KR100603109B1 - 보일러 수위 검출 시스템을 구비한 회로 고장 검출 장치및 방법 - Google Patents

보일러 수위 검출 시스템을 구비한 회로 고장 검출 장치및 방법

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KR100603109B1
KR100603109B1 KR1020047012929A KR20047012929A KR100603109B1 KR 100603109 B1 KR100603109 B1 KR 100603109B1 KR 1020047012929 A KR1020047012929 A KR 1020047012929A KR 20047012929 A KR20047012929 A KR 20047012929A KR 100603109 B1 KR100603109 B1 KR 100603109B1
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Abstract

보일러 수위 시스템의 고장 검출 회로는 직류 성분없이 2개의 교류 성분을 발생시키는 이중 주파수 신호 발생기를 포함한다. 상기 2개의 주파수는 혼합된 후, 시스템의 신호 발생부의 임피던스와 측정중인 보일러수의 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합회로를 통하여 전송된다. 그 다음, 상기 임피던스 정합 신호는 2개의 레그로 전송되어지되, 하나의 레그는 복수의 전극 프로브중 하나를 통하여 제 1 필터 회로로 연결되고, 다른 레그는 제 2 필터 세트로 연결된다. 상기 필터는 조합하여 2개의 주파수중 높거나 낮은 주파수를 통과시킴으로써, 증기/물 상태 뿐만 아니라 수위 감지회로에서의 개방 또는 단락 상태를 결정하게 된다.

Description

보일러 수위 검출 시스템을 구비한 회로 고장 검출 장치 및 방법 {METHOD AND APPARATUS FOR CIRCUIT FAULT DETECTION WITH BOILER WATER LEVEL DETECTION SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 보일러 수위 검출기 분야에 관한 것으로, 특히 보일러 수위 검출기에서 물에 대한 증기의 검출과 아울러, 전기적 고장을 검출하는 시스템에 관한 것이다.
연관(fire tube)이 노출되면 보일러가 폭발할 수 있다는 점에서, 증기 보일러에서의 수위 조절은 매우 중요하다. 연관으로부터 물에 의한 열전도율은 증기에 의한 열전도율 보다 몇배 더 크기 때문에, 연관이 증기로 뒤덮히면, 연관으로부터 불충분한 열전도가 이루어지고, 연관은 급격히 과열된다. 이와 같이 잠재되어 있는 위험이 현실화되는 것을 방지하기 위하여, 증기 시스템에는 각각의 보일러에 대하여 예비 수위 표시기가 제공될 필요가 있다.
예비 수위 표시기의 필요성에 대한 과거의 일반적인 해결책으로서는 2개의 독립적인 시각적 수위 표시기가 포함된다. 이러한 시각적 수위 표시기는 표시기의 상부와 하부가 관통되어야 하고 수위를 시각적으로 식별하는 투시창(sight glass)이 필요하다. 그러나, 통상적으로 보일러는 고온 및 고압으로, 종종 3,000 psi의 정상작동압력으로 작동한다. 이 변수는 그와 같은 유해 환경에서 강한 투시창을 제조하는 것을 어렵게 한다. 그 결과, 투시창은 종종 누설되고, 그와 같은 고압에서 작은 누설은 심각한 문제로 급격하게 발전할 수 있다.
이러한 문제점을 인식하여, 예를 들어 ASME(미국기계기술자학회)와 같은 표준설정기구들은 예비 수위 표시기 설치에 대한 선택적 표준을 제시하였다. 예를 들어, 그러한 시각적 예비 표시기 하나를 격리시키고, 전자 수위 표시기를 대신 사용할 수 있다. 이러한 전자 수위 표시기는 그 자체가 강해야하고, 이상적으로는 예비의 전형적인 병렬회로이며, 스캐닝되거나(scanned), 폴링되거나(polled), 멀티플렉싱된(multiplexed) 시스템은 아니지만, 완전히 독립적인 시스템이다. 그러나, 전자 수위 표시기는 고온으로 인한 고유의 설계상의 문제점이 있다. 통상의 전자식 수위 표시기는 이격된 전도성 전극(프로브)을 구비한 수주(water column)를 이용하며, 상기 수주는 보일러의 측부에 직접 장착된다. 이격된 각각의 전극에 전위가 인가되고, 전류가 측정된다. 전도체 사이에 물이 존재하면, 물의 낮은 임피던스로 인하여 전류가 상대적으로 높게 측정된다. 역으로, 증기는 전도성이 훨씬 낮기 때문에, 전도체 사이에 증기가 존재하면, 높은 임피던스로 인하여 전류가 상대적으로 낮게 측정된다. 일반적으로, 높은 전류는 소정의 색상 또는 종류의 램프를 발광시키는데 사용되며, 낮은 전류는 다른 색상 또는 다른 종류의 램프를 발광시키게 됨으로써, 작업자가 시각적으로 용이하게 수위를 식별할 수 있는 표시를 제공한다. 부가의 논리회로가 증기/물(steam over water) 에러 표시, 고저 수위 트립 포인트(trip points), 경보, 예비 경보, 디스플레이, 릴레이 클로져(relay closures), SSR 전도 및 기타 다른 표시를 제공할 수 있다.
