Construir detector de flama llama 🔥

[salvademon]

Buenas tardes, verán, he buscado por todos lados en Google y pensé exponer mi problema.
Quisiera hacer un detector de flama ya sea a varilla o con fotoresistencia pero que sea sencillo.
Es mas para un boiler ya que a veces se apaga y quisiera poder poner un circuito que corte el paso del gas cuando se apaga la flama con una solenoide.
Espero me puedan ayudar con ésto, cualquier sugerencia será bien recibida, gracias a todos.

P.D.: ya chequeé el post que menciona la varilla detectora pero no resultó, ya que debe ser mezclado el gas con algo mas para que la flama sea conductora. Con solo gas no cierra el circuito.
Tengo nociones básicas de electrónica.

 

[snowboard]

Hola, podrías usar un termistor.
http://es.wikipedia.org/wiki/Termistor

Por ejemplo: http://www.ictinternational.com.au/151237.htm

saludos

 

[ELIUSM]

Hola !
Aquí tengo algo. Ahora no me di el tiempo de revisarlo para tal vez incluir una explicación. Pero espero que sea algo que al menos te sirva para darte una idea, y no una bobada mia.
Saludos !

 

[pepechip]

p.d. ya cheque el post que mencion la varilla detectora pero no resulto, ya que debe ser mezclado el gas con algo mas para que la flma sea conductora. con solo gas no cierra el circuito

Todas las calderas de gas ya sean a propano, butano o gas natural emplean este sistema, la intensidad que pasa por la varilla es muy pequeña, lo que desconozco es si funciona con DC o tienes que utilizar AC.

 

[Fogonazo]

Aquí se comentó algo al respecto :

Detector de llama por ionizacion

Si, se puede alimentar con 220 , de hecho yo lo uso así en un controlador honeywell modificado, en este controlador se rectifica y baja la tensión con resistencias, cosa que no es muy buena, pero como el pic consume muy poco, no hay problema. Para usar un opto sí, se puede, pero no olvides que...

www.forosdeelectronica.com

Idea para cerrar valvula en caso de escapes de gas

Imaginense un quemador de gas propano o natural trabajando. Ahora, imaginense que por alguna razon accidental, se apagó la llama y queda el gas saliendo peligrosamente. En plan sencillo, necesitaria un elemento que al notar esta anomalia, desenergice la valvula que da paso al gas, para que se...

www.forosdeelectronica.com

 

[fernandob]

Una vez me cayó algo de eso, usaba un T. ujt o algo así en la entrada, lo arregle . el asunto era que era parte de una caldera, calderón de un edificio ...

El único elemento sensor que usan para ver si se corto la llama ( y miren que cuando el quemador esta abierto sale gas a raudales) es esa sonda , leí la teoría y hice una prueba fácil: en la hornalla de gas de casa medí la resistencia o la corriente de una serie que hice , no recuerdo que, supongo que la R entre la carcaza de mi cocina y la llama, en el aire....y me daba un valor medible , así que la teoría funciona y si , es medible , la sonda de ionización lo que tiene de bueno es que apenas se va la llama lo detecta, la termo ........ (censado de temperatura) no es tan así por que queda caliente.

LO QUE SI ME IMPORTO es que me pareció horrible que semejante equipo use solo un elemento detector, a pesar de que había hecho la reparación le dije que no la hice, no le cobre y le devolví la placa.

NI REVERENDAMENTE LOCO quería cargar con esa responsabilidad, desde ese día no quiero saber nada de calderas, a veces voy a sótanos por otros temas que tienen calderas y veo en invierno esos quemadores escupiendo gas a lo loco y que tienen como protección unas reales porquerías..... en muchas cosas aquí en Argentina tenemos suerte .......

 

[Eduardo]

Fernandob: La culpa no es de la sonda. Si no esta detectando (sea cual fuere el tipo de sonda) y el sistema no corta, es porque el sistema es malo.
A la sonda lo único que se le exige es resistencia a las condiciones de trabajo, confiabilidad en la señal (mucha diferencia entre 'llama' y 'no llama') e inmunidad a factores como suciedad, grasitud, oxidación... que podrían falsear la lectura. En ese sentido, la sonda de ionización es mas confiable que la de conductividad.

