3.1 sensores de llama
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SENSORES DE LLAMA
PRINCIPIOS
REALIZACIÓN
TÉCNICA
REALIZACIÓN
COMERCIAL APLICACIONES
EN
CALDER5AS
La función lógica
del sistema de
detección de
llama es
supervisar la
presencia o
ausencia de la
misma.
SIGA
Detectores de Llama
Los montajes
inestables pueden
causar a menudo una
pérdida de visión de
la llama por parte del
detector, provocando
un corte del
quemador
injustificado.
Detectores de Llama
La suciedad, el hollín,
o el humo, pueden
oscurecer la visión
del detector,
provocando que éste
corte el sistema.
Detectores de Llama
Las técnicas actuales sobre
detección de llama utilizan
algunas características de
la llama como son:
conducción, ionización,
calor, luz, y emisiones
electromagnéticas.
PRINCIPIOS DE DETECCIÓN
1 CALOR 2 IONIZACIÓN DE LA ATMÓSFERA DE LA
LLAMA
3 EMISIÓN DE LUZ INFRARROJA 4 EMISIÓN DE LUZ VISIBLE
5 EMISIÓN DE LUZ ULTRAVIOLETA
LA LLAMA PUEDE SER DETECTADA POR UNO DE ESTOS EFECTOS:
El sensor de
temperatura
detecta la llama
La energía
termica saca
electrones de sus
órbitas; se ioniza
el gas, lo detecta
el eléctrodo
La radiación infrarrojo
Ioniza un gas dentro del
detector
La radiación visible
Ioniza un gas dentro del
detector
La radiación ultravioleta
Ioniza un gas dentro del
detector
Detectores de Llama
Los sistemas de detección
térmica son lentos, su aplicación
se dá en quemadores pequeños.
Los sistemas de detección rápida
se basan en características como:
Ionización y Luz de llama.
Sistemas de Varilla Rectificadora
F
G
G
F +
-
+
-
FLUJO DE CORRIENTE
CUANDO LA VARILLA ES
POSITIVA.
FLUJO DE CORRIENTE
CUANDO LA VARILLA ES
NEGATIVA.
COMPONENTE
RESULTANTE
DIRECTA ua
ua 5
1
Sistemas de Varilla Rectificadora
La componente resultante directa no sólo permite detectar
la presencia de llama sino que permite diferenciar entre
una llama satisfactoria y una que no lo es, así como
también si algo tiene características de llama y en realidad
no lo es.
REQUISITOS PARA APLICACIONES DE VARILLA
1. LLAMA ESTABLE
2. SUPERFICIE DE TIERRA
ADECUADA 3. POSICION APROPIADA DE LA VARILLA
4. CIRCUITO DE LLAMA
APROPIADO
AMPLIFICADOR
RELEVADOR DE LLAMA
5. COMBUSTIBLE LIMPIO QUE NO DEJA CAPA AISLANTE
Ultravioleta
Luz Visible Infrarrojo
Una llama despide una
radiación que va desde
abajo del infrarrojo, a
través de las emisiones
electromagnéticas hasta
más allá de los
ultravioletas. Solamente
se usa esa área del
espectro incluyendo
infrarrojo y ultravioleta.
Detectores de Luz
ESPECTRO DE RADIACIONES
5 UV 4 VIS 3 IR
0.2 0.4 0.8 1.4
%
DEL
MAX.
RESPUESTA
FOTOCELDA
Ultravioleta visible Infrarrojo
100
10
1
0.1
0.01
0.001
LONGITUD DE ONDA, MICRONES
LLAMA
DE GAS
RESPUESTA
DE FOTOCELDA
DE SULFURO
DE PLOMO
LLAMA
DE ACEITE
REFRACTARIO
A 1000ºF
REFRACTARIO
A 3000ºF
INTENSIDAD DE
LA RADIACION RESPUESTA
DEL DETECTOR
ULTRAVIOLETA
Estos detectores perciben las
emanaciones de luz visible
provenientes de la llama.
Solamente pueden ser utilizados
para detectar llamas luminosas.
Debido a que estos detectores no
pueden diferenciar entre la luz que
proviene de la llama y la
proveniente de otras fuentes deben
ser cuidadosamente instalados.
Detectores de Luz Visible
FOTOCELDA LUZ VISIBLE MONTADA EN UN QUEMADOR
CAÑON TERMINAL “F”
CATODO MONTAJE DE FOTOCELDA
FOTOCELDA DE LUZ VISIBLE EN PARED
ANGULO DE VISION
VECTOR DE VISION SIEMPRE DEBE CRUZAR LA PARTE ESTABLE DE LLAMA
FOTOCELDA DE LUZ VISIBLE C7010A
QUEMADOR
Detectores Infrarrojos Estos detectores pueden ser
usados tanto para llamas de
gas, como para llamas de
petróleos. Puesto que más del
90% de la radiación total de la
llama es infrarrojo, estos
detectores reciben una
radiación muy amplia por lo
tanto, trabajarán con llamas muy
débiles como con llamas muy
calientes.