일부 전자식 수위 표시기는 구형파 주기신호가 인가된 낮은 직류 전위를 이용한다. 상기 직류 전위는 물의 가수분해를 유발할 수 있으며, 전기도금 또는 증기 시스템내에서 수소와 산소의 폭발적인 집중을 유발할 수 있다. 따라서, 보일러용 전자식 수위 표시 시스템은 가수분해의 문제를 예방하여야할 필요가 있다.
또한, 표준설정기구들은 예를 들어 전원 모니터링, 클록 기능 모니터링, 전극 단락 검출, 노출 배선 검출 및 물/증기(water over steam) 검출 등의 다양한 자가진단 기능을 요구하고 있다. 이와 같이 다양한 기능들을 수행하기 위한 많은 시스템들이 제안되었으나, 회로 단락, 회로 개방 및/또는 물/증기 상태를 효과적으로 검출할 수 있는 통합된 전자 시스템을 제공하여야 하는 여지가 당업계에 남아있으며, 회로를 감지하는 전자 시스템은 가수분해를 유발할 수 있는 직류 성분을 갖지 않아야 한다.
마틴 등의 미국특허 제4,020,488호는 변수의 값이 소정의 한계 이상 또는 이하인지를 표시하는 장치를 개시하고 있다. 상기 장치는 변수가 개별 특정값을 벗어났을 때 경보 신호를 제공하도록 각각 배치된 2개 또는 그 이상의 센서;를 포함하되, 상기 센서중 하나 이상의 센서의 값은 소정의 한계와 동일하거나 그 한계를 벗어나며, 상기 2개의 센서에 연결되어 "변수가 한계를 벗어남" 신호를 제공하도록 배치된 검증회로를 포함하는 논리 수단;을 포함한다. 이 신호는, 양 센서가 경보 신호를 제공하는 경우에 한하여, 경보 및/또는 비상 트립을 운용하는데 사용될 수 있다. 수위의 고저를 표시하기 위하여 발전소에서 사용되는 것과 같이 증기 설비 의 다양한 장비에서 수위가 상기 변수로서 감지되는 다양한 형태의 장치가 개시되어 있다.
바틀스의 미국특허 제4,224,606호는 고장방지형 보일러 수위 프로브를 위한 안전진단기능을 구비한 유체 수위 제어회로를 개시하고 있다. 상기 제어회로는 적절하게 규정된 작동 역치를 가진 전계효과 트랜지스터 제어식 증폭기에 연결된다. 상기 증폭기의 입력을 역치 이하로 끌어내리기 위한 안전진단 스위치가 제공되지만, 단락된 상태에는 적용되지 않는다. 시스템의 출력을 관찰함으로써, 수위 검출기가 적절하게 장착되었는지의 여부와, 상기 증폭기에서 임의의 형태의 불안전한 기능 고장이 발생하였는지의 여부를 결정할 수 있다.
스펜서의 미국특허 제4,482,891호는 보일러 드럼 수주와 함께 사용하기에 특히 적합한 강한 전자식 수위 계측기를 개시하고 있다. 상기 장치는 수주내의 간단한 프로브 센서, 미분 증폭기 센서, 최소 수위 신호와 특정 주파수가 동시에 존재하는 경우에만 반응하는 검출기, 및 4개의 검출기, 즉 관련 프로브 검출기, 1개의 하위 프로브 검출기 및 2개의 상위 프로브 검출기로부터의 출력을 연속 처리하는 논리회로를 포함한다.