Las calderas de ese tamaño hacen toda una secuencia.
- Activan el ventilador unos segundos para expulsar los posibles gases.
- Abren la válvula de gas y hacen saltar chispa durante ~1s una sola vez.
- Si no hay detección de llama en 1-2s se corta todo.

Si te seguía saliendo gas --> la sonda era inocente.

 

[fernandob]

estoy de acuerdo con vos, incluso como la señal que sale de la sonda es muy debil el circuito debe ser sensible , por lo tanto sensible a ruidos.

en fin algo basico se llama: SISTEMA REDUNDANTE o sea 2 elementos distintos e independientes que detecten eso tan importante.....
no suelo verlo.

solo veo una plaqueta que da asco y las electrovalvulas cerca de lso quemadores (alguna vez he escuchado que alguna quedo pegada por el calor .....pegada, no abierta).
o que si quedo abierta el tecnico la anulo "provisoriamente " .......

en fin........

yo no me meto, lo que he visto es un asco y mira que cuando reparan o reforman una caldera pasan fortunas, podrian tranquilamente hacer algo mejor.

les adjunto la unica proteccion o sensor de ionizacion de una caldera de edificio:

saludos

 

[asherar]

Me llamó la atención la afirmación:

p.d. ya cheque el post que mencion la varilla detectora pero no resulto, ya que debe ser mezclado el gas con algo mas para que la flma sea conductora. con solo gas no cierra el circuito

Por lo tanto, le puse unos alambritos de alargue a las puntas del tester, y medí la resistencia de la llama de la hornalla de la cocina. Para mi sorpresa no se detecta conducción ni en la escala de 200 MOhm.
El téster dudosamente pueda aplicar más de 9V (la batería siempre está más baja), pero igual, ALGO debería conducir.
...
Pero nop!

 

[Eduardo]

... Por lo tanto, le puse unos alambritos de alargue a las puntas del tester, y medí la resistencia de la llama de la hornalla de la cocina. Para mi sorpresa no se detecta conducción ni en la escala de 200 MOhm.
El téster dudosamente pueda aplicar más de 9V (la batería siempre está más baja), pero igual, ALGO debería conducir...

Las puntas alcanzaron a ponerse al rojo?

Para ver el efecto buscate un transformador de ~24V (te circulan menos de 10uA)
Con alterna ves los dos tipos de deteccion:
Por conductividad usando dos electrodos iguales y el tester en alterna.
Por rectificacion usando un solo electrodo y el tester en continua (el otro electrodo va cualquier parte metalica vinculada al quemador)

El problema de detectar conductividad es que si tenes un corto o perdidas de aislacion por mugre o humedad "te detecta llama" mientras que por rectificacion no hay con que darle, ante cualquier anormalidad no detecta nada (porque no rectifica)

 

[asherar]

Si, los alambritos eran de esos que vienen de a 20 en los cables de teléfono,
con forrito de todos colores. Muy finitos se calentaron al toque.
Voy a probar eso que decís.

 

[fernandob]

yo ya no recuerdo como fue que hice la prueba....si CC o CA o que , pero funciono, con gas de la cocina de casa, gas de red.

 

[Eduardo]

Me fui hasta la cocina y arme un circuito de prueba quick&dirty y le saque unas fotos.

. Fuente de tension: Linea de 220V
. Sonda: Alambre galvanizado.
. Medidor de corriente: El tester pero en escala de voltaje, asi aprovecho los 10Meg de resistencia interna como limitadora de corriente.

Circuito:
. Negativo del tester a la fase de 220V
. Positivo del tester al alambre + pinza para no quemarme los dedos.
. El retorno es via la cañeria de gas (vinculada a tierra)

Prueba1: Tester en DC
En la 1er foto esta la 'sonda' lejos de la llama.
En la 2da la sonda esta en la llama y el tester marca -58V (son 5.8uA) de continua.
En la 3era hago un corto con la hornalla y el tester marca 0. Obvio, como ya no rectifica no tengo componente continua.



