JPS62725A - 空燃比検出装置 - Google Patents
空燃比検出装置Info
- Publication number
- JPS62725A JPS62725A JP60139425A JP13942585A JPS62725A JP S62725 A JPS62725 A JP S62725A JP 60139425 A JP60139425 A JP 60139425A JP 13942585 A JP13942585 A JP 13942585A JP S62725 A JPS62725 A JP S62725A
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- JP
- Japan
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- air
- fuel ratio
- current
- flame
- ionized
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
- F23N5/123—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/26—Measuring humidity
- F23N2225/30—Measuring humidity measuring lambda
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2229/00—Flame sensors
- F23N2229/16—Flame sensors using two or more of the same types of flame sensor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はガス、石油等の燃焼装置の空燃比を検出する装
置に関する。
置に関する。
従来の技術
従来の空燃比検出装置は第７図に示すように、燃焼用混
合気体の流出するバーナ１と、このバーナ１から形成さ
れる炎の外炎に触れる位置に設置したフレームロッド２
とを電源３と電流計４とを直列に接続した回路に組込ん
だ構成であり、バーナ１から流出する燃焼用混合気体が
着火して炎を形成するのであるが、この炎に電導性があ
る為、前記電流計４の回路が形成されて、この回路に電
流が流れる。この電流の大きさは炎内のイオン濃度、即
ち燃料と空気との混合比（以後、空燃比と記す）によっ
て決定されるのであるから電流計４の電流値を読み取る
事によって空燃比を知る事ができるというものである。
合気体の流出するバーナ１と、このバーナ１から形成さ
れる炎の外炎に触れる位置に設置したフレームロッド２
とを電源３と電流計４とを直列に接続した回路に組込ん
だ構成であり、バーナ１から流出する燃焼用混合気体が
着火して炎を形成するのであるが、この炎に電導性があ
る為、前記電流計４の回路が形成されて、この回路に電
流が流れる。この電流の大きさは炎内のイオン濃度、即
ち燃料と空気との混合比（以後、空燃比と記す）によっ
て決定されるのであるから電流計４の電流値を読み取る
事によって空燃比を知る事ができるというものである。
（例えば、特公昭４６−３６９４７号公報）
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、炎イオン電流と空燃比の関係は第８図に
示す様に空燃比Ｐ＝Ｐ□でイオン電流ＩＩはピーク値Ｉ
ｆ＝Ｉ ｔｏ となシ、１対１の関数にならないこ
とが知られており、上記の様な従来の構成では、Ｉ ｆ
＝Ｉ ｆ １のときにｐ＝ｐ１なのかｐ＝ｐ２なのか判
別できないという問題点を有していた。
示す様に空燃比Ｐ＝Ｐ□でイオン電流ＩＩはピーク値Ｉ
ｆ＝Ｉ ｔｏ となシ、１対１の関数にならないこ
とが知られており、上記の様な従来の構成では、Ｉ ｆ
＝Ｉ ｆ １のときにｐ＝ｐ１なのかｐ＝ｐ２なのか判
別できないという問題点を有していた。
問題点を解決するだめの手段
上記問題点を解決するために本発明の空燃比検出装置は
、一対の電極で構成され燃焼火炎中のイオン電流対空燃
比特性が異なる箇所に挿入された複数ノフレームロッド
センサと、前記各フレームロッドセンサの電極間に電圧
を印加する電源と、前記各フレームロッドセンサと直列
に接続された炎電流検出抵抗と、前記各検出抵抗に流れ
る電流を計測する電流計測回路と、前記各電流計測回路
で計測した電流の相対値を演算し相対値により空燃比を
検出する空燃比検出部を有する構成としたものである。
、一対の電極で構成され燃焼火炎中のイオン電流対空燃
比特性が異なる箇所に挿入された複数ノフレームロッド
センサと、前記各フレームロッドセンサの電極間に電圧
を印加する電源と、前記各フレームロッドセンサと直列
に接続された炎電流検出抵抗と、前記各検出抵抗に流れ
る電流を計測する電流計測回路と、前記各電流計測回路
