상기 전류/전압변환기(15)의 출력은 신호영점조정기(25)와, 시스템 오동작감지신호발생기(80)에 입력되어진다.The flame signal transmitted through the line L1 is received by a current / voltage converter 15 composed of a high impedance resistor R7, an OP amplifier OP3, and resistors R8 to R10. . The output of the current / voltage converter 15 is input to the signal zero regulator 25 and the system malfunction detection signal generator 80.
상기 신호영점조정기(25)는, 화염이 감지되지 않는 상태일때, 출력신호를 제로상태로 조절하여, 검출된 화염신호에 대해서 정확한 검출이 이루어지도록 조절하기 위한 구성이다. 따라서 상기 신호영점조정기(25)의 영점 조정후, 화염이 있는 상태에서 검출된 화염신호는 그대로 바이패스된다.The signal zero adjuster 25 is configured to adjust the output signal to zero when the flame is not detected, so that accurate detection is performed on the detected flame signal. Therefore, after zero adjustment of the signal zero adjuster 25, the flame signal detected in the presence of the flame is bypassed as it is.
상기 신호영점조정기(25)를 통과한 화염신호는 적분기(35,45)를 통과하면서 DC신호로 변환되어지고, 상기 변환된 DC신호(A1)는 출력단자를 통해서 마이크로프로세서(100)에 입력되어진다. 이후, 상기 마이크로프로세서(100)는 입력된 화염신호(A1)를 이용하여, 화염신호의 세기를 산출하기 위한 연산을 수행하게 된다.The flame signal passing through the signal zero adjuster 25 is converted into a DC signal while passing through the integrators 35 and 45, and the converted DC signal A1 is input to the microprocessor 100 through an output terminal. Lose. Thereafter, the microprocessor 100 performs an operation for calculating the strength of the flame signal using the input flame signal A1.
또한, 상기 시스템오동작감지신호발생기(80)에 입력된 화염신호는 시스템의 오동작을 검출하기 위한 기초신호로 이용된다. 따라서 상기 시스템오동작감지신호발생기(80)는, 선로(L1)의 상태, 센서(10)의 동작상태 등을 검출하고, 검출된 신호를 로직신호발생기(85)에 출력한다. 상기 로직신호발생기(85)는 입력된 신호를 마이크로프로세서(100)에 전송 가능한 로직신호로 변환시켜서 출력한다. 상기 로직신호발생기(85)에서 출력된 시스템 오동작 감지에 따른 신호(P12~P15)는 마이크로프로세서(100)에 입력된다.In addition, the flame signal input to the system malfunction detection signal generator 80 is used as a basic signal for detecting a malfunction of the system. Therefore, the system malfunction detection signal generator 80 detects the state of the line L1, the operation state of the sensor 10, and outputs the detected signal to the logic signal generator 85. The logic signal generator 85 converts the input signal into a logic signal that can be transmitted to the microprocessor 100 and outputs it. The signals P12 to P15 according to the system malfunction detection output from the logic signal generator 85 are input to the microprocessor 100.
그리고 상기 신호영점조정기(25)를 통과한 화염신호는 화염신호발생장치(60)에 입력된다. 상기 화염신호발생장치(60)는, 후술되는 마이크로프로세서(100)에서 조정한 이득조정값(P8~P11)에 따라서 이득조정신호발생기(65)에서 발생되는 이득값에 기초하여 입력된 화염신호의 이득을 조정하여 출력한다.The flame signal passing through the signal zero adjuster 25 is input to the flame signal generator 60. The flame signal generator 60 is configured to convert the flame signal input based on the gain value generated by the gain adjustment signal generator 65 according to the gain adjustment values P8 to P11 adjusted by the microprocessor 100 to be described later. The gain is adjusted and output.
상기 화염신호발생장치(60)에서 소정만큼 증폭되어져 출력되는 화염신호는 출력단자를 통해서 출력되어짐과 동시에 구형파변환기(70)에 입력되어진다. 상기 화염신호발생장치(60)에서 출력된 신호(TP1)는, 현재 보일러의 연료 연소에 따라 화염의 변화하는 상태를 사용자가 오실로스코프와 같은 기기를 이용하면 볼 수 있도록 제공되어진다.The flame signal amplified and output by the flame signal generator 60 is output through the output terminal and simultaneously input to the square wave converter 70. The signal TP1 output from the flame signal generator 60 is provided so that the user can see the state of flame according to the combustion of the fuel of the current boiler when the user uses a device such as an oscilloscope.
그리고 상기 구형파변환기(70)에 입력된 신호는, 기준값에 따른 구형파로 변환되어져 출력되고, 상기 구형파신호는 앤드게이트(75)의 제 1 입력신호가 된다.The signal input to the square wave converter 70 is converted into a square wave according to a reference value and output, and the square wave signal becomes a first input signal of the AND gate 75.
또한, 상기 신호영점조정기(25)를 통과하고, 1차 적분기(35)에서 적분되어 DC신호로 변환된 화염신호는 불꽃유무판별기(55)의 입력신호가 된다. 상기 불꽃유무판별기(55)는 입력신호를 기준신호와 비교해서, 화염의 유무에 따른 판별신호를 출력한다. 상기 불꽃유무판별기(55)의 출력신호는 상기 앤드게이트(75)의 제 2 입력신호로 인가된다.In addition, the flame signal passed through the signal zero adjuster 25 and integrated in the primary integrator 35 and converted into a DC signal becomes an input signal of the flame discriminator 55. The flame presence discriminator 55 compares an input signal with a reference signal and outputs a determination signal according to the presence or absence of a flame. The output signal of the flame detector 55 is applied as the second input signal of the AND gate 75.
따라서 상기 앤드게이트(75)는, 불꽃유무판별기(55)의 출력신호와 구형파변환기(70)의 출력신호에 기초해서 신호를 출력하는데, 결과적으로 화염신호의 주파수에 대한 신호를 출력한다.Therefore, the AND gate 75 outputs a signal based on the output signal of the flame presence detector 55 and the output signal of the square wave converter 70, and as a result, outputs a signal with respect to the frequency of the flame signal.
상기 앤드게이트(75)의 출력은 주파수/전압변환기(40)와 LED 드라이버1(50)에 입력된다. 상기 LED 드라이버1(50)은, 주파수 주기에 따른 온/오프 동작을 반복하면서 주파수 표시등인 발광다이오드(LED1)를 점멸시키고, 상기 주파수/전압변환기(40)는, 센서(10)를 통해 검출된 화염신호의 주파수에 따른 전압신호(A2)를 출력한다. 상기 주파수/전압변환기(40)의 출력(A2)은 마이크로프로세서(100)에 입력된다.The output of the AND gate 75 is input to the frequency / voltage converter 40 and the LED driver 1 (50). The LED driver 1 50 flashes the light emitting diode LED1 which is a frequency indicator while repeating the on / off operation according to the frequency period, and the frequency / voltage converter 40 is detected through the sensor 10. A voltage signal A2 corresponding to the frequency of the flame signal is output. The output A2 of the frequency / voltage converter 40 is input to the microprocessor 100.
이상의 과정에서 상기 마이크로프로세서(100)는, 센서(10)를 통해 검출된 화염신호의 세기에 따른 신호(A1)와, 주파수신호(A2)를 입력하고 있다. 또한, 시스템 오동작에 따른 로직신호(P12~P15)를 입력하고 있다. 그리고 검출된 화염신호의 이득조정을 위해서 이득조종신호발생기(65)로 원하는 값만큼의 이득조정을 위한 4비트의 신호(P8~P11)를 출력하고 있다.In the above process, the microprocessor 100 inputs a signal A1 and a frequency signal A2 according to the intensity of the flame signal detected through the sensor 10. In addition, logic signals P12 to P15 corresponding to a system malfunction are input. In order to adjust the gain of the detected flame signal, a 4-bit signal P8 to P11 for gain adjustment by a desired value is output to the gain control signal generator 65.