Prueba2: Tester en AC
En la 1er foto esta la 'sonda' lejos de la llama. Lo que marca el tester es debido a las capacidades parasitas.
En la 2da la sonda esta en la llama y el tester marca 96V (son 9.6uA)
En la deteccion por conductividad no se usa esto, se usan dos electrodos inmersos en la llama, con lo que se aumenta bastante la conductividad porque tenes dos elementos al rojo emitiendo electrones.
En la 3era hago un corto con la hornalla y el tester marca los 220 de linea. Ese el el inconveniente de este metodo, si la conduvtividad disminuye por mugre,humedad te lo toma como llama.

 

[asherar]

Si en los dos casos la alimentación es 220 V de AC, por qué se pone al rojo el alambre sobre la llama solo en las mediciones de AC y no en las de DC ? Es la posición del alambre ?

Todo parece indicar que, aplicando pequeñas tensiones y sin ponerse al rojo el electrodo, la cantidad de iones liberados por la reacción de oxidación en la llama, es despreciable.
Ni la reacción ni la temperatura garantizan la existencia de electrones libres para conducir corriente.
La emisión termoiónica de los alambres ya es otra cosa (electrodo al rojo).

Las tensiones que decís (24 V) y que evidentemente influyen, parecen estar relacionadas con el umbral de
ionización del gas o del oxígeno. Se puede buscar algo en google sobre la combustion del gas de la cocina, que seguramente se trata de combustión completa.

Viendo las energías de ionización de los elementos se ve que andan generalmente bastante arriba de 10 eV.
En la tabla del enlace, se ve que el Oxígeno pierde el primer electrón para 1313 kJ/mol, que corresponde a:

1313000 J/mol = 1313000/1.6 1e19 eV/1E23 partículas
 = 1313000/1.6 1e-4 eV/partícula  = 131.3/1.6 eV/partícula

~ 80 eV/partícula. (ver *)

Algo parecido debe pasar con la molécula de butano.
Este valor parece demasiado altos comparado con los 24 V de la fuente que sugerís, pero cuando hay
muchas partículas con diferentes velocidades (distribución Maxwelliana de velocidades), algunas cuantas
pueden superar el umbral de ionización. Con eso ya es suficiente para hacer que el gas sea conductor.
Ya si le aplicás 220 V (AC o CC no importa), se va a notar seguro. El limite ahí te lo pone la R serie.

El efecto es bien apreciable, salvo que siendo corrientes tan bajas también puede influir alguna corriente
parásita en juego.
Con menos resistencia serie se podría medir algo más de corriente, como para hacer más robusto el proceso y
más fácil de detectar por un comparador. Digo, así nomás, solo viendo tus mediciones.
Todo parece cerrar. Intresting !

* (Editado) En el circuito esto corresponde a aplicar una tensión de 80 V.
El eV es la energía de un electrón al que se le aplica 1 V de potencial eléctrico.

En la Wiki siempre conviene mirar la versión en inglés del mismo tema.

 

[Eduardo]

Si en los dos casos la alimentación es 220 V de AC, por qué se pone al rojo el alambre sobre la llama solo en las mediciones de AC y no en las de DC ? Es la posición del alambre ?

Es casualidad. Como el alambre era grueso no se ponia al rojo en seguida. Se ve que a la tanda en DC la saque mas rapido.

 

[BUSHELL]

Mi humilde aporte.

He recibido mucha ayuda de los foristas con respecto a este tema.
A continuación, pongo un detector de llama, que compré en E.U. Funciona con 12 voltios así:
Alimentamos el circuito y no pasa nada. Luego, acercamos una llama, tal como se ve en la figura, y se activa el relé, se oye CLIck. Al alejar la llama, el relé vuelve a su estado original con otro click.

Este kit, funciona bajo el principio de conductividad de la llama, o sea necesita dos electrodos.
Ya Eduardo ha explicado las ventajas y desventajas.

Según lo que he visto, comercialmente es mas usado el sistema que involucra un solo electrodo como sonda.
O sea, que se usa el principio de rectificación de la llama:
"... aprovechando el efecto que entre el electrodo al rojo y la masa del quemador te queda formado un diodo, y solo detecta cuando hay rectificacion de la corriente. Si se produce una perdida o un corto no detecta nada."

Este texto entre comillas, tiene un _dueño_ a quien agradezco su invaluable ayuda.

Bueno, pues la cosa es que si se pudiese, ahora que hicieron mediciones, seria bueno que comentasemos un circuito sencillo, que active un relé, para poder cerrar la solenoide, en caso de escapes de gas, con este principio de Rectificacion de la corriente.
Fuente: 12 voltios.