で計測した電流の相対値を演算し相対値により空燃比を
検出する空燃比検出部を有する構成としたものである。
作 用
本発明は上記した構成によって、イオン電流の相対値を
演算することにより相対値と空燃比が１対１の関数にな
るので相対値により空燃比が検出可能という作用を有す
る。
演算することにより相対値と空燃比が１対１の関数にな
るので相対値により空燃比が検出可能という作用を有す
る。
実施例
以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。なお、実施例の説明にあたっては第７図と同一部分に
は便宜上同一符号を付した。第１図において１はバーナ
で、このバーナ１から形成される火炎に２本のフレーム
ロッＦ２ａと２ｂが挿入され、一方の電極をバーナ、他
方の電極をフレームロッドとし−に２＠（Ｄフレームロ
ッドセンサ５ａ、５ｂを構成している。３は電源でここ
では直流電源を使用しており、６ａ、６ｂは炎電流検出
用抵抗テアリ、フレームロッドセンサ５ａ、 ５ｂと炎
電流検出用抵抗６ａ、６ｂの接続点の電位は電流計測回
路７ａ、７ｂに入力されフレームロッドセンサ５ａ、５
ｂに流れる炎電流工ｆａ１工ｆｂを検出している。演算
増幅器９ａ、９ｂはボルテージフォロア回路を構成して
おり炎電流”ｆａ、Ｉｆｂに比例した出力電圧に変換さ
れる。演算増幅器９ａ、抵抗１０ａ、１１ａ１および演
算増幅器９ｂ、抵抗１０ｂ、１１ｂはそれぞれ反転増幅
回路を構成し抵抗１２．１３により分圧された基準電位
に対して反転増幅している。１４は空燃比検出部で、演
算増幅器１５ａ、１５ｂ、）ランラスタ１６ａ、ｊａｂ
、ダイオード１７ａ、１７ｂ。
。なお、実施例の説明にあたっては第７図と同一部分に
は便宜上同一符号を付した。第１図において１はバーナ
で、このバーナ１から形成される火炎に２本のフレーム
ロッＦ２ａと２ｂが挿入され、一方の電極をバーナ、他
方の電極をフレームロッドとし−に２＠（Ｄフレームロ
ッドセンサ５ａ、５ｂを構成している。３は電源でここ
では直流電源を使用しており、６ａ、６ｂは炎電流検出
用抵抗テアリ、フレームロッドセンサ５ａ、 ５ｂと炎
電流検出用抵抗６ａ、６ｂの接続点の電位は電流計測回
路７ａ、７ｂに入力されフレームロッドセンサ５ａ、５
ｂに流れる炎電流工ｆａ１工ｆｂを検出している。演算
増幅器９ａ、９ｂはボルテージフォロア回路を構成して
おり炎電流”ｆａ、Ｉｆｂに比例した出力電圧に変換さ
れる。演算増幅器９ａ、抵抗１０ａ、１１ａ１および演
算増幅器９ｂ、抵抗１０ｂ、１１ｂはそれぞれ反転増幅
回路を構成し抵抗１２．１３により分圧された基準電位
に対して反転増幅している。１４は空燃比検出部で、演
算増幅器１５ａ、１５ｂ、）ランラスタ１６ａ、ｊａｂ
、ダイオード１７ａ、１７ｂ。
抵抗１８ａ、１８ｂ、１９によりそれぞれ構成された２
閂の対数変換回路と、演算増幅器２０．抵抗２１．２２
．２３．２４で構成された差動増幅器により構成されて
いる。火炎中でフレームロッドの挿入箇所によりイオン
電流対空燃比特性を変えることが可能であることは知ら
れておシ、フレームロッドセンサ５ａ、５ｂのイオン’
Ｅ 流対空ｍ比特性を第２図に示す。イオン電流工ｉ、
Ｉｆｂがピークとなる空燃比ばそれぞれＰ ＝ Ｐ 、
Ｐ＝Ｐｂと違った点になる。電流検出回路７ａ、７ｂ
の出力電圧ｖ７ａＸｖ７ｂの特性は第３図に示す様にイ
オン電流Ｉｆａ、Ｉｆｂに比例したものとなる。電流検
出回路７ａ、７ｂの出力電圧ｖ７ａ、ｖ７ｂは空燃比検
出部１４に入力する。２＠の対数変換回路の出力電圧ｖ
Ｎａ、ｖｌｂはＶ７ａ、Ｖ７ｂ（７）対数に比例するの
で特性は第４図に示す様になる。差動増幅回路の出力電
圧Ｖ。Ｕ、はｖ（ｌｂ ”ｌａに比例するので空燃比特
性は第５図の様に１対１に対応する関数となる。なお、
第５図上Ｐ１、Ｐ２は第８図のＰｌ、Ｐ２に相当するも
のである。これで■。。、を計測することにより空燃比
を検出することが可能となるのである。
閂の対数変換回路と、演算増幅器２０．抵抗２１．２２
．２３．２４で構成された差動増幅器により構成されて
いる。火炎中でフレームロッドの挿入箇所によりイオン
電流対空燃比特性を変えることが可能であることは知ら
れておシ、フレームロッドセンサ５ａ、５ｂのイオン’
Ｅ 流対空ｍ比特性を第２図に示す。イオン電流工ｉ、
Ｉｆｂがピークとなる空燃比ばそれぞれＰ ＝ Ｐ 、
Ｐ＝Ｐｂと違った点になる。電流検出回路７ａ、７ｂ
の出力電圧ｖ７ａＸｖ７ｂの特性は第３図に示す様にイ
オン電流Ｉｆａ、Ｉｆｂに比例したものとなる。電流検
出回路７ａ、７ｂの出力電圧ｖ７ａ、ｖ７ｂは空燃比検
出部１４に入力する。２＠の対数変換回路の出力電圧ｖ
Ｎａ、ｖｌｂはＶ７ａ、Ｖ７ｂ（７）対数に比例するの
で特性は第４図に示す様になる。差動増幅回路の出力電
圧Ｖ。Ｕ、はｖ（ｌｂ ”ｌａに比例するので空燃比特
性は第５図の様に１対１に対応する関数となる。なお、
第５図上Ｐ１、Ｐ２は第８図のＰｌ、Ｐ２に相当するも
