DD280888A3

DD280888A3 - APPARATUS FOR MONITORING INDUSTRIAL OVEN BURNING CHANNELS, IN PARTICULAR THROUGH THROUGH-FOOD IN THE CERAMIC INDUSTRY

Info

Publication number: DD280888A3
Application number: DD30976187A
Authority: DD
Inventors: Juergen Jeutes
Original assignee: Magdeburg Spezialbau
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1990-07-25

Abstract

Ziel der Erfindung ist eine technische Loesung, bei der mit vergleichsweise minimalem Gesamtaufwand Arbeitserleichterungen, Verbesserungen im Arbeitsschutz und Produktivitaetssteigerungen erreicht werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ueberwachen von langen Brennkanaelen mit Hochtemperaturbereich, insbesondere fuer Durchlaufoefen, zu schaffen, die unempfindlich gegenueber der extrem starken Waermestrahlung des Brennkanals ist, eine lange Lebensdauer besitzt und sich bei Umgebungstemperaturen bis y180 grd/Celsius einsetzen laesst. Erfindungsgemaess wurde die Aufgabe dadurch geloest, dass an einem Brennkanalende eine Quelle sichtbaren Lichtes angebracht ist, welches den Brennkanal durchdringt und mit der Eigenstrahlung des Kanals vermischt, den am anderen Ende befindlichen Empfaenger erreicht, welcher durch eine Kombination von optischen und elektronischen Filtern das von der Quelle abgestrahlte Licht eindeutig ausselektiert und auf eine stoerungsbedingte Schwaechung des Lichtstromes untersucht, die signalisiert wird.The aim of the invention is a technical solution in which work comparisons, improvements in occupational safety and productivity increases are achieved with a comparatively minimal overall effort. The invention has for its object to provide a device for monitoring of long Brennkanaelen with high temperature range, especially for Durchlaufoefen, which is insensitive to the extremely strong heat radiation of the fuel channel, has a long life and can be used at ambient temperatures up to y180 grd / Celsius , According to the invention, the object has been achieved by providing a source of visible light at one end of the fuel channel, which penetrates the combustion channel and mixes it with the natural radiation of the channel, reaches the receiver located at the other end, which by means of a combination of optical and electronic filters Source radiated light clearly selected and examined for a disturbance-induced weakening of the luminous flux, which is signaled.

Description

Hierzu 4 Seiten ZeichnungenFor this 4 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von Brennkanälen mit Hechtemperaturbereich und daraus resultierender, extrem starker Wärmestrahlung von sichtbarem und infrarotem Licht, insbesondere für Durchlaufofen.The invention relates to a device for monitoring of combustion channels with Hechtemperaturbereich and resulting, extremely strong heat radiation of visible and infrared light, especially for continuous furnace.

Characteristic of the known state of the art

Gegenwärtig werden zur Überwachung von Brennkanälen verschiedene optische Verfahren und Vorrichtungen verwendet, bei denen erhebliche Fremdlichtstrahlungen in ihrer Wirkung ausgeschaltet werden müssen, um ein fehlerfreies und rekonstruierbares Überwachungssignal zu erhalten. Die dazu notwendigen Aufwendungen sind wie bei LascrüberwachungsanlagenoderWcchsellichtschranken mit entsprechender Modulator- und Filtertechnik nach DE OS 3032510 meist sehr erheblich. Außerdem ist die kurze Lebensdauer, bei großen Anschaffungskosten, von Laserüberwachungsanlagen und die geringe Reichweite von Wechsellichtschranken (< 30m) ein weiteres Kriterium für eine auf anderen Prinzipien und Komponenten beruhende Lösung.At present, various optical methods and devices are used for monitoring of combustion channels, in which significant extraneous light radiation must be turned off in order to obtain an error-free and reconstructible monitoring signal. The expenses necessary for this are usually very considerable, as in the case of laser monitoring systems or cell light barriers with corresponding modulator and filter technology according to DE OS 3032510. In addition, the short life span, with high acquisition costs, of laser monitoring systems and the short range of alternating light barriers (<30m) is another criterion for a solution based on other principles and components.

