FR2752046A1

FR2752046A1 - Flame ignition and detection during tests on petroleum products

Info

Publication number: FR2752046A1
Application number: FR9609576A
Authority: FR
Inventors: Pierre Burton
Original assignee: Instrumentation Scientifique de Laboratoire ISL SA
Current assignee: Instrumentation Scientifique de Laboratoire ISL SA
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1998-02-06
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: FR2752046B1

Abstract

As part of the testing of petroleum products a flame (4) is ignited at the end of a combustible gas distributor (3) by a wire resistance (1) acting in conjunction with an ignition circuit (5), a detecting circuit (6) and an electronic controller (7). The electronic controller (7) energises the resistance wire (1) and then in parallel alternately energises the ignition (5) and detecting (6) circuits until a flame is established when ionisation causes a current to flow in the detecting circuit and the ignition circuit is not further energised unless the detecting circuit signals that the flame has gone out. The electronic controller may be set to cut off the gas if a flame is not established or reestablished after a preset duration.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'allumage d'une flamme à la sortie d'une conduite de distribution d'un gaz combustible et de détection de la présence de cette flamme. The present invention relates to a device for igniting a flame at the outlet of a pipe for distributing a combustible gas and for detecting the presence of this flame.

Ce dispositif est, tout particulièrement, adapté aux dispositifs d'analyse physique de produits pétroliers, et notamment de détermination des points d'éclairs ou des points de feu qui correspondent à des caractéristiques essentielles de ces produits. This device is, in particular, suitable for devices for physical analysis of petroleum products, and in particular for determining flash points or fire points which correspond to essential characteristics of these products.

Les spécialistes savent qu'il existe plusieurs normes définissant les points susmentionnés, parmi lesquelles on peut, à titre d'exemple, citer les normes suivantes
Pensky-Martens (ASTM D93)
Cleveland (ASTM D92)
Tag (ASTM D56)
Abel (IP170, EN/ISO 13736, NFT 66-009).Specialists know that there are several standards defining the above points, among which the following standards may be cited, for example.
Pensky-Martens (ASTM D93)
Cleveland (ASTM D92)
Tag (ASTM D56)
Abel (IP170, EN / ISO 13736, NFT 66-009).

La détermination de ces différents points caractéristiques exige de disposer des éléments suivants
une coupelle renfermant le liquide à analyser,
des moyens de chauffage de ce liquide associés à des moyens
de contrôle de la température de celui-ci,
une flamme venant en contact avec la vapeur surmontant le li
quide chauffé, e des moyens permettant de détecter l'inflammation de cette va
peur.The determination of these different characteristic points requires having the following elements
a cup containing the liquid to be analyzed,
means for heating this liquid associated with means
to control the temperature of it,
a flame coming into contact with the vapor overcoming the li
that heated, e means to detect the inflammation of this va
fear.

Or, la présence obligatoire d'une flamme de faible dimension allumée à la sortie d'une conduite de distribution d'un gaz combustible n'est pas sans poser de nombreux inconvénients ; ceux-ci sont, en particulier liés au risque d'extinction accidentelle de la flamme, notamment suite à un étouffement de la flamme lors de la présentation, qui, outre la perte de l'essai ou une falsification des résultats de mesure, peut provoquer une émulsion de gaz toxiques non brûlés pouvant être nuisible à la santé des manipulateurs. However, the mandatory presence of a small flame lit at the outlet of a fuel gas distribution pipe is not without posing many drawbacks; these are, in particular linked to the risk of accidental extinction of the flame, in particular following a smothering of the flame during the presentation, which, in addition to the loss of the test or a falsification of the measurement results, can cause an emulsion of unburned toxic gases which could be harmful to the health of handlers.

Plus précisément, dans les appareils de mesure classiques, la flamme est souvent allumée en utilisant un dispositif équipé d'une veilleuse devant être allumée en début de test et excluant tout réallumage en cas d'extinction accidentelle de celle-ci. More specifically, in conventional measuring devices, the flame is often lit using a device equipped with a pilot light to be lit at the start of the test and excluding any re-ignition in the event of its accidental extinction.

On connaît également des dispositifs à allumage électrique par chauffage d'un filament résistif : de tels dispositifs présentent toutefois eux aussi les inconvénients susmentionnés liés au risque d'extinction accidentelle de la flamme. Electric ignition devices are also known by heating a resistive filament: such devices also have the above-mentioned drawbacks, however, linked to the risk of accidental extinction of the flame.

Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé des dispositifs de contrôle de la présence de la flamme, mais, ces dispositifs nécessitent en règle générale la mise en oeuvre d'organes auxiliaires (par exemple un thermocouple) et détectent, en outre dans le cas général, le courant de commande du dispositif d'allumage et non la présence directe de la flamme. To overcome these drawbacks, devices have already been proposed for controlling the presence of the flame, but, these devices generally require the use of auxiliary members (for example a thermocouple) and also detect in the general case, the ignition device control current and not the direct presence of the flame.