코서의 미국특허 제4,646,569호는 용기내의 수위를 측정하기 위한 수위 측정 시스템을 개시하고 있다. 중앙의 막대형 전극과 주변의 실린더형 전극 사이에 제 1 도전로의 전기 임피던스, 상기 실린더와 용기 사이에 제 2 도전로의 전기 임피던스가 설정된다. 상기 제 1 도전로는 상기 막대상의 절연 코팅에 의해 최소 수위 아래에 놓이도록 제한된다. 상기 제 2 도전로는 수위와 함께 변한다. 수위를 표 시하는 출력 신호가 전극으로부터 전위차계식으로 추출된다. 상기 신호는 정합 비선형 전달함수를 가진 회로에 적용됨으로써 선형화될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 수위를 표시하는 연속 출력 신호가 생성되고, 이 신호는 유체의 저항변화로 인한 에러에 영향을 받지 않는다.
콜리 등의 미국특허 제4,692,591호는 다상 교류원에 의해 작동가능한 형태의 전극식 보일러 증기 가습기를 제어하기 위한 제어기를 개시하고 있다. 보일러 전극에 접속된 복수의 전류 루프 변환기가 상기 다상 교류의 각 위상으로 인출된 개별 전류를 감지한다. 복수의 전파(full-wave) 브리지 정류기가 전류 루프 변환기의 2차 회로를 전압 증폭기의 입력에 개별적으로 접속시킴으로써, 상기 증폭기의 출력은 보일러 전극 전류의 각 위상에 감지된 전류중 최고의 전류를 표시하게 된다. 상기 전압 증폭기의 출력이 소정의 역치를 초과하는 경우, 제어 효과가 발생함으로써, 각각의 보일러 전극을 통하여 인출된 개별 위상 전류중 최고 위상 전류에 따라 가습기의 작동이 조절된다.
이와 유사하게, 콜리 등의 미국특허 제4,792,660호는 전극식 보일러 증기 가습기를 제어하기 위한 제어기를 개시하고 있다. 상기 제어기는 전극식 보일러에 의해 인출된 전류를 감지하기 위하여 보일러 전극에 접속된 복수의 전류 루프 변환기를 포함한다. 전극 전류가 소정의 전류 상한를 초과하는 경우, 전류 레벨 검출기는 보일러와 연관된 솔레노이드 제어식 밸브에 제어 전압을 제공하여 보일러로부터 소정량의 물을 배수함으로써, 전극 전류를 감소시킨다. 상기 전극 전류를 감소시키기 위하여 실행될 수 있는 자동시도횟수를 제한하기 위하여 리셋가능한 카운터 가 제공된다. 절연된 과전류 발생을 장기간 포착함으로써 소정의 횟수에 도달하는 것을 방지하기 위하여, 가습기의 정상적인 주기적 작동이 카운터를 리셋하게 된다. 상기 보일러가 정상 작동하는 동안, 전극 전류가 소정의 전류 레벨쌍 사이로 감소하기 위하여 필요한 시간이 모니터링되며, 보일러의 상태를 전체적으로 표시하기 위하여 공지의 기준과 다시 비교된다.
조단 등의 미국특허 제5,519,639호는 압력 칼럼을 구비한 압력 드럼의 수위를 모니터링하기 위한 시스템을 개시하고 있다. 상기 모니터링 시스템은 칼럼내의 물과 증기에 접촉하기 위하여 상기 칼럼과 소통하는 복수의 전극을 포함한다. 각각의 전극은 고유의 위치를 갖고, 물의 존재에 대응하는 제 1 출력 또는 증기의 존재에 대응하는 제 2 출력을 발생시킨다. 상기 전극에는 판별기가 기능적으로 연결되며, 상기 판별기는 각 전극의 출력을 수신하여 그 출력을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기를 갖는다. 상기 디지털 신호는 각 전극의 물 전도성을 나타낸다. 상기 칼럼내에서 각 전극의 위치 및 전도성간의 기울기 저하를 결정하기 위하여, 디지털 신호를 수신함과 아울러 판별기에 동력을 공급하는 중앙처리기가 상기 판별기에 연결된다. 또한, 상기 중앙처리기는 칼럼내에서 물과 증기간의 변곡점을 결정한다. 물에 위치된 전극과 증기에 위치된 전극을 표시하기 위하여 LED 디스플레이가 사용된다.