Weiterhin existieren Überwachungsvorrichtungen auf der Basis von polarisiertem Licht, die mehrere Sensoren und Filter benötigen und deshalb einen relativ komplizierten Aufbau besitzen, was zu einer erhöhten Ausfallwahrscheinlichkeit führt. Eine Lösung dieser Art ist aus EP 0200186 bekannt.Furthermore, there are monitoring devices based on polarized light, which require multiple sensors and filters and therefore have a relatively complicated structure, resulting in an increased probability of failure. A solution of this kind is known from EP 0200186.

Kennzeichnend für alle aufgeführten Lösungen ist außerdem die Anfälligkeit gegenüber den Umweltbedingungen beim Industrieofenbetrieb, wie hohfc Temperaturen, Staub und mechanische Beeinflussungen.Characteristic of all solutions listed is also the susceptibility to the environmental conditions in industrial furnace operation, such as hohfc temperatures, dust and mechanical influences.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorricrk-iig zur Überwachung der langen Brennkanäle, insbesondere von Durchlaufofen in der Keramikindustrie, unter Anwendung des Prinzips de Lichtschranke zu entwickeln, die das sichere Erkennen und Signalisieren von vertikalen Qrenngutverlagerungen oder Besatzverschiebungen ermöglicht, wobei die Vorrichtung eine große Lebensdauer aufweisen, sowie die störungssichere Funktionsfähigkeit und die Anwendbarkeit bei Umgebungstemperaturen bis 180"C gewährleisten muß.The object of the invention is to develop a device for monitoring the long combustion channels, in particular continuous furnace in the ceramic industry, using the principle of the light barrier, which enables the reliable detection and signaling of vertical Qrenngutverlagerungen or Besatzverschiebungen, the device has a large Lifespan, as well as the failure-proof functionality and applicability must ensure at ambient temperatures up to 180 "C.

Darlegung das Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabp der Erfindung ist es, mittels einer geeigneten Vorrichtung einen Brennkanal mit Hochtemperaturbereich und daraus resultierender, extrem intensiver Wärmestrahlung im sichtbaren und infraroten Bereich, so zu überwachen, daß vertikale Brenngutlageveränderungen oder Besatzverschiobungen sicher erkannt und signalisiert werden, wobei die Vorrichtung eine große Lebensdauer, störungssichere Funktionsfähigkeit und die Anwendbarkeit bei Umgebungstemperaturen bis θ - 180 C gewährleisten muß.Aufgabp the invention is to monitor by means of a suitable device a combustion channel with high temperature range and resulting, extremely intense heat radiation in the visible and infrared range, so that vertical Brenngutlageveränderungen or Besatzverschiobungen be reliably detected and signaled, the device has a long life, fail-safe Functionality and applicability must be ensured at ambient temperatures up to θ - 180 C.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung aus einem an einem Brennkanalende befindlichen Sender besteht, der als Halogenlampe ausgebildet ist und den Biennkanal mittels sichtbaren, über eine optische Linsenanordnung gebündelten, nichtpolarisierten, nichtmodulicrtun und nichtgepulsten Lichtes der Wellenlänge λ, durchstrahlt, was im Brennkanal zu einer Mischung mit der Brennkanaleigenstrahlung und einer daraus resultierenden Gesamtstrahlung verschiedener Wellenlängen führt, die vom am anderen Brennkanalende befindlichen Empfänger über eine Anordnung optischer Filter aufgenommen, von allen Strahlungsanteilen, die der Beziehung λ * λ, genügen, befreit und auf eineAccording to the invention, the object is achieved in that the device consists of a located at a Brennkanalende transmitter, which is designed as a halogen lamp and the Biennkanal by visible, bundled by an optical lens arrangement, non-polarized, nichtmodulicrtun and non-pulsed light of wavelength λ, durchstrahlt what in Brennkanal leads to a mixture with the Brennkanaleigenstrahlung and a resulting total radiation of different wavelengths, which received from the receiver located at the other Brennkanalende via an array of optical filters, freed from all radiation components satisfying the relationship λ * λ, and on a