우선, 마이크로프로세서(100)는, 상기 시스템 오동작에 따른 로직신호(P12~P15)를 입력되고, 내부 설정되고 있는 프로그램에 의해서 제어되어 상기 볼록렌즈(10b)의 오염 여부에 따른 판별을 수행하고 렌즈오염신호를 발생한다. 상기 렌즈오염신호는 렌즈오염신호발생기(175)를 통해서 릴레이 드라이버3(155)와, LED 드라이버4(160)에 입력된다. 상기 릴레이 드라이버3(155)는 릴레이(RY3)를 구동시키고, 상기 LED 드라이버4(160)는 발광다이오드(LED4)를 점멸시킨다.First, the microprocessor 100 inputs logic signals P12 to P15 according to the system malfunction, and is controlled by a program that is set internally to determine whether the convex lens 10b is contaminated or not. Generates a pollution signal. The lens contamination signal is input to the relay driver 3 155 and the LED driver 4 160 through the lens contamination signal generator 175. The relay driver 3 155 drives the relay RY3, and the LED driver 4 160 blinks the light emitting diode LED4.
또한, 마이크로프로세서(100)는, 상기 시스템 오동작에 따른로직신호(P12~P15)를 입력되면, 이미 설정한 프로그램에 의해서 내부회로 등의 결함여부에 따른 판별을 수행하고, 결함신호를 발생한다. 상기 결함신호는, 결함신호발생기(170)를 통해서 릴레이 드라이버2(145)와, LED 드라이버3(150)에 입력된다. 상기 릴레이 드라이버2(145)는 릴레이(RY2)를 구동시키고, 상기 LED 드라이버3(150)는 발광다이오드(LED3)를 점멸시킨다.In addition, when the logic signals P12 to P15 according to the system malfunction are input, the microprocessor 100 determines whether the internal circuit or the like is defective by using a previously set program, and generates a defect signal. The defect signal is input to the relay driver 2 145 and the LED driver 3 150 through the defect signal generator 170. The relay driver 2 145 drives the relay RY2, and the LED driver 3 150 blinks the light emitting diode LED3.
그리고, 마이크로프로세서(100)는, 보일러에서 화염이 정상적으로 발생되고 있는지에 따른 정상동작여부를 내부 설정되고 있는 프로그램에 의해서 판별하고, 정상신호를 발생한다. 상기 정상신호는, 정상신호발생기(165)를 통해서 릴레이 드라이버1(135)와, LED 드라이버2(140)에 입력된다. 상기 릴레이 드라이버1(135)는 릴레이(RY1)를 구동시키고, 상기 LED 드라이버2(140)는 발광다이오드(LED2)를 점멸시킨다.Then, the microprocessor 100 determines whether or not the normal operation according to whether or not the flame is normally generated in the boiler by a program that is internally set, and generates a normal signal. The normal signal is input to the relay driver 1 135 and the LED driver 2 140 through the normal signal generator 165. The relay driver 1 135 drives the relay RY1, and the LED driver 2 140 blinks the light emitting diode LED2.
상기 마이크로프로세서(100)는, 상기 센서(10)를 통해 검출된 화염신호의 세기에 따른 신호(A1)를 소오스신호로 하여 내부 프로그램에 의해 소정주기동안 반복해서 화염신호의 세기 검출을 위한 동작을 수행한다. 그리고 검출된 화염신호의 세기는 마이크로프로세서(100)의 8비트 출력단자(P16~P23)를 통해서 출력 드라이버1(105)를 통해 디지탈/아날로그변환기1(110)에 입력된다. 상기 디지탈/아날로그변환기1(110)는 입력된 신호를 아날로그신호로 변환한 후, 버퍼(115)를 통해서 화염세기신호를 출력한다.The microprocessor 100 performs an operation for detecting the intensity of the flame signal repeatedly for a predetermined period by an internal program by using the signal A1 corresponding to the intensity of the flame signal detected by the sensor 10 as a source signal. Perform. The intensity of the detected flame signal is input to the digital / analog converter 1 110 through the output driver 1 105 through the 8-bit output terminals P16 to P23 of the microprocessor 100. The digital / analog converter 1 110 converts an input signal into an analog signal and then outputs a flame strength signal through the buffer 115.
또한, 상기 마이크로프로세서(100)는, 상기 센서(10)를 통해 검출된 화염신호의 주파수에 따른 신호(A2)를 소오스신호로 하여 내부 프로그램에 의해 소정주기동안 반복해서 화염신호의 주파수 검출을 위한 동작을 수행한다. 그리고 검출된 화염신호의 주파수는 마이크로프로세서(100)의 8비트 출력단자(P16~P23)를 통해서 출력 드라이버2(120)를 통해 디지탈/아날로그변환기2(125)에 입력된다. 상기 디지탈/아날로그변환기2(125)는 입력된 신호를 아날로그신호로 변환한 후, 버퍼(130)를 통해서 화염주파수를 출력한다.In addition, the microprocessor 100 uses the signal A2 according to the frequency of the flame signal detected through the sensor 10 as a source signal to repeatedly detect a frequency of the flame signal for a predetermined period by an internal program. Perform the action. The frequency of the detected flame signal is input to the digital / analog converter 2 125 through the output driver 2 120 through the 8-bit output terminals P16 to P23 of the microprocessor 100. The digital / analog converter 2 125 converts an input signal into an analog signal and then outputs a flame frequency through the buffer 130.
그리고 상기 출력드라이버1,2(105,120)의 동작은, 상기 마이크로프로세서(110)에서 인가되는 클럭신호(P24,P25)에 동기되어 이루어진다.The output drivers 1 and 2 105 and 120 operate in synchronization with the clock signals P24 and P25 applied by the microprocessor 110.
이상의 동작에 의해서 화염세기에 따른 신호와 화염주파수에 따른 신호가 연산되어져 출력되고, 이 신호는 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 정전류발생기(180~190)에 입력되어져, 전류로 변환되어, 필요로 하는 각종 기기로 입력되어진다. 상기 정전류발생기1(180)은, 화염세기신호를 4~20mA의 전류로 변환하기 위한 구성이고, 정전류발생기2(185)는, 화염세기신호를 0~1mA의 전류로 변환하기 위한 구성이며, 정전류발생기3(190)은, 화염주파수를 4~20mA의 전류로 변환하기 위한 구성이다.By the above operation, the signal according to the flame intensity and the signal according to the flame frequency are calculated and output. The signal is input to the constant current generators 180 to 190, as shown in FIG. Are input to various devices. The constant current generator 1 180 is configured to convert the flame intensity signal into a current of 4 to 20 mA, and the constant current generator 2 185 is configured to convert the flame intensity signal into a current of 0 to 1 mA. Generator 3 190 is a configuration for converting the flame frequency into a current of 4 to 20 mA.