のである。これで■。。、を計測することにより空燃比
を検出することが可能となるのである。
次に本発明の別の実施例を第６図に示す。前記実施例と
相違する点は電源３に交流電源を使用している点である
。抵抗２５ａ、２５ｂの両端の電圧はコンデンサ２６ａ
、２６ｂと抵抗２７ａ、２７ｂでそれぞれなる積分回路
で、整流作用により発生した直流分のみが積分され、積
分回路の呂カ電位は電流計測回路７ａ、７ｂに入力し、
以下前記実施例と同様の動作でＶ。ｕｔｔ計測すること
により空燃比を検出することが可能となる。以上の実施
例では空燃比検出部を対数変換回路と差動増幅回路で構
成しているが、Ａ ／ Ｄ変換回路によりディジタル値
に変換しマイクロコンピュータ等のプログラムで構成し
てもよい。又、第２図ではイオン電流Ｉｆａ１■１ｂの
ピーク値が等しいが、ピーク値が違っても同様の作用を
有するものであり、フレームロッドセンサを３＠以上使
用してより精度の高い検出を行なうことも可能である。
相違する点は電源３に交流電源を使用している点である
。抵抗２５ａ、２５ｂの両端の電圧はコンデンサ２６ａ
、２６ｂと抵抗２７ａ、２７ｂでそれぞれなる積分回路
で、整流作用により発生した直流分のみが積分され、積
分回路の呂カ電位は電流計測回路７ａ、７ｂに入力し、
以下前記実施例と同様の動作でＶ。ｕｔｔ計測すること
により空燃比を検出することが可能となる。以上の実施
例では空燃比検出部を対数変換回路と差動増幅回路で構
成しているが、Ａ ／ Ｄ変換回路によりディジタル値
に変換しマイクロコンピュータ等のプログラムで構成し
てもよい。又、第２図ではイオン電流Ｉｆａ１■１ｂの
ピーク値が等しいが、ピーク値が違っても同様の作用を
有するものであり、フレームロッドセンサを３＠以上使
用してより精度の高い検出を行なうことも可能である。
又、複数のフレームロッドセンサをパイロットバーナ等
別バーナの火炎に挿入しても実現可能である。
別バーナの火炎に挿入しても実現可能である。
発明の効果
以上のように本発明の空燃比検出装置によれば次の効果
が得られる。
が得られる。
（１） 複数のフレームロッドセンサによりイオン電
流の相対値で空燃比を検出しているので、１対１に対応
する関数として空燃比の検出を可能とする効果がある。
流の相対値で空燃比を検出しているので、１対１に対応
する関数として空燃比の検出を可能とする効果がある。
（２）電源電圧が変動してイオン電流の絶対値が変動し
ても相対値は変動しないので信頼性の高い空燃比検出装
置を提供できるという効果がある。
ても相対値は変動しないので信頼性の高い空燃比検出装
置を提供できるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す空燃比検出装置の回路
図、第２図はイオン電流の空燃比特性図、第３図は電流
検出回路出力電圧の空燃比特性図、第４図は対数変換回
路出力電圧の空燃比特性図、第５図は空燃比検出部出力
電圧の空燃比特性図、第６図は本発明の他の実施例を示
す回路図、第７図は従来例の空燃比検出装置のシステム
図、第８図はイオン電流の空燃比特性図である。 １・・・・・・バーナ（フレームロッドセンサの電極）
、２ａ、２ｂ・・・・・・フレームロット（フレームロ
ッドセンサの電極）、３・・・・・・電源、５ａ１ｓｂ
・・・・・・フレームロッドセンサ、６ａ、６ｂ・・・
・・・炎電流検出抵抗、７ａ、７ｂ・・・・・・電流計
測回路、１４・・・・・・空燃比検出部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 望燃北Ｐ 第３図 空燃庄 Ｐ 宵 ４ｒＸＩ と節、比Ｐ 第５図 ！恋比Ｐ 第７図 第８図 空燃、比 Ｐ
図、第２図はイオン電流の空燃比特性図、第３図は電流
検出回路出力電圧の空燃比特性図、第４図は対数変換回
路出力電圧の空燃比特性図、第５図は空燃比検出部出力
電圧の空燃比特性図、第６図は本発明の他の実施例を示
す回路図、第７図は従来例の空燃比検出装置のシステム
図、第８図はイオン電流の空燃比特性図である。 １・・・・・・バーナ（フレームロッドセンサの電極）
、２ａ、２ｂ・・・・・・フレームロット（フレームロ
ッドセンサの電極）、３・・・・・・電源、５ａ１ｓｂ
・・・・・・フレームロッドセンサ、６ａ、６ｂ・・・
・・・炎電流検出抵抗、７ａ、７ｂ・・・・・・電流計
測回路、１４・・・・・・空燃比検出部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 望燃北Ｐ 第３図 空燃庄 Ｐ 宵 ４ｒＸＩ と節、比Ｐ 第５図 ！恋比Ｐ 第７図 第８図 空燃、比 Ｐ
Claims (1)
- 一対の電極で構成され燃焼火炎中のイオン電流対空燃比
特性が異なる箇所に挿入された複数のフレームロッドセ
ンサと、前記各フレームロッドセンサの電極間に電圧を
印加する電源と、前記各フレームロッドセンサと直列に