Anordnung optischer Linsen geleitet wird, in deren Brennpunkt sich ein Fototransistor VT befindet. Der Fototransistor erzeugt deshalb einen der auftretenden Beleuchtungsstärke direkt proportionalen Fotostrom, der am Emitterwiderstand einen entsprechenden Spannungsabfall U hervorruft und ein Maß für die Beleuchtungsstärke der auftretenden Strahlungsanteile mit Wellenlänge λ, darstellt, welche sich aus Nutzlicht- und Eigenstrahlungsanteilen zusammensetzt. Durch eine vorherige Eichung der nachfolgenden Schaltung auf den üigcnstrahlungsanteil der Wellenlänge λ₅ ist somit aus dem Gesamtspannungsabfall der Anteil der Senderstrahlung eindeutig reproduzierbar und eine logische Auswertung auf störungsbedingte Abschwächung möglich.Arrangement of optical lenses is passed, in the focal point is a phototransistor VT. The phototransistor therefore generates a directly proportional photocurrent, which causes a corresponding voltage drop U at the emitter resistor and represents a measure of the illuminance of the occurring radiation components with wavelength λ, which is composed of useful light and own radiation components. By a prior calibration of the subsequent circuit on the üg radiation component of the wavelength λ ₅ thus the proportion of the transmitter radiation is clearly reproducible from the total voltage drop and a logical evaluation of interference-induced attenuation possible.

Es ist eine Ausgestaltung der Erfindung, daß der Empfänger aus einem Hohlzylinder besteht, der die Beeinflussung durch seitliche Strahlung verhindert und die Justage der Anordnung erleichtert.It is an embodiment of the invention that the receiver consists of a hollow cylinder, which prevents the influence of lateral radiation and facilitates the adjustment of the arrangement.

Es ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, daß die Triggerschwelle variabel einstellbar ist.It is a further embodiment of the invention that the trigger threshold is variably adjustable.

Es ist vorteilhaft, die elektronische Schaltung in einem, mittels eines zugeführten Mediums gekühlten Gehäuse unterzubringen, welches durch eine geeignete Verbindung mit dem zylindrischen Empfänger verbunden ist und somit einen kompakten, leicht montier- und justierbaren Aufbau gestattet.It is advantageous to house the electronic circuit in a housing, cooled by means of a supplied medium, which is connected by suitable connection to the cylindrical receiver and thus allows a compact, easily assembled and adjustable construction.

Unabhängig von den verschiedenen Gestaltungsmöglichkeiten des Sendergehäuses wird der Sender, außer durch die Anordnung der Strahlungsquelle im Brennpunkt einer Sammellinse und der Zufühiung eines Kühlmediums über ein geeignetes System vor allem dadurch charakterisiert, daß das abgestrahlte Nutzlicht nicht polarisiert oder gepulst oder moduliert werden muß und damit die Service- und Einstellarbeiten auf ein notwendiges Minimum reduziert werden.Regardless of the various design options of the transmitter housing, the transmitter is characterized except by the arrangement of the radiation source at the focal point of a converging lens and the Zufühiung a cooling medium via a suitable system especially in that the radiated Nutzlicht must not be polarized or pulsed or modulated and thus the Service and adjustment work can be reduced to a necessary minimum.

Ausführu.igsbeispielAusführu.igsbeispiel

Die Erfindung soll am nachstehenden Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigenThe invention will be explained in more detail in the following embodiment. Show

Fig. 1: eine Schnittdarstelli.ng eines SendersFig. 1: a Schnittdarstelli.ng a transmitter

Fig.2: eine Schnittdarstellung eines Empfängers2 shows a sectional view of a receiver

Fig. 3: eine Schnittdarstellung eines Rollenofens für den Fliesenbrand mit montierter Überwachungseinrichtung Fig.4: eine elektronische Auswerteschallung.Fig. 3: a sectional view of a roller kiln for the tile fire with mounted monitoring device Fig.4: an electronic evaluation sound.