그리고 상기 마이크로프로세서(100)에는 LCD 디스플레이(95)와 스위치조작신호발생기(90)가 연결되고 있다. 상기 LCD 디스플레이(95)는, 상기 센서(10)를 통해서 검출되는 화염의 상태, 이상여부, 각종 알림정보 등을 문자 또는 숫자로서 사용자에게 알려주기 위한 구성이다. 그리고 상기 스위치조작신호발생기(90)는, 보일러에서 발생되는 화염의 특성 및 세기에 따라서 신호레벨을 조절하기 위한 구성으로서, 모드전환을 위한 모드스위치(MODE SW), 동작시작을 위한 시작스위치(STARTSW), 이동을 위한 이동스위치(NEXT SW), 설정값의 상하 조절을 위한 업 스위치(UP SW)와 다운 스위치(DOWN SW)를 포함한다. 상기 각 스위치들의 동작여부는 스위치조작신호발생기(90)와 버퍼(195)를 통해서 마이크로프로세서(100)에 입력되어진다.An LCD display 95 and a switch operation signal generator 90 are connected to the microprocessor 100. The LCD display 95 is a configuration for informing the user of the state of the flame detected by the sensor 10, whether there is an abnormality, various notification information, etc. as letters or numbers. In addition, the switch operation signal generator 90 is configured to adjust the signal level according to the characteristics and intensity of the flame generated in the boiler, the mode switch for mode switching (MODE SW), the start switch for starting operation (STARTSW) ), A movement switch (NEXT SW) for movement, an up switch (UP SW) and a down switch (DOWN SW) for adjusting the set value up and down. The operation of each switch is input to the microprocessor 100 through the switch operation signal generator 90 and the buffer 195.
다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 화염감지시스템의 전체적인 동작과정에 대해서 설명한다.The following describes the overall operation of the flame detection system according to the present invention having the above configuration.
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 화염감지시스템의 메인 동작 흐름도이고, 도 6은 스위치조작에 따른 동작 흐름도이고, 도 7은 화염세기 연산에 따른 동작 흐름도이며, 도 8은 화염 주파수 연산에 따른 동작 흐름도이다.4 to 5 are flowcharts illustrating the main operation of the flame detection system according to the present invention, FIG. 6 is a flowchart illustrating operations according to the switch operation, FIG. 7 is a flowchart illustrating operations according to the flame intensity calculation, and FIG. This is a flow chart.
우선, 본 발명은 마이크로프로세서(100)의 제어하에 모든 동작이 이루어지는 것이 가장 큰 특징이다. 따라서 사용자가 신호세기에 따라서 조절하는 신호도 우선적으로 마이크로프로세서(100)에서 인식되어져, 그에 따른 제어가 수행되어진다.First of all, the present invention is characterized in that all operations are performed under the control of the microprocessor 100. Therefore, the signal that the user adjusts according to the signal strength is also first recognized by the microprocessor 100, and control accordingly is performed.
시스템에 전원이 인가되면, 마이크로프로세서(100)는 화염세기 연산값, 화염주파수 연산값 등 내부 메모리 등에 기억되고 있던 값과 각 회로소자의 동작상태를 초기상태로 조절한다(제 S100 단계). 또한 LCD 디스플레이(95)의 표시상태도 초기화된다(제 S103 단계).When power is applied to the system, the microprocessor 100 adjusts the values stored in the internal memory, such as the flame strength calculation value and the flame frequency calculation value, and the operation state of each circuit element to an initial state (step S100). The display state of the LCD display 95 is also initialized (step S103).
상기 제 S100 단계, 제 S103 단계에서 모든 시스템이 초기상태로 복귀된 후, 마이크로프로세서(100)는 시작키가 입력되는지를 감시한다(제 S106 단계). 상기 시작키는, 사용자가 시스템 외부에 구비되고 있는 시작 스위치(START SW)를 선택하는 것에 의해서 스위치조작신호발생기(90)를 통해서 마이크로프로세서(100)에 입력된다.After all the systems are returned to the initial state in steps S100 and S103, the microprocessor 100 monitors whether a start key is input (step S106). The start key is input to the microprocessor 100 through the switch operation signal generator 90 by the user selecting the start switch START SW provided outside the system.
통상, 상기 시작키가 입력되기 전에, 사용자는 시스템을 필요한 동작상태로 설정하는 모드설정과정을 수행하게 된다. 물론, 이미 설정되어 있는 상태 그대로 동작을 원할때는 상기 제 S103 단계에 이어서 시작키가 입력되며, 모드설정이 필요한 경우에는 모드설정에 따른 인터럽트가 수행되어진다. 즉, 모드 설정에 따른 인터럽트가 발생되면(제 S190 단계), 사용자의 선택에 의한 설정내용이 LCD 디스플레이(95)에 출력되고(제 S193 단계), 설정된 내용이 메모리에 저장하는 과정이 수행된다(제 S196 단계).Typically, before the start key is input, the user performs a mode setting process of setting the system to a required operating state. Of course, when the operation is desired as it is already set, the start key is input following the step S103, and when the mode setting is required, an interrupt according to the mode setting is performed. That is, when an interrupt according to the mode setting is generated (step S190), the setting contents selected by the user are output to the LCD display 95 (step S193), and the process of storing the set contents in the memory is performed ( Step S196).
상기 모드설정을 위한 인터럽트는 도 6에 도시하고 있으며, 이에 따른 동작은 후에 자세하게 설명한다.The interrupt for setting the mode is shown in FIG. 6, and the operation according to this will be described later in detail.
상기 제 106 단계에서 시작키가 입력되어져, 시스템의 동작을 수행하라는 명령을 입력하면, 마이크로프로세서(100)는, 시스템의 동작시작을 위한 초기화를 수행한다(제 S109 단계).When the start key is input in step 106 and a command to perform the operation of the system is input, the microprocessor 100 performs initialization for starting the operation of the system (step S109).
그리고 사용자는 시스템의 동작에 앞서 시스템의 에러 동작 여부를 검출하기 위한 신호를 입력한다(제 S112 단계). 상기 제 S112 단계에서 입력되는 신호는, 시스템의 정상동작 가능여부를 시험하기 위한 테스트값이다.The user inputs a signal for detecting whether an error operation of the system is performed prior to the operation of the system (step S112). The signal input in step S112 is a test value for testing whether the system can be operated normally.
상기 단계에서 시스템의 정상동작 여부를 시험하기 위한 것은, 여러가지 경로로 수행된다. 예를 들어서, 센서(10)를 통해 화염이 감지가 되지 않는 상태에서, 입력되는 화염신호의 세기신호(A1)가 제로상태인지를 확인하는 것에 의해서 정상동작여부를 확인하는 것이 가능하다. 또한, 화염이 없는 상태에서 상기 마이크로프로세서(100)에서 이득조절값(P8~P11)을 출력했을때, 상기 불꽃유무판별기에서신호가 출력되지 않으므로서 화염신호의 주파수신호(A2)가 제로상태인지 등을 확인하는 등의 과정으로 수행할 수 있다. 이외에도 마이크로프로세서(100)는 외부 케이블의 연결상태 및 내부 각 회로소자들의 정상동작 여부를 검출하는 것도 가능하다.In order to test whether the system operates normally in this step, it is performed by various paths. For example, in a state where a flame is not detected through the sensor 10, it is possible to confirm whether the operation is normal by checking whether the intensity signal A1 of the flame signal input is zero. In addition, when the gain control values P8 to P11 are output from the microprocessor 100 in a state where there is no flame, a signal is not output from the flame existence discriminator and thus the frequency signal A2 of the flame signal is zero. This may be performed by confirming the recognition. In addition, the microprocessor 100 may detect the connection state of the external cable and whether the internal circuit elements are normally operated.
즉, 상기 제 S112 단계에 의한 시스템 에러 검출 여부는, 각 회로소자들의 정상동작여부, 센서의 정상동작여부, 선로의 연결상태 등에 따른 결함을 검출하기 위한 과정이다.That is, whether the system error is detected by the step S112 is a process for detecting defects according to whether the normal operation of each circuit element, whether the sensor is normally operated, the connection state of the line, and the like.