리차드 등의 미국특허 제5,565,851호는 특히 증기 발생 보일러에서 수위를 감지하기 위한 수위 감지 시스템을 개시하고 있다. 상기 감지 시스템은 보일러와 실질적으로 동일한 레벨로 물과 증기를 수용하도록 보일러에 연결된 용기, 상기 용 기속으로 돌출하며 수직으로 이격된 다수의 전극, 각 전극에 의해 감지된 전기 임피던스를 측정하기 위한 회로를 포함한다. 각 전극에 차례로 멀티플렉스될 수 있는 상기 회로는, 감지된 임피던스가 물의 정상 최대 임피던스와 물 위의 증기의 정상 최소 임피던스 사이일 때, 출력을 발생시키는 제 1 비교기를 포함하고, 상기 출력은 디멀티플렉스되어 수직 디스플레이를 구동함으로써 증기/물 계면의 레벨을 나타낸다. 상기 회로는 감지된 임피던스가 물의 정상 최소 임피던스보다 낮을 때 다른 출력을 발생시키는 제 2 비교기를 추가로 포함하며, 상기 다른 출력은 다양한 고장 상태를 표시하며, 고장 표시기를 구동한다.
마지막으로, 리차드의 미국특허 제6,118,190호는 기준 전압으로 유지되거나 접지된 표면과 전극의 절연팁간의 간극에서 임피던스를 측정하여 물의 존재 또는 부재를 검출하는 측정 및 제어 장치의 고장방지작용을 제어하기 위한 회로를 개시하고 있다. 상기 장치는 물이 존재하는 경우 그리고 물이 존재하지 않아야 하는 경우, 또는 그 반대의 경우에 경보를 발하도록 구성될 수 있다. 상기 회로는 비교기, 위상 검출기, 및 릴레이를 구동하는 3중 예비 구동 회로를 포함한다. 하나의 비교기는, 정상 상태로서 물과 함께 작동할 때, 과도한 오염으로 유발될 수 있는 전극의 고장 등으로 인하여 시스템 출력이 비정상적인 상태를 표시하도록 보장한다. 다른 비교기는 물 상태와 증기 상태를 판별한다. 또 다른 비교기는 비정상적인 상태 또는 임의의 고장 상태가 없는 경우 출력이 존재하지 않음을 보장한다. 그 결과, 상기 센서가 정상 상태인 경우에는 출력이 존재한다. 안전한 3중 예비 구동회로를 이용한 릴레이의 작동이 개시되어 있으며, 상기 릴레이 콘택은 정상 또 는 비정상/고장 상태를 표시하게 위해 사용될 수 있다.
그러나, 상기 특허는 동일한 감지 회로내에서 보일러 수위 측정 및 고장 표시기 뿐만 아니라, 동일한 감지선에 개방 회로 상태 또는 단락 회로 상태를 표시하는데 사용되며 직류 위상을 나타내지 않는 이중 주파수 감지 신호를 포함한 시스템을 개시하고 있지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 단일 시스템으로 개방 및/또는 단락 회로 상태 뿐만 아니라 물에 대한 증기의 상태를 감지하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 단일 회로로 개방 및/또는 단락 회로 상태와 물에 대한 증기의 상태를 감지하는 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은 보일러 시스템내에서 가수분해의 가능성을 제거하기 위하여 전극 프로브에 인가되는 순합 적분 제로 신호(net sum integral zero signal)를 구비한 회로로 그러한 상태를 감지하는 것이다.
본 발명은 직류 성분없이 2개의 교류 성분을 발생시키는 이중 주파수 신호 발생기를 제공함으로써 여타 문제점을 해결한다. 2개의 주파수가 혼합된 후, 시스템의 신호 발생부의 임피던스와 측정중인 보일러수의 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합회로를 통하여 전송된다.
그 다음, 상기 임피던스 정합 신호는 2개의 레그(legs)로 전송되어지되, 하나의 레그는 복수의 전극 프로브중 하나를 통하여 제 1 필터 회로로 연결되고, 다른 레그는 제 2 필터 세트로 연결된다. 상기 필터는 조합하여 2개의 주파수중 높거나 낮은 주파수를 통과시킴으로써, 증기/물 상태 뿐만 아니라 수위 감지회로에서 의 개방 또는 단락 상태를 결정하게 된다.
첨부도면과 함께 하기된 상세한 설명을 검토함으로써, 본 발명의 여타 특장점을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.