接続された炎電流検出抵抗と、前記各検出抵抗に流れる
電流を計測する電流計測回路と、前記各電流計測回路で
計測した電流の相対値を演算し相対値により空燃比を検
出する空燃比検出部を有する構成の空燃比検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60139425A JPS62725A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 空燃比検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60139425A JPS62725A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 空燃比検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62725A true JPS62725A (ja) | 1987-01-06 |
| JPH0437332B2 JPH0437332B2 (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=15244899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60139425A Granted JPS62725A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 空燃比検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62725A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2805029A1 (fr) * | 2000-02-15 | 2001-08-17 | Brandt Cooking | Dispositif de commande de bruleur a gaz |
| WO2004015333A3 (en) * | 2002-08-05 | 2004-06-03 | Merloni Termosanitari Spa | Combustion control system with virtual lambda sensor |
| JP2008089195A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Noritz Corp | 炎電流検出装置および燃焼装置 |
| JP2011133116A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Paloma Co Ltd | 燃焼装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117341A (en) * | 1975-04-07 | 1976-10-15 | Mitsubishi Electric Corp | Combustion apparatus |
-
1985
- 1985-06-26 JP JP60139425A patent/JPS62725A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117341A (en) * | 1975-04-07 | 1976-10-15 | Mitsubishi Electric Corp | Combustion apparatus |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2805029A1 (fr) * | 2000-02-15 | 2001-08-17 | Brandt Cooking | Dispositif de commande de bruleur a gaz |
| WO2004015333A3 (en) * | 2002-08-05 | 2004-06-03 | Merloni Termosanitari Spa | Combustion control system with virtual lambda sensor |
| JP2008089195A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Noritz Corp | 炎電流検出装置および燃焼装置 |
| JP2011133116A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Paloma Co Ltd | 燃焼装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0437332B2 (ja) | 1992-06-19 |
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