만일, 상기 제 S112 단계에서 입력한 값에 기초해서 시스템이 에러가 발생되면(제 S115 단계), 마이크로프로세서(100)는 시스템 에러 발생을 알리는 신호를 출력한다(제 S136 단계). 그리고, 상기 제 S136 단계의 에러 발생과 더불어, 화염의 정상 동작상태임을 표시하고 있던 릴레이는 오프 상태로 제어된다(제 S137 단계).If an error occurs in the system based on the value input in step S112 (step S115), the microprocessor 100 outputs a signal informing of occurrence of a system error (step S136). In addition to the occurrence of the error in step S136, the relay indicating that the flame is in the normal operating state is controlled to the off state (step S137).
상기 제 S136 단계에서 발생된 시스템 에러신호에 의해서 결함신호발생기(170)에서 결함신호가 발생되고, 상기 결함신호는 릴레이 드라이버(145)와 LED 드라이버3(150)를 구동시킨다. 따라서 릴레이(RY2)와 결함을 알리는 발광다이오드(LED3)가 점등된다.The defect signal is generated in the defect signal generator 170 by the system error signal generated in step S136, and the defect signal drives the relay driver 145 and the LED driver 3 150. Therefore, the relay RY2 and the light emitting diode LED3 informing about the defect are turned on.
또한, 상기 마이크로프로세서(100)는 발생된 결함을 판별하고, 결함원인을 LCD 디스플레이(95)에 간단한 문자 및 숫자 등으로 표시한다(제 S154 단계). 그리고 상기 마이크로프로세서(100)에서 출력되는 모든 외부출력값을 초기화시킨다(제 S157 단계).In addition, the microprocessor 100 determines the generated defect, and displays the cause of the defect in simple letters and numbers on the LCD display 95 (step S154). In step S157, all external output values output from the microprocessor 100 are initialized.
상기 제 S157 단계에 의한 과정이 수행된후, 제 S106 단계 이전으로 귀환되어져, 시스템 재정비가 이루어진 후, 다시 시스템의 동작시작신호가 입력되는지를 감시한다.After the process of step S157 is performed, the process returns to before step S106, and after the system rearrangement is performed, it is monitored whether the operation start signal of the system is input again.
그리고 제 S106 단계 내지 제 S115 단계까지의 재수행 후, 시스템이 정상적으로 동작되는 상태라고 판단되면, 모든 회로소자들이 정상적으로 동작을 수행하면서 이후부터 센서(10)로부터 검출되는 화염신호에 의한 화염감지 제어가 이루어진다.After re-performing from step S106 to step S115, if it is determined that the system is in a normal operation state, the flame detection control by the flame signal detected from the sensor 10 is performed while all the circuit elements perform the normal operation. Is done.
마이크로프로세서(100)는, 상기 센서(10)를 통해서 검출되는 화염신호에 대한 화염세기신호(A1)와 화염주파수신호(A2)를 입력한다(제 S118 단계).The microprocessor 100 inputs the flame intensity signal A1 and the flame frequency signal A2 for the flame signal detected through the sensor 10 (step S118).
상기 제 S118 단계에서 입력되는 화염세기신호(A1)는 다음과 같이 검출되어진다.The flame intensity signal A1 input in step S118 is detected as follows.
버너가 작동함에 따라서 발생된 화염(가시광)은, 보일러의 외벽에 삽입된 금속 파이프 및 보일러 내부에 삽입된 광파이버 케이블을 통하여 광학렌즈로 집광된 후, 포토다이오드(PD1)에 의해서 감지된다. 상기 포토다이오드(PD1)는 감지되는 화염에 비례하는 신호를 출력한다. 상기 포토다이오드(PD1)에서 출력된 신호는 대수증폭기(20)에 입력되고, 상기 대수증폭기(20)는 입력된 신호를 대수 변환하여 전압으로 출력한다.The flame (visible light) generated as the burner operates is collected by an optical lens through a metal pipe inserted into the outer wall of the boiler and an optical fiber cable inserted into the boiler, and then detected by the photodiode PD1. The photodiode PD1 outputs a signal proportional to the detected flame. The signal output from the photodiode PD1 is input to the logarithmic amplifier 20, and the logarithm amplifier 20 converts the input signal into a logarithm and outputs the voltage.
상기 대수증폭기(20)에서 출력된 신호는 전압/전류변환기(30)에서 원거리에 전송 가능하도록 고임피던스의 정전류값으로 변환되어져 출력되고, 상기 정전류값으로 변환된 화염신호는 선로(L1)를 통해서 장거리 전송된다.The signal output from the logarithmic amplifier 20 is converted into a constant current value of high impedance so as to be transmitted at a long distance from the voltage / current converter 30 and outputted, and the flame signal converted into the constant current value is transmitted through the line L1. Long distance transmission.
이렇게 해서 전송되는 정전류값은 전류/전압변환기(15)에 입력되고, 상기 전류/전압변환기(15)는, 선로(L1)를 통해서 전달되어오는 정전류신호를 전압신호로 변환한다.The constant current value thus transmitted is input to the current / voltage converter 15, and the current / voltage converter 15 converts the constant current signal transmitted through the line L1 into a voltage signal.
상기 전류/전압변환기(15)에서 출력된 신호는 신호영점조정기(25)를 통해서 적분기(35,45)에 인가된다. 상기 적분기는 입력된 신호를 DC 신호로 변환하여 출력하고, 이렇게 출력되는 DC 신호(A1)는 마이크로프로세서(100)의 화염세기신호로 입력되어지는 것이다.The signal output from the current / voltage converter 15 is applied to the integrators 35 and 45 through the signal zero regulator 25. The integrator converts the input signal into a DC signal and outputs the DC signal. The output DC signal A1 is input as a flame strength signal of the microprocessor 100.
또한, 상기 제 S118 단계에서 입력되는 화염주파수신호(A2)는 다음과 같이 검출되어진다.In addition, the flame frequency signal A2 input in step S118 is detected as follows.
상기 신호영점조정기(25)를 통해서 적분기(35)에 인가된 신호는, 불꽃유무판별기(55)에 입력되고, 상기 불꽃유무판별기(55)는 입력된 신호를 기준신호와 비교하여 화염의 유무 판별에 따른 신호를 출력한다.The signal applied to the integrator 35 through the signal zero adjuster 25 is input to the flame presence or absence discriminator 55, and the flame existence or absence discriminator 55 compares the input signal with a reference signal to determine the flame. Outputs the signal according to the presence or absence discrimination.
또한, 상기 신호영점조정기(25)를 통과한 신호는 화염신호발생장치(60)에 입력된다.In addition, the signal passing through the signal zero adjuster 25 is input to the flame signal generator (60).
한편, 마이크로프로세서(100)는, 검출된 화염신호에 대한 주파수신호를 검출하기 위해서 적절한 이득조절값(P8~P11)에 따른 신호를 출력단자를 통해서 출력한다. 상기 이득조절값(P8~P11)의 신호는 이득조정신호발생기(65)를 통해서 아날로그신호의 이득조정을 위한 값으로 변환되어지고, 이렇게 해서 화염신호발생장치(60)에 입력된 화염신호의 이득율이 결정되어진다.On the other hand, the microprocessor 100 outputs a signal according to the appropriate gain control values P8 to P11 through the output terminal in order to detect a frequency signal with respect to the detected flame signal. The signal of the gain control value (P8 ~ P11) is converted into a value for gain adjustment of the analog signal through the gain adjustment signal generator 65, in this way the gain of the flame signal input to the flame signal generator 60 The rate is determined.