첨부된 도면은 본 발명의 전형적이고 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로서, 본 발명의 범주를 한정하지 않으며, 본 발명은 기타 다른 등가의 유효한 실시예도 포함한다.
도 1은 단일 전극 레벨에 대한 본 발명의 바람직한 실시예의 개략도이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 도면이며, 회로 고장 검출 시스템(10)이 제공되어 있다. 개념상으로, 상기 시스템(10)은 주기적 신호 발생기(12), 바람직하게는 이중 주파수 사인파 발생기로부터 시작한다. 상기 신호 발생기(12)는 멀티플렉스되지는 않았으나 서로 중첩된(superimposed) 2개의 주파수를 제공한다. 상기 2개의 주파수중 저주파, 예를 들어 약 20㎐는 전극 또는 프로브(14)의 특정 레벨에서 물 또는 증기의 존재를 측정하기 위하여 사용되고, 상기 2개의 주파수중 고주파, 예를 들어 약 5㎑는 회로의 고장을 검출하기 위하여 사용된다. 상기 저주파는 수위 검출을 위하여 사용되는데, 그 이유는 물, 특히 고유의 화학적 성질을 가진 보일러수가 순전히 저항적이지 않으며 따라서 무효 임피던스(reactive impedance)를 나타내기 때문이다. 상기 보일러수의 무효 임피던스는 고주파에서 측정이 잘못되도록 한다. 상기 5㎑의 고주파는 용이하게 발생되고 제어 되는 주파수를 제공하도록 선택되었으며, 이 주파수가 상기 저주파로부터 충분히 멀리 이격되었기 때문에, 간단한 필터가 이들을 용이하게 구분할 수 있다. 이 주파수가 배선 에러를 검출하기 위하여 사용되기 때문에, 물의 유도저항으로 인한 임의의 위상편이는 전혀 문제가 되지 않는다.
교류 전압이 상대적으로 낮고 직류 성분이 없는 상기 이중 주파수 신호는, 상기 2개의 신호를 단일 전도체(18)로 단순히 중첩시키는 혼합기(16)에 제공된다. 중첩된 신호는 전도성 조절 임피던스 회로(conductivity ranging impedance circuit)(20)로 전송되며, 상기 회로는 함수적으로 조절가능한 저항체이다. 상기 전도성 조절 임피던스 회로(20)는 화학적 성질이 실질적으로 변할 수 있는 보일러내의 물의 임피던스를 정합시키도록 조절된다.
상기 전도성 조절 임피던스 회로(20)로부터 2개의 라인이 분지되어지되, 도면에서 하나는 "프로브" 또는 라인(22)으로 표시되고, 다른 하나는 "감지" 또는 라인(24)으로 표시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 프로브 라인은 프로브(14)를 통과하기 전의 이중 주파수 신호를 한정하고, 상기 감지 라인은 프로브를 통과한 후의 이중 주파수 신호를 한정한다. 상기 프로브 라인(22)은 혼합된 신호를 전극 또는 프로브(14)로 전송하며, 상기 프로브는 프로브에 증기가 존재하는 경우에는 높은 임피던스를 나타내고, 물이 존재하는 경우에는 낮은 임피던스를 나타낸다. 상기 감지 라인(24)은 프로브(14)로부터 고역 필터(26)까지 계속되며, 상기 고역 필터는 저주파(20㎐) 성분을 통과시키지 않는다. 고주파 성분은 상기 필터(26)를 통과하여 양의 정류기 및 적분기(positive going rectifier and integrator)(28)로 전송되며, 상기 적분기는 신호 라인(30)상에 제 1 측정 신호를 발생시킨다. 본원에 사용된 용어 "양의 정류기"는 주기적 파형의 음의 부분(negative going portion)은 차단하고 양의 부분(positive going portion)은 통과시키는 정류기를 의미한다. 역으로, "음의 정류기"는 그러한 파형의 양의 부분은 차단하고 음의 부분은 통과시키는 정류기를 의미한다.
