Nova Patents
EP2136141A2

Method and device for detecting at least one item in a combustion process

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von mindestens einer Einflussgröße eines Verbrennungsprozesses. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mindestens zwei Elektroden (302,303) bereitgestellt, die mit vorbestimmtem Abstand auf einer die Flamme (301) durchquerenden Ionisationsstrecke angeordnet sind. Ein Signal wird an die Elektroden angelegt und mehrere Messwerte einer Messgröße werden erfasst, die aufgrund des an die Elektroden angelegten Signals resultieren. Anschließend wird mindestens eine Einflussgröße des Verbrennungsprozesses anhand der gemessenen Messwerte bestimmt. Erfindungsgemäß werden die Schritte des Anlegens eines Signals und des Erfassens mehrerer Messwerte derart durchgeführt, dass die resultierenden Messwerte geeignet sind, die Frequenzabhängigkeit der Messgröße zu erfassen. Die Bestimmung der mindestens einen Einflussgröße des Verbrennungsprozesses erfolgt anschließend aus der Frequenzabhängigkeit der Messgröße.

EP2136141A2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 12

Term

Projected expiry 16 June 2029.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Today
  5. Projected expiry

15 claims: 12 independent, 3 dependent

  1. 1
    Verfahren zur Bestimmung von mindestens einer Einflussgröße eines Verbrennungsprozesses eines Brenners mit den Schritten - Bereitstellen von mindestens zwei Elektroden, die mit vorbestimmten Abstand auf einer die Flamme durchquerenden Ionisationsstrecke und an vorbestimmten Positionen in der Flamme und am Brenner angeordnet sind, - Anlegen eines Signals an die Elektroden, - Erfassen mehrerer Messwerte einer Messgröße, die aufgrund des an die Elektroden angelegten Signals resultieren, und - Bestimmen mindestens einer Einflussgröße des Verbrennungsprozesses anhand der gemessenen Messwerte, dadurch gekennzeichnet, dass - die Schritte des Anlegens eines Signals und des Erfassens mehrerer Messwerte derart durchgeführt werden, dass die resultierenden Messwerte geeignet sind, die Frequenzabhängigkeit der Messgröße zu erfassen, und - die Bestimmung der mindestens einen Einflussgröße des Verbrennungsprozesses aus der Frequenzabhängigkeit der Messgröße erfolgt.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt Ermitteln einer charakteristischen Kenngröße, die die Frequenzabhängigkeit der Messgröße beschreibt, wobei die charakteristische Kenngröße mindestens ein Element umfasst aus der Gruppe von Zeitkonstante und/oder Verstärkung einer Übertragungsfunktion, Matrix einer Zustandsraumdarstellung, Kenngröße eines neuronalen Netzes und innere Schaltung.
  3. 3
    Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten - Anlegen einer Spannung an die Elektroden, - Messen des Ionisationsstroms, der aufgrund der angelegten Spannung über die Ionisationsstrecke fließt, - Ermitteln einer charakteristischen Kenngröße, die die Frequenzabhängigkeit des Ionisationsstroms beschreibt, aufgrund des gemessenen Ionisationsstroms und - Bestimmen mindestens einer Einflussgröße des Verbrennungsprozesses anhand der charakteristischen Kenngröße.
  4. 4
    Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte - Anlegen einer ersten Spannung mit einer ersten Frequenz an die Elektroden, - Messen eines ersten Ionisationsstroms, der aufgrund der ersten Spannung resultiert, - Anlegen einer zweiten Spannung mit einer zweiten Frequenz an die Elektroden und - Messen eines zweiten Ionisationsstroms, der aufgrund der zweiten Spannung resultiert.
  5. 5
    Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte - Anlegen einer Spannung mit einer ersten und zweiten Frequenz an die Elektroden und - gleichzeitiges Messen eines ersten Ionisationsstromanteils, der aufgrund des Spannungsanteils mit der ersten Frequenz resultiert, und eines zweiten Ionisationsstromanteils, der aufgrund des Spannungsanteils mit der zweiten Frequenz resultiert.
  6. 6
    Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte - Anlegen einer Vielzahl von Spannungen mit jeweils einer Frequenz an die Elektroden und/oder Anlegen einer Spannung mit einer Vielzahl von Frequenzen an die Elektroden und - Messen einer Vielzahl von Ionisationsströmen und/oder Ionisationsstromanteilen, wobei jeder Ionisationsstrom und/oder Ionisationsstromanteil einer Frequenz zugeordnet wird.
  7. 7
    Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt Ermitteln einer frequenzabhängigen Übertragungsfunktion der Ionisationsstrecke aufgrund der gemessenen Ionisationsströme und/oder Ionisationsstromanteile.
  8. 8
    Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt Anlegen einer Spannung, die im Wesentlichen eine Gleichspannung ist und zu einem vorbestimmten Zeitpunkt einen Spannungssprung ausführt.
  9. 9
    Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Schritte - Messen des Ionisationsstroms, der aufgrund der angelegten Spannung resultiert, - Ermitteln mindestens einer Kenngröße der Ionisationsstrecke aufgrund des Ionisationsstroms, wobei die mindestens eine Kenngröße die Frequenzabhängigkeit des Ionisationsstroms beschreibt, - Ermitteln einer Sprungantwort aufgrund des gemessenen Ionisationsstroms und - Ermitteln mindestens einer Kenngröße der Ionisationsstrecke aufgrund der Sprungantwort.
  10. 10
    Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Schritt Bestimmen mindestens einer Einflussgröße des Verbrennungsprozesses ein λ-Wert eines Brennstoff-Luft-Gemisches bestimmt wird.
  11. 11
    Verfahren zum Kalibrieren von Betriebsmitteln einer Verbrennungsanlage mit den Schritten des Verfahrens nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche und dem Schritt Kalibrieren von Betriebsmitteln einer Verbrennungsanlage basierend auf der bestimmten mindestens einen Einflussgröße des Verbrennungsprozesses.
  12. 12
    Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Versorgung der Flamme mit Brennstoff und Luft mit den Schritten des Verfahrens nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche und dem Schritt Steuern und/oder Regeln einer Versorgung der Flamme mit Brennstoff und Luft basierend auf der bestimmten mindestens einen Einflussgröße des Verbrennungsprozesses.
  13. 13
    Vorrichtung zur Bestimmung von mindestens einer Einflussgröße eines Verbrennungsprozesses eines Brenners umfassend - mindestens zwei Elektroden, die mit vorbestimmten Abstand auf einer die Flamme durchquerenden Ionisationsstrecke und an vorbestimmten Positionen in der Flamme und am Brenner angeordnet sind, - Mittel zum Anlegen eines Signals an die Elektroden, - Mittel zum Erfassen mehrerer Messwerte einer Messgröße, die aufgrund des an die Elektroden angelegten Signals resultieren, und - Mittel zum Bestimmen mindestens einer Einflussgröße des Verbrennungsprozesses anhand der gemessenen Messwerte, dadurch gekennzeichnet, dass - die Mittel zum Anlegens eines Signals und die Mittel zum Erfassen mehrerer Messwerte derart eingerichtet sind, dass die resultierenden Messwerte geeignet sind, die Frequenzabhängigkeit der Messgröße zu erfassen, und - die Mittel zum Bestimmen der mindestens einen Einflussgröße des Verbrennungsprozesses die mindestens eine Einflussgröße aus der Frequenzabhängigkeit der Messgröße bestimmen.
  14. 14
    Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Mittel zum Ermitteln einer charakteristischen Kenngröße, die die Frequenzabhängigkeit der Messgröße beschreibt, umfassend mindestens ein Element aus der Gruppe Zeitkonstante und/oder Verstärkung einer Übertragungsfunktion, Matrix einer Zustandsraumdarstellung, Kenngröße eines neuronalen Netzes und innere Schaltung.
  15. 15
    Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 13 oder 14 umfassend ausgewählte Mittel aus der Gruppe - Mittel zum Anlegen einer Spannung an die Elektroden, - Mittel zum Messen des Ionisationsstroms, der aufgrund der angelegten Spannung über die Ionisationsstrecke fließt, - Mittel zum Ermitteln einer charakteristischen Kenngröße, die die Frequenzabhängigkeit des Ionisationsstroms beschreibt, aufgrund des gemessenen Ionisationsstroms und - Mittel zum Bestimmen mindestens einer Einflussgröße des Verbrennungsprozesses anhand der charakteristischen Kenngröße, und/oder - Mittel zum Anlegen einer ersten Spannung mit einer ersten Frequenz an die Elektroden, - Mittel zum Messen eines ersten Ionisationsstroms, der aufgrund der ersten Spannung resultiert, - Mittel zum Anlegen einer zweiten Spannung mit einer zweiten Frequenz an die Elektroden und - Mittel zum Messen eines zweiten Ionisationsstroms, der aufgrund der zweiten Spannung resultiert, und/ oder - Mittel zum Anlegen einer Spannung mit einer ersten und zweiten Frequenz an die Elektroden und - Mittel zum gleichzeitigen Messen eines ersten Ionisationsstromanteils, der aufgrund des Spannungsanteils mit der ersten Frequenz resultiert, und eines zweiten Ionisationsstromanteils, der aufgrund des Spannungsanteils mit der zweiten Frequenz resultiert, und/ oder - Mittel zum Anlegen einer Vielzahl von Spannungen mit jeweils einer Frequenz an die Elektroden und/oder Anlegen einer Spannung mit einer Vielzahl von Frequenzen an die Elektroden und - Mittel zum Messen einer Vielzahl von Ionisationsströmen und/oder Ionisationsstromanteilen, wobei jeder Ionisationsstrom und/oder Ionisationsstromanteil einer Frequenz zugeordnet wird.
Independent claims15