즉, 상기 화염신호발생장치(60)는, 입력된 화염신호의 이득을 이득조정신호발생기(65)에서 인가하는 비율로 조정해서 출력한다. 상기 이득이 조정된 신호는구형파변환기(70)에 입력된다.That is, the flame signal generator 60 adjusts and outputs the gain of the input flame signal at a rate applied by the gain adjustment signal generator 65. The gain-adjusted signal is input to a square wave converter 70.
상기 구형파변환기(70)는, 입력된 신호를 기준신호와 비교해서 구형파신호를 발생하고, 이렇게 해서 발생된 구형파신호와 상기 불꽃유무판별기(55)에서 발생된 화염유무 판별신호에 따라서 앤드게이트(75)의 출력신호가 결정되어진다.The square wave converter 70 generates a square wave signal by comparing the input signal with a reference signal, and generates an AND gate according to the square wave signal generated in this way and the flame presence or absence discrimination signal generated by the flame presence discriminator 55. The output signal of 75) is determined.
상기 앤드게이트(75)의 출력신호는 주파수/전압변환기(40)에 입력되고, 상기 주파수/전압변환기(40)는, 입력되는 주파수에 대한 전압신호를 출력한다. 이렇게 해서 출력되는 전압신호가 검출된 화염신호의 주파수에 대한 값(A2)으로, 마이크로프로세서(100)에 입력되어진다.The output signal of the AND gate 75 is input to the frequency / voltage converter 40, and the frequency / voltage converter 40 outputs a voltage signal with respect to the input frequency. The voltage signal thus output is input to the microprocessor 100 as a value A2 for the frequency of the detected flame signal.
마이크로프로세서(100)는, 상기 제 S118 단계에서 입력된 화염세기신호(A1)를 이용하여 화염세기연산을 수행하고, 화염주파수신호(A2)를 이용하여 화염주파수 연산을 수행한다(제 S121 단계). 상기 제 S121 단계는 서브 프로그램에 의해서 동작이 이루어지며, 이것을 도 7과 도 8에 도시하고 있다. 이에 대한 동작 설명은 후에 상세하게 설명한다.The microprocessor 100 performs flame intensity calculation using the flame strength signal A1 input in step S118 and performs flame frequency calculation using the flame frequency signal A2 (step S121). . In operation S121, an operation is performed by a sub program, which is illustrated in FIGS. 7 and 8. An operation description thereof will be described later in detail.
상기 제 S121 단계에서 연산된 화염세기와 화염주파수는, LCD 디스플레이(95)에 디스플레이 된다(제 S124 단계).The flame intensity and flame frequency calculated in step S121 are displayed on the LCD display 95 (step S124).
또한, 상기 제 S121 단계에서 연산된 화염세기는, 출력 드라이버1(105)를 통해서 디지탈/아날로그 변환기1(110)에 입력되며, 상기 디지탈/아날로그변환기1(110)는 입력된 화염세기신호를 아날로그신호로 변환해서 외부로 출력한다. 마찬가지로 상기 제 S121 단계에서 연산된 화염주파수는, 출력 드라이버2(120)를 통해서 디지탈/아날로그 변환기2(125)에 입력되며, 상기 디지탈/아날로그변환기2(125)는 입력된 화염주파수신호를 아날로그신호로 변환해서 외부로 출력한다(제 S127 단계).In addition, the flame intensity calculated in step S121 is input to the digital-to-analog converter 1 (110) through the output driver 1 (105), and the digital-to-analog converter (1 110) converts the input flame strength signal into an analogue. Convert it to a signal and output it externally. Similarly, the flame frequency calculated in step S121 is input to the digital / analog converter 2 125 through the output driver 2 120, and the digital / analog converter 2 125 converts the input flame frequency signal into an analog signal. Is converted to the output to the outside (step S127).
그리고 마이크로프로세서(100)는 상기 제 121 단계에서 산출한 화염세기신호와 화염주파수신호를 로직 연산한다(제 S130 단계). 상기 제 S130 단계는, 검출된 화염세기신호와 주파수의 앤드 연산으로서 화염이 정상상태인지 또는 비정상상태인지를 판별하기 위한 과정이다.In operation S130, the microprocessor 100 performs a logic operation on the flame intensity signal and the flame frequency signal calculated in operation 121. The step S130 is a process for determining whether the flame is normal or abnormal as an AND operation of the detected flame intensity signal and frequency.
상기 제 S130 단계의 연산값에 의해서 화염이 비정상상태라고 판단된 경우에서는(제 S133 단계), 검출되는 화염이 비정상적인 상태인지를 재확인하기 위해서 설정한 온 딜레이 타임(on delay time)을 해제한다(제 S139 단계). 상기 온 딜레이 타임(또는 오프 딜레이 타임)은, 버너가 작동된 직후와 같이 발생되는 화염이 일정치 않고 불규칙적으로 동작할때, 검출되는 신호가 안정화될때까지 대기하기 위한 지연시간이다.When it is determined that the flame is in an abnormal state by the operation value of step S130 (step S133), the on delay time set in order to reconfirm whether the detected flame is in an abnormal state is released (step Step S139). The on delay time (or off delay time) is a delay time for waiting until the signal detected is stabilized when the flame generated as soon as the burner is operated is irregular and irregularly operated.
그리고 검출되는 화염이 비정상적인 상태인지를 확인하기 위해서 설정해둔 오프 딜레이 타임(off delay time)을 경과하는지를 감시하고(제 S142 단계), 상기 제 S142 단계의 조건을 만족할때, 화염의 정상동작에 따라서 발생되었던 릴레이신호를 차단한다(제 S145 단계). 즉, 상기 제 S145 단계는, 릴레이(RY1)의 동작을 차단하고, 발광다이오드(LED2)를 소등시킨다.In order to check whether the detected flame is in an abnormal state, it is monitored whether the set off delay time has elapsed (step S142), and when the condition of step S142 is satisfied, it is generated according to the normal operation of the flame. The relay signal is blocked (step S145). That is, in step S145, the operation of the relay RY1 is blocked and the light emitting diode LED2 is turned off.
한편, 상기 제 S142 단계의 조건을 만족하고 있는 상태에서, 센서(10)를 통해서 검출되는 화염 유무를 판단하고(제 S148 단계), 화염이 없는 상태에서 프로그램 연산을 진행한 경우는 주위온도에 따른 전원전압 변동과, 부품 편차 등에 의해서 영점조정 완료시 출력한 0볼트에서 변화된 화염세기 미소변화량을 검출해서 저장한다(제 S151 단계).On the other hand, when the condition of step S142 is satisfied, it is determined whether there is a flame detected through the sensor 10 (step S148), and when the program operation is performed in the absence of flame, the program operation is performed according to the ambient temperature. The small change in flame intensity is detected and stored at zero volts output when zero adjustment is completed due to power supply voltage fluctuation and component deviation (step S151).
그리고 프로그램 연산단계에서 판단한 에러발생원인을 LCD 디스플레이(95)에 출력함과 동시에(제 S154 단계), 외부 출력을 초기화시킨다(제 S157 단계).The error occurrence cause determined in the program operation step is output to the LCD display 95 (step S154), and the external output is initialized (step S157).
그러나 상기 제 S148 단계에서 화염이 검출되지 않는 경우에는, 다른 결함원인이 발생되었음을 인식하고, 그에 따른 메시지 출력이 이루어지도록 제어한다.However, if the flame is not detected in step S148, it recognizes that another cause of the defect has occurred, and controls to output the message accordingly.