Fig.3 zeigt einen Wärmebehandlungsofen der keramischen Industrie, für den Fliesenbrand als Schnittdarstellung. Von dem an der Ofenausfahrt montierten Sender, entsprechend Fig. 1, wird mittels einer Strahlungsquelle 9, durch eine Sammellinse 3 gebündeltes Nutzlicht der Wellenlänge A₅1 durch den Brennkanal zum Empfänger, gemäß Fig. 2, gestrahlt. Dabei erfolgt eine Vermischung mit der Ofenstrahlung zu einer Gesamtstrahlung 7, welche mit einer bestimmten Beleuchtungsstärke auf den Empfänger gelangt.3 shows a heat treatment furnace of the ceramic industry, for the tile fire as a sectional view. From the mounted on the furnace exit transmitter, corresponding to FIG. 1, is by means of a radiation source 9, bundled by a converging lens 3 useful light of wavelength A ₅ 1 through the combustion channel to the receiver, as shown in FIG. 2, blasted. In this case, a mixing with the furnace radiation to a total radiation 7, which reaches the receiver with a certain illuminance.

Mittels eines optischen Filters 4 werden alle Wellenlängen X_F Φ K eliminiert, so daß von der Sammellinse 2 nur Strahlungsanteile der Wellenlänge λ, gebündelt und auf den Fototransistor 5 geleitet werden. Durch den Fototransistor 5 wird somit ein von der Beleuchtungsstärke abhängiger Fotostrom erzeugt und der nachfolgende Schwellwertschalter angesteuert. Der Schwellwertschalter ist derart eingestellt, daß die Fremdlichtanteile der Wellenlänge λ, nur einen Fotostrom in der Größe erzeugen, daß bei fehlendem Nutzlichtanteil der Schwellwert nicht erreicht wird. Durch den variabel einstellbaren Schwellwert wird somit erreicht, daß auch beim Auftreffen von einem bestimmten Nutzlichtartteil, dessen Größe freiwählbar ist, eine Störungsmeldung erfolgt. Damit ist es möglich, die Größe der Störung zu quantifizieren.By means of an optical filter 4 all wavelengths X _F Φ K are eliminated, so that of the converging lens 2 only radiation components of wavelength λ, bundled and passed to the phototransistor 5. The phototransistor 5 thus produces a photocurrent dependent on the illuminance and activates the subsequent threshold value switch. The threshold value is set such that the extraneous light portions of the wavelength λ, only generate a photocurrent in size, that in the absence of Nutzlichtanteil the threshold is not reached. Due to the variably adjustable threshold is thus achieved that even when hitting a certain Nutzlichtartteil whose size is arbitrary, a fault message. This makes it possible to quantify the size of the disturbance.

Es ist eine Ausgestaltung der Ausführung, daß innerhalb der Schaltung ein Timer mit variabel einstellbarer Totzeit U realisiert wurde, welcher gewährleistet, daß alle Störungen, welche die eingestellte Totzeit t_m nicht überschritten, nicht signalisiert, aber registriert werden.It is an embodiment of the embodiment that within the circuit, a timer was realized with variably adjustable dead time U, which ensures that all disturbances that did not exceed the set dead time t _m , not signaled, but registered.

Claims

1. A device for monitoring the combustion channels of industrial furnaces, which operate in the high temperature range and have intense radiation in the visible and infrared wavelength range, in particular continuous furnace in the ceramic industry, based on the light source and light receiver existing light barrier, characterized in that at one end the firing channel, the light source (9) is arranged in the form of a halogen lamp, wherein the radiated Nutzlicht penetrates the combustion channel and thereby mixed with the radiation of the fuel channel, that at the opposite end of the fuel channel, the light receiver assembly consisting of a convergent lens (2) and a optical filter (4) concentrating the incident light and freeing radiation portions of selectable wavelength and a phototransistor (5), and in that an evaluation circuit in which the phototransistor is integrated signals the disturbances in themselves known manner causes.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the use of phototransistors is made possible by the selection of the optical filter used, the range of maximum spectral sensitivity does not coincide with the range of the radiation maximum of the light source.