Detectores Infrarrojos
Estos detectores no están
excentos de problemas. Uno
de ellos es su aplicación
donde existan refractarios
calientes, otro es que el
amplificador electrónico del
detector puede ser engañado
por cortocircuitos de alta
resistencia.
REALIZACIÓN TÉCNICA FOTOCELDA INFRARROJA
COLLAR DE MONTAJE
BUSHING
CELDA
CONDUIT FLEXIBLE
CONEXION DE CELDA
LENTE DE AUMENTO
104662B MEDIA AMARILLO
104662D ALTA NARANJA
CELDA SENSIBILIDAD ID
DOT
C7015A CELDA “LEAD SULFIDE” REEMPLAZABLE
RADIACION DE LLAMA EN DETECTOR IR
DETECTOR
IR
REFRACTARIO
LLAMA PRESENTE DETECTADA
RADIACION DE REFRACTORIO SIMULA LLAMA EN DETECTOR IR
DETECTOR
IR
REFRACTARIO
REFRACTARIO INCANDESCENTE “SIMULA” LLAMA NO EXISTENTE
PELIGRO
MONTAJE DE LA CELDA C7015 EN PARED
P I L O TO
3 / 4 “
C 7 0 1 5 A
REFRACTARIO
LLAMA PRINCIPAL
TUBO DE VISION
A LA CAJA DE CONEXION
PARED DEL QUEMADOR
MONTAJE DE LA CELDA C7015 EN PARED
ENFOQUE - CAMPO DE VISTA
• EL DETECTOR ES COMUNMENTE
ENFOCADO A LA LLAMA DEL QUEMADOR
PRINCIPAL Y A LA LLAMA DEL PILOTO.
• EL ÁREA DE VISUALIZACIÓN NO DEBE
SER TAN GRANDE PUÉS UNA ACCIÓN
INESTABLE DEL PILOTO PUEDE DEJAR
FUERA DE ACCIÓN EL RELÉ DE LLAMA.
EL ÁREA VISUALIZADA DE LA CELDA
DEPENDE DE TRES FACTORES:
1. EL DIAMETRO DE LA PLATINA ENFRENTE DE LA CELDA (A)
2. LA DISTANCIA DE LA CELDA AL ORIFICIO (B)
3. LA DISTANCIA DESDE LA ABERTURA AL ÁREA QUE SE ENTIENDE VA A ENFOCARSE (C)
C
B
A CELDA
DETECTORA
ENSAMBLE DEL QUEMADOR
QUEMADOR
PRINCIPAL
PILOTO DE
ENCENDIDO
Detectores Ultravioleta
La detección de llama
Ultravioleta depende de la
capacidad del tubo
detector para responder a
la radiación ultravioleta y
permanecer insensible a
las radiaciones de luz
visible e infrarroja.
Ubicación del detector UV
3.- El tubo de
observación debe ser de
hierro negro.
4.- Cuando se ubique
el detector para sensar
ambas llamas (Piloto y
Principal), debe dirigirse
de tal forma que no
detecte llama piloto si ésta
no es suficiente para
encender el quemador
principal.
Ubicación del detector UV
Colocar el detector UV incluye más que hacer un
agujero en la pared del horno.
1.- El detector debe estar de manera tal, que
tenga una visión sin obstáculo de la llama que
está controlando.
2.- El detector debe estar colocado de tal
manera que no vea la chispa de encendido ni
sus reflejos.
Ubicación del detector UV
5.- Siempre que sea posible, se debe
colocar el tubo de visión apuntando hacia
abajo para reducir al mínimo el problema de
recolección de desechos de la quema.
6.- Los cables deben ser de buena calidad
y resistentes a la humedad.
.
Ubicación del detector UV
7.- La temperatura a la que está
sometida el detector debe permanecer por
debajo de ciertos límites específicos para
cada detector
8.- La corriente de llama debe ser
estable y por lo menos del valor mínimo
requerido para el control primario.
FOTOCELDA ULTRAVIOLETA
ULTRAVIOLETA
RADIACION CATODO
ANODO TUBO RELLENO
DE GAS
ALAMBRES DE CONEXION
PRINCIPIO IONIZACIÓN
CARGA POSITIVA (+) CARGA NEGATIVA (-)
+ -
(+)
(-)
CUANDO AUMENTAMOS LA SUPERFICIA DE LA TIERRA (4:1), EL FLUJO DE IONES DESDE LA VARILLA HACIA LA TIERRA ES CASI 100%. CUANDO SE CAMBIA LA POLARIDAD, LA MAYORIA DE IONES SE PIERDEN EN LA ATMOSFERA Y SOLO POCOS IONES SE ENCUENTRAN CON LA VARILLA. DE ESTA MANERA SE RECTIFICA LA SEÑAL DE LLAMA…SIMULANDO UNA SEÑAL DE
CORRIENTE DIRECTA: RECTIFICACION!