한편, 상기 제 S130 단계의 연산값에 의해서 화염이 정상상태라고 판단된 경우는(제 S133 단계), 검출되는 화염이 비정상적인 상태인지를 확인하기 위해서 설정한 오프 딜레이 타임(off delay time)을 해제한다(제 S160 단계).On the other hand, when it is determined that the flame is in the normal state by the operation value of the step S130 (step S133), the off delay time set to check whether the flame detected is an abnormal state is released. (Step S160).
그리고 검출되는 화염이 정상적인 상태인지를 확인하기 위해서 설정한 온 딜레이 타임(on delay time)을 경과하는 지를 감시하고(제 S163 단계), 상기 제 S163 단계의 조건을 만족할때, 화염의 비정상동작의 원인으로 발생되었던 릴레이신호를 차단함과 동시에 화염의 정상동작에 따른 릴레이신호를 발생한다(제 S166 단계). 즉, 상기 제 S166 단계는, 릴레이(RY1)를 동작시키고 릴레이(RY2)는 오프시키며, 발광다이오드(LED2)는 점등시키고, 발광다이오드(LED3)는 소등시킨다.In order to check whether the detected flame is in a normal state, it is monitored whether the set on delay time has elapsed (step S163), and when the condition of step S163 is satisfied, a cause of abnormal operation of the flame Blocking the generated relay signal and at the same time generates a relay signal according to the normal operation of the flame (step S166). That is, in step S166, the relay RY1 is operated, the relay RY2 is turned off, the light emitting diode LED2 is turned on, and the light emitting diode LED3 is turned off.
이와 같이, 화염이 정상적으로 검출될때, 마이크로프로세서(100)는, 렌즈의 오염여부를 검출하는 과정을 수행한다.As such, when the flame is normally detected, the microprocessor 100 performs a process of detecting whether the lens is contaminated.
센서(10)는 포토다이오드(PD1)를 이용하여 보일러에서 발생되는 화염신호를 검출하도록 하고 있다. 따라서 상기 포토다이오드(PD1)는, 가능한 정확하게 빛을 감지해야 하고, 이를 보조하기 위한 구성으로 볼록렌즈(10b)와 같은 렌즈부를 보일러 가까이 설치하고 있다. 따라서 상기 렌즈부에 먼지 및 노폐물이 덮이게 되면, 상기 센서(10)의 검출신호가 부정확하게 된다. 이를 해소하기 위해서 상기 렌즈부의 오염여부를 검출해서 소정주기로 청소시켜줄 필요가 있는 것이다.The sensor 10 detects the flame signal generated by the boiler using the photodiode PD1. Therefore, the photodiode PD1 should detect light as accurately as possible, and installs a lens unit such as the convex lens 10b near the boiler in order to assist this. Therefore, when dust and waste are covered in the lens unit, the detection signal of the sensor 10 is incorrect. In order to solve this problem, it is necessary to detect whether the lens part is contaminated and clean it at a predetermined cycle.
상기 제 S166 단계까지의 수행에 의해서 화염이 정상적으로 검출되고 있을때, 검출되는 신호에 기초해서 렌즈오염여부를 판단한다(제 S169 단계). 상기 제 S169 단계에서 렌즈가 오염되었다고 판단될때, 렌즈 오염 검출을 위한 온 딜레임 타임이 경과하는 지를 감시한다(제 S184 단계). 즉, 상기 제 S184 단계는, 설정되어 있는 렌즈 오염 온 딜레이 타임동안 상기 센서(10)를 통해서 검출되는 신호가 렌즈 오염상태임을 나타내는 신호로서 계속해서 검출되고 있는지를 확인하기 위한 과정이다.When the flame is normally detected by performing the step S166, it is determined whether the lens is dirty based on the detected signal (step S169). When it is determined in step S169 that the lens is contaminated, it is monitored whether the on delay time for detecting lens contamination has elapsed (step S184). That is, step S184 is a process for checking whether a signal detected through the sensor 10 during the set lens contamination on delay time is continuously detected as a signal indicating that the lens is in a contamination state.
상기 제 S184 단계에서 센서(10)를 통해서 검출되는 신호가 렌즈 오염상태임을 나타내는 신호로서 설정된 렌즈 오염 온 딜레이 타임동안 계속해서 검출될때, 마이크로프로세서(100)는 렌즈오염상태임을 나타내는 신호를 출력한다(제 S187 단계). 상기 제 S187 단계는, 렌즈오염신호에 의해서 렌즈오염신호발생기(175)에서 릴레이 드라이버3(155)과 LED 드라이버4(160)를 구동하기 위한 신호를 출력하고, 따라서 릴레이(RY3)가 구동되고, 발광 다이오드(LED4)가 점등된다.When the signal detected through the sensor 10 in step S184 continues to be detected during the lens contamination on delay time set as a signal indicating the lens contamination state, the microprocessor 100 outputs a signal indicating that the lens contamination state ( Step S187). In the step S187, the lens contamination signal generator 175 outputs a signal for driving the relay driver 3 155 and the LED driver 4 160 by the lens contamination signal, and thus the relay RY3 is driven. The light emitting diode LED4 is turned on.
그러나 상기 제 S169 단계에서 렌즈가 오염되지 않았다고 판단할때, 렌즈 오염 판단을 위한 렌즈 오염 온 딜레이 타임을 해제하고(제 S172 단계), 제 S112 단계로 복귀한다.However, when it is determined in step S169 that the lens is not contaminated, the lens contamination on delay time for determining lens contamination is canceled (step S172), and the process returns to step S112.
다음은 도 6에 도시되고 있는 모드 변경 및 설정을 위한 동작 과정에 대해서설명한다.Next, an operation process for changing and setting the mode illustrated in FIG. 6 will be described.
제 S100 단계 및 제 S103 단계에 의한 시스템 초기화가 이루어진 상태 또는, 시스템의 정상적인 동작 중에 사용자가 모드 스위치(MODE SW)를 선택함에 따라 발생되는 모드키신호가 스위치조작신호발생기(90)를 통해서 마이크로프로세서(100)에 입력되면(제 S200 단계), 마이크로프로세서(100)는 사용자가 모드 변경에 따른 동작을 요구하고 있음을 인식하고, 이후 동작되는 과정을 모드설정과정을 위한 인터럽트를 수행한다.Mode key signal generated when the system is initialized by the steps S100 and S103 or when the user selects the mode switch during the normal operation of the system is generated through the microcontroller 90 through the switch operation signal generator 90. When input to step 100 (step S200), the microprocessor 100 recognizes that the user requests an operation according to a mode change, and performs an interrupt for the mode setting process after the operation is performed.
그리고 모드 스위치(MODE SW)와 이동 스위치(NEXT SW)의 선택에 따른 모드키와 이동키가 스위치조작신호발생기(90)를 통해서 마이크로프로세서(100)에 입력되어져서 사용자가 조정하기 위한 모드 항목이 선택되어진다(제 S218 단계 ~ 제 S 227 단계).In addition, a mode key and a movement key according to selection of the mode switch MODE SW and the movement switch NEXT SW are input to the microprocessor 100 through the switch operation signal generator 90 to select a mode item for user adjustment. (Step S218 to Step S227).
상기 제 S227 단계에서 조정을 원하는 모드 항목이 선택되어지면, 업 스위치(UP SW)와 다운 스위치(DOWN SW)의 선택에 따른 업키와 다운키가 스위치조작신호발생기(90)를 통해서 마이크로프로세서(100)에 입력되어져서 설정된 항목에 따른 설정값이 감소되거나 증가된다(제 S230 단계 ~ 제 S239 단계).When the mode item to be adjusted in step S227 is selected, the up key and the down key according to the selection of the up switch UP SW and the down switch DOWN SW are transferred to the microprocessor 100 through the switch operation signal generator 90. ) Is set or decreased according to the set item (steps S230 to S239).