전술한 바와 같이, 상기 전도성 조절 임피던스 회로(20)는 프로브 라인(22)도 제공한다. 상기 프로브 라인(22)은 고역 필터(32)에 연결되며, 이 필터는 상기 필터(26)와 동일하게 저주파 성분은 통과시키지 않고 고주파 또는 5㎑ 성분은 통과시킨다. 상기 필터(32)는 고주파 성분을 음의 정류기 및 적분기(34)로 전송하며, 상기 적분기는 신호 라인(36)상에 제 2 측정 신호를 발생시킨다. 상기 신호 라인(30)상의 제 1 측정 신호와 상기 신호 라인(36)상의 제 2 측정 신호는 가산 접합부(summing junction)(38)로 전송된다. 상기 가산 접합부(38)로 전송된 2개의 측정 신호가 동일하다면, 이 접합부는 회로내에 개방 회로가 존재하지 않다는 분명한 표시를 전극에 대하여/으로부터 제공한다.
상기 가산 접합부는 한 쌍의 비교기(40,42)에 연결된다. 상기 비교기(40)는 윈도우 기준 전압(WVRef(+))에 의해 바이어스된 반면, 상기 비교기(42)는 윈도우 기준 전압(WVRef(-))에 의해 바이어스된다. 상기 비교기(40,42)는 입력중 하나를, 출력(46)에 개방 회로를 표시하는 입력중 하나로서, AND 게이트(44)로 전송한다.
상기 음의 정류기 및 적분기(34)에 대해 설명하면, 상기 신호 라인(36)상의 제 2 측정 신호도 비교기(48)로 전송된다. 상기 비교기(48)에 대한 다른 입력이 기준 전압(SVRef)에 의해 제공되며, 전극 회로내에서 단락이 발생하지 않는다면, 이 기준 전압은 상기 정류기(34)로부터의 예상 전압 레벨과 동일하다. 단락이 발생한 경우, 상기 비교기(48)는 단락 표시기(50)에 신호를 발생시키며, 이는 정상 작동시 저임피던스 유체의 임피던스 측정값으로부터 10:1의 변수로 설정된다. 상기 신호는 인버터(52)에 의해 변환된 다음, 개방 표시를 위해 AND 게이트(44)의 다른 입력으로 전송된다. 단락된 상태에서, 전도체(36)상의 프로브 신호와 전도체(30)상의 감지 신호는 모두 동일할 것이며, 때때로 단락 및 개방 출력이 모두 나타나게 한다. 단락 신호(50)를 변환시키고, 상기 윈도우 비교기(40)로부터의 개방 신호와 논리적으로 엔딩(ANDing)함으로써, 모호성이 제거된다.
대부분의 전기 패널은 패널의 불이 켜지지 않은 것이 정상 작동을 표시하거나, 적색, 황색 및 녹색 표시가 각각 비상, 주의 및 정상 작동을 각각 의미하는 개념으로 작동한다. 작업자에 대한 표시기의 수를 줄이기 위하여, 본 발명은 OR 게이트(54)를 제공한다. 작동 회로에서 개방 또는 단락이 검출되면, 상기 OR 게이트(54)에 의해 발생된 신호가 작업자에게 OOS(Out of Specification) 상태가 존재함을 전기적 고장 라인(56)에 간단하게 표시하여 작업자가 조치를 취할 수 있도록 한다.
마지막으로, 고역 필터(32)에 부가하여, 상기 프로브 라인(22)은 저역 필터(58)에도 연결된다. 상기 저역 필터(58)는 신호로부터 고주파 성분은 통과시키지 않고, 저주파 성분(20㎐)을 정류기 및 적분기(60)에 제공하여 레벨 표시 신호를 발생시킨다. 상기 정류기 및 적분기(60)는 레벨 표시 신호를 비교기(62)에 전송한다. 상기 전극으로부터의 상대적으로 높은 임피던스는 전극에 증기가 존재함을 표시하며, 상대적으로 낮은 임피던스는 물의 존재를 표시한다. 상기 비교기(62)는 기준(PVRef)에 의해 바이어스되며, S/W 출력(64)에 신호를 제공한다. 이 출력의 전압 레벨은 증기 표시기 또는 물 표시기가 작업자를 위해 발광하는지의 여부를 결정하게 된다.
본 발명의 원리, 바람직한 실시예 및 작동 모드가 전술한 상세한 설명에 개시되어 있다. 이들이 제한적이기 보다는 예시적인 것으로 간주되기 때문에, 본 발명은 개시된 특정 형태에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 변경과 변형이 당업자에 의해 이루어질 수 있다.