AMP (+) > AMP (-)
PRINCIPIO FOTOCELDA (1)
NO FLUJO DE IONES
CATODO
NO SEÑAL DE LLAMA
ÁNODO
GAS NO IONIZADO
SIN RADIACIÓN
(1) NO RADIACION
NO HAY RADIACION
PRINCIPIO FOTOCELDA (2)
FLUJO DE IONES
CATODO
SEÑAL DE LLAMA
ÁNODO
GAS IONIZADO
CON RADIACIÓN
(2) RADIACION, ÁNODO POSITIVO
+
PRINCIPIO FOTOCELDA (3)
CATODO
ANODO
SEÑAL DE LLAMA
NO HAY FLUJO DE IONES
(3) RADIACION, ÁNODO NEGATIVO
GAS IONIZADO
CON RADIACIÓN
- UNA SEÑAL DE ONDA COMPLETA
SERIA INDICACION DE CELDA
DAÑADA !
EL SISTEMA DE VERIFICACION DINAMICA
Puesto que podemos poner a prueba el detector de llama, simplemente cortando la llama en forma manual, parece razonable que se pueda hacer lo mismo automáticamente. Semejante tipo de prueba ha sido desarrollada actualmente.
En sistemas estudiados por expertos estadisticos, se determinó, que la frecuencia de fallas peligrosas en un sistema de Verificación Dinámica, es de una en cada 16.000 años.
• STANDARD Y A PRUEBA DE EXPLOSION
•CHEQUEO DEL BULBO CADA 5 SEG.
•MECANISMO INTERNO DE CHEQUEO ES REEMPLASABLE
•COMPLEMENTA LA FAMILIA SERIE 7800
•REQUIERE SER UTILIZADO CON AMPLIFICADOR R7847C1015
DETECTORES UV DE CHEQUEO DYNAMICO C7012E, F
CADA 5 SEG. EL SOLENOIDE ES DESENERGIZADO LIBERANDO EL SHUTTER, EL CUAL OBSTRUYE LA VISION DEL DETECTOR. ESTO CON LA FINALIDAD DE COMPROBAR QUE EL TUBO NO ESTA FALLADO, Y A SU VEZ ENVIANDO UNA SEÑAL FALSA DE LLAMA.
CON LA SERIE 7800 SE PUEDE DETERMINAR CON PRECISION ESTA FALLA YA QUE EL SISTEMA INDICARA “FALLA 8”
DETECTOR UV DE CHEQUEO DINAMICO C7012E, F (1)
TUBO UV SHUTTER
TRANSFORMADOR 120 VCA
EL SYSTEMA DE CHEQUEO DYNAMICO ES REALIZADO POR MEDIO DE UN SOLENOIDE Y EL SHUTTER.
CUANDO EL SOLENOIDE ESTA ENERGIZADO EL SHUTTER PERMITE EL PASO DE LUZ DE LLAMA.
LA SEÑAL DE LLAMA PROVENIENTE DEL BULBO ES RECTIFICADA CON LA FINALIDAD DE QUE ESTE EQUIPO PUDIERA SER UTILIZADO CON LOS SISTEMAS ELECTROMECANICOS.
DETECTOR UV DE CHEQUEO DINAMICO C7012E, F (2)
REQUISITOS PARA APLICACIONES CON DETECTOR ULTRAVIOLETA
• DETECTOR DEBE TENER UNA BUENA VISTA DE LA LLAMA.
• EL DETECTOR NO DEBE VER LA CHISPA DE IGNICION
• EL DETECTOR DEBE ESTAR PROTEGIDO DE ALTAS
TEMPERATURAS.
• DETECTORES DEBEN SER INSTALADOS Y CONECTADOS
CORRECTAMENTE.
FOTOCELDAS UV CONECTADAS EN PARALELO
G
F
FOTOCELDAS UV DE AUTOCHEQUEOCONECTADAS EN PARALELO
F
L2
22
L1
L2 G
INSTALACION PROFESIONAL DE SENSORES DE LLAMA (1)
Cable de sensor (bajo voltage)
Cable de alto voltage (desde 120VCa hasta 440VCa o mas)
CONDUIT
NO SE DEBE DE PONER CABLES DE ALTO VOLTAGE JUNTO CON CABLES DEL SENSOR EN EL MISMO CONDUIT
INSTALACION PROFESIONAL DE SENSORES DE LLAMA (2)
FALSO SEÑAL DE LLAMA PROVOCADO POR EL CAMPO ELECTRICO DE LOS CABLES DE ALTO VOLTAGE
INSTALACION PROFESIONAL DE SENSORES DE LLAMA (3)
PLACA DE AISLAMIENTO
AIRE COMPRIMIDO
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