이상의 과정을 통해서 선택된 모드항목에 따른 설정값이 조절되면, 마이크로프로세서(100)는 최종적으로 설정되어진 내용을 LCD 디스플레이(95)에 출력한다(제 S242 단계).When the setting value according to the selected mode item is adjusted through the above process, the microprocessor 100 outputs the finally set contents to the LCD display 95 (step S242).
그리고 이후 사용자에 의해서 시스템의 재가동을 위한 시작 스위치(START SW)의 선택에 따라서 시작키가 입력되면(제 S245 단계), 상기 과정에서 설정되어진설정값을 내부 메모리에 저장하고(제 S248 단계), 상기 모드 설정을 위한 동작을 종료한다.Then, when the start key is input according to the selection of the start switch (START SW) for restarting the system by the user (step S245), the setting value set in the process is stored in the internal memory (step S248). The operation for setting the mode ends.
그러나 상기 제 S245 단계에 의한 시작키의 입력전에, 사용자의 선택에 의한 모드 스위치(MODE SW)가 다시 입력되면, 상기 과정의 반복에 의해서 선택된 모드의 설정값을 조정하는 과정을 수행하게 된다.However, if the mode switch MODE SW selected by the user is input again before the start key is input in step S245, the process of adjusting the set value of the selected mode is performed by repeating the above process.
이와 같이 모드 설정 및 조정에 따라서 화염의 특성 및 화염세기에 따른 신호의 레벨 및 정상 화염 판정 여부 등에 따른 기준값 등이 조절되어진다.As described above, according to the mode setting and adjustment, the reference value according to the characteristics of the flame, the signal level according to the flame intensity, and whether or not the normal flame is determined is adjusted.
다음, 도 7은 도 1에 도시되고 있는 적분기(45)를 통해서 출력된 DC 성분의 화염세기 신호(A1)를 소오스신호로 해서 마이크로프로세서(100) 내에서 화염세기를 연산하는 과정이다.Next, FIG. 7 is a process of calculating the flame strength in the microprocessor 100 using the flame intensity signal A1 of the DC component output through the integrator 45 shown in FIG. 1 as a source signal.
우선, 상기 적분기(45)에서 출력되는 아날로그성분의 화염세기신호(A1)를 입력한다(제 S300 단계).First, the flame intensity signal A1 of the analog component output from the integrator 45 is input (step S300).
상기 제 S300 단계에서 입력된 화염세기신호(A1)는, 마이크로프로세서(100) 내부의 아날로그/디지탈변환기에 의해서 디지탈신호(AD1)로 변환되어진다(제 S303 단계).The flame intensity signal A1 input in step S300 is converted into a digital signal AD1 by an analog / digital converter in the microprocessor 100 (step S303).
상기 제 S303 단계에서 변환된 디지탈신호(AD1)는, 영점조절이 수행될때 검출된 화염세기 미소 변화량이 포함되고 있는 신호이다. 따라서 상기 디지탈신호(AD1)에서 화염세기 미소 변화량을 감산하여, 검출된 화염신호에 대한 정확한 화염세기신호(AD11)를 검출한다(제 S306 단계).The digital signal AD1 converted in step S303 is a signal including a small amount of flame intensity change detected when zero adjustment is performed. Therefore, the flame intensity minute change is subtracted from the digital signal AD1 to detect the correct flame intensity signal AD11 with respect to the detected flame signal (step S306).
이상과 같이, 검출되는 화염세기신호(AD11)를 일정시간을 간격으로 소정회(N회) 반복해서 검출하고, 이 값들의 평균값(AD12)을 연산한다(제 S309 단계).As described above, the detected flame intensity signal AD11 is repeatedly detected a predetermined time (N times) at intervals of a predetermined time, and the average value AD12 of these values is calculated (step S309).
그리고 상기 제 S309 단계에서 산출된 평균값(AD12)을 이용해서 증폭율(Intensity Gain : IG)를 산출하고(제 S312 단계), 상기 제 S312 단계에서 산출된 증폭율(IG)과 상기 제 S309 단계에서 산출한 평균값(AD12)를 이용해서 외부로 출력하기 위한 출력값(AD13)을 연산한다(제 S315 단계).Intensity Gain (IG) is calculated using the average value AD12 calculated in step S309 (step S312), and the amplification factor IG calculated in step S312 and step S309 are obtained. The output value AD13 for outputting to the outside is computed using the calculated average value AD12 (step S315).
상기 제 S315 단계에서 산출된 외부 출력값(AD13)은 LCD 디스플레이(95)에 출력되어져서 표시되고, 동시에 출력 드라이버1(105)와 디지탈/아날로그 변환기1(110)를 통해서 외부로 출력되어진다(제 S318 단계).The external output value AD13 calculated in the step S315 is outputted and displayed on the LCD display 95 and simultaneously outputted to the outside through the output driver 1 105 and the digital-to-analog converter 1110 (first Step S318).
그리고 상기 제 S318 단계에서 검출된 외부 출력값(AD13)은, 화염세기가 정상여부인지를 판단하기 위한 기준값(Intensity Low Fault 판정 기준값 : ILL)과 비교된다(제 S321 단계).The external output value AD13 detected in step S318 is compared with a reference value (Intensity Low Fault determination reference value: ILL) for determining whether the flame intensity is normal (step S321).
상기 제 S321 단계의 비교에 의해서 화염세기가 기준값보다 클때는 화염세기가 정상을 세팅하고, 기준값보다 작을때는 화염세기가 작음을 세팅한다(제 S324 단계, 제 S327 단계).When the flame intensity is greater than the reference value, the flame intensity is set to normal when the flame intensity is greater than the reference value, and when the flame intensity is smaller than the reference value, the flame intensity is set to be small (steps S324 and S327).
즉, 마이크로프로세서(100)는 상기 제 S324 단계와 제 S327 단계에 의해서 화염세기가 작은지 또는 정상상태인지를 최종적으로 인식하고, 화염세기 연산을 종료하면서 메인 프로그램으로 리턴한다.That is, the microprocessor 100 finally recognizes whether the flame strength is small or steady by the steps S324 and S327, and returns to the main program while ending the flame strength calculation.
다음, 도 8은 도 1에 도시되고 있는 주파수/전압변환기(40)를 통해서 출력된 주파수신호(A2)를 소오스신호로 해서 마이크로프로세서(100) 내에서 화염주파수를 연산하는 과정이다.Next, FIG. 8 is a process of calculating the flame frequency in the microprocessor 100 using the frequency signal A2 output through the frequency / voltage converter 40 shown in FIG. 1 as a source signal.
상기 주파수/전압변환기(40)를 통해서 출력되는 주파수신호(A2)는 마이크로프로세서(100)에 입력된다(제 S400 단계). 상기 마이크로프로세서(100)에 입력된 주파수신호(A2)는, 내부의 아날로그/디지탈변환기에 의해서 디지탈신호(AD2)로 변환되어진다(제 S403 단계).The frequency signal A2 output through the frequency / voltage converter 40 is input to the microprocessor 100 (step S400). The frequency signal A2 input to the microprocessor 100 is converted into a digital signal AD2 by an internal analog / digital converter (step S403).
이상과 같이, 검출되는 화염주파수신호(AD2)를 일정시간을 간격으로 소정회(N회) 반복해서 검출하고, 이 값들의 평균값(AD21)을 연산한다(제 S406 단계).As described above, the detected flame frequency signal AD2 is repeatedly detected a predetermined time (N times) at intervals of a predetermined time, and the average value AD21 of these values is calculated (step S406).