Yo lo intenté, pero no pude hacer funcionar el relay, quiza por la ubicacion del electrodo. Pero, os juro, que puse la sonda, tal como la ubicó Eduardo.

Por ahora, el circuito que pongo, funciona, aun con las mas miserables de las llamitas, de un fosforo incluso.

En el siguiente post, va el esquema

 

[fernandob]

te hago una consulta, esas 2 R que estan de sondas, ya las habia visto, negro en el medio y amarillos a los lados.
y me dan cero ohms....
que son ?
una L ?

 

[asherar]

te hago una consulta, esas 2 R que estan de sondas, ya las habia visto, negro en el medio y amarillos a los lados.
y me dan cero ohms....
que son ?
una L ?

Yo me juego que son resistencias de 470k ... No es negro sino violeta ...

 

[BUSHELL]

Las resistencias que hacen de sondas, no hacen falta. Yo de sondas, usé dos clavitos de hierro y ya.

Bueno, hay otra consideración que creo se debe tener en cuenta. Según mis investigaciones, el material usado comercialmente para las sondas, es Kanthal. http://es.wikipedia.org/wiki/Kanthal.

Kanthal, es una aleacion compuesta principalmente por hierro y cromo (20–30 %), aluminio (4–7,5 %). Kanthal fue desarollado por Hans von Kantzow en Hallstahammar. En el año 1931 la compañia Kanthal AB inicio su fabricación. El nombre "Kanthal" está compuesto de Kantzow y Hallstahammar. La aleación tiene la propiedad de soportar altas temperaturas manteniendo una gran resistencia eléctrica. Por esto, es frecuentemente usada en hornos.




No sé si su composición molecular influirá en la detección de la llama, personalmente no lo creo. Lo que sí sé , es que todos llevan sondas de ese material. Por lo menos eso me dijeron.

A continuación, un esquema, de un circuito que es un detector de llama, por el principio de Rectificación de la corriente. El camino de descarga de la fase, es el mismo cuerpo del quemador, ya que éste, está en contacto con los caños de conducción del gas. Si no lo está, toca conectarle un cable, expresamente.

El asunto es que solo toca retocarlo un poco, para que funcione. Si toco la sonda con el dedo, se activa el relé. Si lo someto a fuego, no se activa. La sonda usada fué una varillita de hierro común.

A ver si nos animamos.

 

[BUSHELL]

Hola.. , revivo este tema.

Para no extenderme, Imaginen un circuito (Sensor) que siempre trabaja, sensando. Pero este circuito, no puede operar inmediatamente, sino unos 5 segundos después, luego de que estabilice la condición. Cuando sensa, entrega 12 v, los mismos con los que se alimenta.
Si no sensa, es porque algo anda mal, y lo que tiene que ocurrir es que se debe interrumpir inmediatamente un flujo de gas (adivinaron, es un sensor de llama, je,je,je). Entonces, lo mejor era cortar la alimentación de la solenoide.

Entonces, con esta introducción, pueden entender el gráfico que adjunto.

El motivo de mi consulta, es cómo hago para reemplazar el relé 1, pues en el proceso que hace, trabaja mucho, abriendo y cerrando sus contactos.

O mejor, reemplazar los dos relevos en una especie de Estado Sólido, que no tenga partes móviles.

Aunque el relé 2, es poco lo que trabaja.

No está representado un pequeño delay, que lo que hace es retrasar la “aparición” de los 12V en el contacto NC (Ver Relé 1) y así quede formado digamos la “trampa”, por si ocurre el temido evento: La inexistencia de llama.

Lo hice así, pues no se me ocurrió otra cosa, pero algo mejor quizá se les ocurra a uds.

En otras palabras: Hacer un arreglo con optos, scr, triac, lo que sea, que permita desconectar la alimentación de 110VAC, en caso de que el circuito sensor, no sense (no llama…no 12 voltios a su salida). Recuerden que el sensor de llama, entra al escenario unos 5 seg, después, de lo contrario, el circuito de seguridad, cortaría todo inmediatamente, sin dar tiempo siquiera de prender ni un poquito..

Gracias por cualquier idea que puedan darme.