Claims (15)

  1. 수위 프로브를 가진 보일러 수위 표시기용 감지 회로로서,
    a. 이중 주파수 신호 발생기;
    b. 상기 프로브를 통하여 신호 발생기에 접속된 제 1 고역 필터;
    c. 상기 신호 발생기에 접속된 제 2 고역 필터;
    d. 상기 제 1 고역 필터에 접속되어 양의 감지 레벨을 발생시키는 양의 정류기;
    e. 상기 제 2 고역 필터에 접속되어 음의 감지 레벨을 발생시키는 음의 정류기; 및
    f. 상기 양 및 음의 감지 레벨을 수신하여 가산 출력(summed output)을 발생시키는 가산 접합부;를 포함하며,
    상기 가산 접합부에서의 동일한 양 및 음의 감지 레벨은 감지 회로내에 개방 회로가 존재하지 않음을 표시하는, 감지 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 소정의 단락 전압에 의해 바이어스되고 음의 정류기에 접속되어, 상기 음의 감지 레벨과 단락 전압간의 소정의 차이에 대한 단락 표시를 발생시키는 비교기를 더 포함하는, 감지 회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 소정의 보일러수 임피던스 전압에 의해 바이어스되고 음 의 정류기에 접속되어, 상기 음의 감지 레벨과 보일러수 임피던스 전압간의 소정의 차이에 대한 OOS(Out of Specification) 보일러수 화학성질 표시를 발생시키는 보일러 화학성질 비교기를 더 포함하는, 감지 회로.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 발생기에 접속되어 프로브에서 증기에 대한 물의 상태를 표시하는 신호를 발생시키는 저역 필터를 더 포함하는, 감지 회로.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 발생기를 상기 제 1 및 제 2 고역 필터에 접속시키는 주파수 혼합기를 더 포함하는, 감지 회로.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 신호 발생기를 상기 저역 필터에 접속시키는 주파수 혼합기를 더 포함하는, 감지 회로.
  7. 제 4 항에 있어서,
    a. 증기에 대한 물의 상태를 표시하는 신호를 수신하여 증기에 대한 물의 상태를 표시하는 정류된 신호를 발생시키는 저역 필터; 및
    b. 증기에 대한 물의 전압 기준에 의해 바이어스되며, 증기에 대한 물의 상태를 표시하는 상기 정류된 신호와 증기/물 전압 기준간의 소정의 차이에 대하여 증기에 대한 물의 표시를 발생시키는 증기/물 비교기;를 더 포함하는, 감지 회로.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 발생기는 2개의 사인파를 발생시키는, 감지 회로.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 2개의 사인파를 전도체에 제공하는 주파수 혼합기를 더 포함하는, 감지 회로.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 가산 접합부에 접속되어 가산 출력을 수신하고 상기 가산 출력을 윈도우 기준 전압에 비교함으로써, 상기 가산 출력과 윈도우 기준 전압간의 소정의 차이에 대한 개방 신호 표시를 발생시키는 윈도우 비교기를 더 포함하는, 감지 회로.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 발생기는 순합 적분 제로 신호 레벨을 한정하는 이중 주파수 신호를 발생시키는, 감지 회로.
  12. 보일러의 보일러 수위 회로를 분석하는 방법으로서,
    a. 고주파 성분 및 저주파 성분을 가진 이중 주파수 신호를 발생시키는 단계;
    b. 상기 이중 주파수 신호를 보일러 수위 프로브를 통하여 전송하여 감지 신호를 발생시키는 단계;
    c. 상기 감지 신호로부터 저주파 성분을 필터링하는 단계;
    d. 상기 이중 주파수 신호로부터 저주파 성분을 필터링하는 단계; 및
    e. 상기 필터링된 감지 신호와 이중 주파수 신호를 분석하여 보일러 수위 회로에 개방 상태가 존재하는지의 여부를 결정하는 단계;를 포함하는, 분석 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 필터링된 이중 주파수 신호를 단락 기준 신호에 비교하여 보일러 수위 회로내에 단락 상태가 존재하는지의 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는, 분석 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    a. 상기 이중 주파수 신호로부터 고주파 성분을 필터링하는 단계; 및
    b. 상기 필터링된 이중 주파수 신호를 기준 증기/물 기준에 비교하여 보일러내에서 증기/물 상태가 존재하는지의 여부를 결정하는 단계;를 더 포함하는, 분석 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 고주파 성분과 저주파 성분이 순합 적분 제로 신호 레벨을 한정하는, 분석 방법.
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