그리고 상기 제 S406 단계에서 산출된 화염주파수신호(AD21)에 대한 주파수보정을 수행하고(제 S409 단계), 최종적으로 검출된 화염주파수신호(AD22)를 외부로 출력함과 동시에 LCD 디스플레이(95)에 출력한다(제 S412 단계). 상기 제 S412 단계에서 외부로 출력된 화염주파수신호(AD22)는, 출력 드라이버2(120)와 디지탈/아날로그 변환기2(125)를 통해서 외부로 출력되어진다.Then, the frequency correction is performed on the flame frequency signal AD21 calculated in the step S406 (step S409), and finally the detected flame frequency signal AD22 is output to the outside and simultaneously displayed on the LCD display 95. Output (step S412). The flame frequency signal AD22 output to the outside in step S412 is output to the outside through the output driver 2 120 and the digital / analog converter 2 125.
또한, 상기 제 S409 단계에서 검출된 화염주파수신호(AD22)가 저주파수 판정 기준값으로 설정되고 있는 값(FLL : 화염주파수 low fault 판정 기준값)보다 작은지를 제 S415 단계에서 판단한다. 상기 제 S415 단계의 조건을 만족하면, 검출된 주파수가 저주파수임을 알리는 신호를 세팅한다(제 S418 단계).In addition, it is determined in step S415 whether the flame frequency signal AD22 detected in step S409 is smaller than the value (FLL: flame frequency low fault determination reference value) set as the low frequency determination reference value. If the condition of step S415 is satisfied, a signal indicating that the detected frequency is a low frequency is set (step S418).
그러나 상기 제 S409 단계에서 검출된 화염주파수신호(AD22)가 상기 제 S415 단계의 조건을 만족하지 않을때, 고주파수 판정 기준값으로 설정되고 있는 값(FHL : 화염주파수 high fault 판정 기준값)보다 큰지를 제 S421 단계에서 판단한다. 상기 제 S421 단계의 조건을 만족하면, 검출된 주파수가 고주파수임을 알리는 신호를 세팅한다(제 S424 단계).However, when the flame frequency signal AD22 detected in the step S409 does not satisfy the condition of the step S415, whether the flame frequency signal AD22 is greater than the value set as the high frequency determination reference value (FHL: the flame frequency high fault determination reference value) is S421. Judge at the stage. If the condition of the step S421 is satisfied, a signal indicating that the detected frequency is a high frequency is set (step S424).
그러나 상기 제 S409 단계에서 검출된 화염주파수신호(AD22)가 상기 제 S415 단계의 조건을 만족하지 않고, 상기 제 S421 단계의 조건도 만족하지 않을때, 검출된 화염주파수신호(AD22)가 상기 FLL값과 FHL 값 사이에 존재함을 의미한다. 따라서 검출된 화염주파수신호(AD22)가 정상주파수임을 알리는 신호를 세팅한다(제 S427 단계).However, when the flame frequency signal AD22 detected in step S409 does not satisfy the condition of step S415 and the condition of step S421 does not satisfy, the detected flame frequency signal AD22 indicates the FLL value. It exists between and the FHL value. Therefore, a signal indicating that the detected flame frequency signal AD22 is a normal frequency is set (step S427).
이상의 과정으로 화염주파수신호에 따른 정상주파수, 저주파수, 고주파수의 판정여부에 따른 연산을 종료하면서 메인 프로그램으로 리턴한다.The above process returns to the main program while ending the calculation according to the determination of the normal frequency, the low frequency, and the high frequency according to the flame frequency signal.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면, 화염의 이상 및 시스템의 다양한 에러에 대해서 확실하게 안전 제어가 되도록 하고 있고, 특히 LCD 디스플레이를 사용하여 에러 및 현재 동작상태를 사용자에게 알려줄 수 있도록 하고 있으며, 또한 운전자가 보일러 내부 화염의 특성 및 세기에 따라 신호 레벨을 쉽게 조절할 수 있도록 하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to ensure a safe control against the abnormality of the flame and various errors of the system, and in particular, it is possible to inform the user of the error and the current operating state using the LCD display, It can be seen that the basic technical idea is to allow the operator to easily adjust the signal level according to the characteristics and intensity of the flame inside the boiler.
그리고 이와 같은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다양한 변형이 가능함은 물론이다.And within the scope of the technical idea of the present invention, of course, various modifications are possible to those skilled in the art.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면, 다음과 같은 이점을 제공할 수 있음을 알 수 있을 것이다.According to the present invention as described above, it will be appreciated that the following advantages can be provided.
우선, 본 발명은 버너 화염을 감지하는데 있어서 400 ~ 580 nm의 가시광선 중에서도 청색파장에 감도가 좋은 포토센서를 적용하여 안정도와 신뢰도를 높이도록 화염감지센서를 구성하는 것을 특징으로 한다.First, the present invention is characterized in that the flame sensor is configured to increase the stability and reliability by applying a photosensor having good sensitivity to the blue wavelength in the visible light of 400 ~ 580 nm in the detection of burner flame.
또한, 본 발명에 의한 화염감지시스템은, 자체적인 진단기능으로서, 케이블의 단선을 비롯한 내부 부품의 고장 감지가 가능하므로, 화염의 이상을 비롯한 시스템의 다양한 에러에 대해서 확실하게 안전한 제어가 이루어질 수 있도록 하였다.In addition, the flame detection system according to the present invention, as a self-diagnostic function, it is possible to detect the failure of the internal parts including the disconnection of the cable, so that it can be surely safe control against various errors of the system including the abnormality of the flame It was.
또한, 본 발명에 의하면, LCD 디스플레이를 사용해서, 화염의 상태 및 시스템의 에러상태를 표시시켜주므로서, 발광다이오드로만 표시되고 있던 종래와 비교해서 보일러의 화염상태를 좀 더 정확하게 사용자에게 알려 줄 수 있도록 하였다.In addition, according to the present invention, by using the LCD display to display the state of the flame and the error state of the system, it is possible to more accurately inform the user of the flame state of the boiler compared to the conventional display only the light emitting diodes It was made.
또한, 본 발명은 운전자가 스위치조작을 통하여 보일러 내부 화염의 특성 및 세기에 따라서 신호의 레벨을 쉽게 조절할 수 있으므로서, 사용의 편리함과 안전한 사용이 가능하다는 장점도 기대할 수 있게 된다.In addition, the present invention can be expected that the operator can easily adjust the level of the signal according to the characteristics and strength of the internal flame of the boiler through the switch operation, the convenience of use and safe use is also expected.
또한, 본 발명은 센서에 부착된 렌즈가 오염되었음을 외부로 알려주는 경보기능을 갖추고 있다. 종래의 경우에는 렌즈를 청소할 시기를 단지 사용자의 직관에 의존하여 일괄적으로 처리하였기 때문에, 오염되지 않은 렌즈까지 청소하게 되는 일이 발생하거나 또는 장시간 렌즈를 청소하지 않는 등의 문제가 발생되어 효율성이 떨어졌었다. 그러나 본 발명은 렌즈의 오염상태에 따라서 경보를 발생시켜주므로, 렌즈의 청결을 위한 유지 관리를 효율적으로 수행할 수 있다는 특징이 있다.In addition, the present invention has an alarm function to inform the outside that the lens attached to the sensor is contaminated. In the conventional case, since the time to clean the lens was processed in a batch depending only on the user's intuition, problems such as cleaning the lens that was not contaminated or not cleaning the lens for a long time occurred. Had fallen. However, since the present invention generates an alarm according to the contamination state of the lens, it is possible to efficiently perform maintenance for the cleanness of the lens.
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