Or, la présente invention a tout au contraire pour objet de proposer un dispositif permettant d'assurer simultanément les fonctions d'allumage de la flamme et de détection de sa présence, ce pendant la totalité de la durée du processus d'analyse. The object of the present invention, on the contrary, is to propose a device making it possible to simultaneously perform the functions of igniting the flame and detecting its presence, this for the entire duration of the analysis process.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un fil résistif monté à proximité immédiate de la sortie de la conduite de distribution et relié, d'une part, à des organes d'allumage et, d'autre part, à des organes de détection de flamme, ainsi qu'une unité électronique d'actionnement sensible à des signaux transmis par les organes de détection et susceptible de commander alternativement l'actionnement de ces derniers organes ainsi que des organes d'allumage. To this end, the invention relates to a device characterized in that it comprises a resistive wire mounted in the immediate vicinity of the outlet of the distribution pipe and connected, on the one hand, to ignition members and, on the other hand, to flame detection members, as well as an electronic actuation unit sensitive to signals transmitted by the detection members and capable of alternately controlling the actuation of these latter members as well as of the ignition members.

Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, les organes d'allumage sont constitués par un circuit électrique renfermant le fil résistif : le passage d'un courant dans ce circuit d'allumage entraîne automatiquement le chauffage du fil résistif et, par suite, l'allumage de la flamme. According to a preferred characteristic of the invention, the ignition members are constituted by an electric circuit containing the resistive wire: the passage of a current in this ignition circuit automatically causes the resistive wire to heat and, consequently, the ignition of the flame.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes de détection de flamme sont constitués par un circuit ouvert au niveau de la flamme et renfermant également le fil résistif : l'allumage de la flamme entraîne une ionisation ren dant conducteur le gaz combustible situé à proximité de la flamme, ce qui provoque la fermeture du circuit de détection au contraire, l'extinction de la flamme provoque une réouverture de ce circuit. According to another characteristic of the invention, the flame detection members consist of an open circuit at the level of the flame and also containing the resistive wire: the ignition of the flame leads to ionization rendering the combustible gas located at proximity of the flame, which causes the detection circuit to close, on the contrary, the extinction of the flame causes this circuit to reopen.

L'invention se rapporte également à un procédé d'allumage et de détection de la présence d'une flamme en utilisant le dispositif susmentionné. The invention also relates to a method of lighting and detecting the presence of a flame using the aforementioned device.

Conformément à ce procédé, on actionne alternativement les organes d'allumage et les organes de détection de flamme jusqu'à ce que ces derniers transmettent à l'unité électronique d'actionnement un signal indiquant la présence d'une flamme, puis, on actionne en continu les organes de détection de flamme jusqu'à ce que ces derniers transmettent à l'unité électronique d'actionnement un signal indiquant l'extinction de la flamme, auquel cas on réitère le processus en actionnement à nouveau alternativement les organes d'allumage et les organes de détection de flamme. In accordance with this method, the ignition members and the flame detection members are actuated alternately until the latter transmit to the electronic actuation unit a signal indicating the presence of a flame, then actuation continuously the flame detection members until these transmit to the electronic actuation unit a signal indicating the extinction of the flame, in which case the process is repeated by alternately actuating the ignition members again and flame detection devices.

Lors de la phase d'actionnement alternatif, les organes d'allumage et les organes de détection de flamme sont, à titre d'exemple, successivement actionnés pendant quelques secondes et, notamment, pendant 2 à 10 secondes. On peut ainsi parvenir à détecter une absence de flamme en moins de 5 secondes et réallumer automatiquement celle-ci en 3 secondes au maximum. During the alternative actuation phase, the ignition members and the flame detection members are, for example, successively actuated for a few seconds and, in particular, for 2 to 10 seconds. It is thus possible to detect an absence of flame in less than 5 seconds and automatically re-ignite it in 3 seconds maximum.

Selon une autre caractéristique de l'invention, on actionne les organes d'allumage ou les organes de détection de flamme en établissant une différence de potentiel entre les bornes du fil résistif et en appliquant celle-ci dans le circuit d'allumage ou dans le circuit de détection de flamme. According to another characteristic of the invention, the ignition members or the flame detection members are actuated by establishing a potential difference between the terminals of the resistive wire and by applying it in the ignition circuit or in the flame detection circuit.

Conformément à cette configuration, la présence de la flamme est révélée par la circulation d'un courant dans le circuit de détection de flamme tandis que son extinction est révélée par l'interruption de ce courant : en conséquence, le signal transmis à l'unité électronique d'actionnement pour indiquer la présence ou l'absence de la flamme correspond à l'intensité du courant passant dans le circuit de détection. According to this configuration, the presence of the flame is revealed by the circulation of a current in the flame detection circuit while its extinction is revealed by the interruption of this current: consequently, the signal transmitted to the unit electronic actuation to indicate the presence or absence of the flame corresponds to the intensity of the current passing through the detection circuit.

L'invention permet également de garantir l'exactitude des mesures et d'assurer la sécurité des utilisa teurs dans le cas où l'allumage ou le réallumage de la flamme est impossible : à cet effet, en l'absence de signal indiquant l'allumage ou le réallumage de la flamme après une durée déterminée, par exemple après 5 à 15 secondes, l'unité électronique d'actionnement coupe automatiquement l'alimentation en gaz combustible de la conduite de distribution. The invention also makes it possible to guarantee the accuracy of the measurements and to ensure the safety of the users in the event that the ignition or re-ignition of the flame is impossible: for this purpose, in the absence of a signal indicating the ignition or re-ignition of the flame after a determined period, for example after 5 to 15 seconds, the electronic actuation unit automatically cuts off the supply of combustible gas to the distribution line.

Les caractéristiques du dispositif ainsi que du procédé qui font l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure est un schéma explicatif du dispositif d'allumage
et de détection de la présence d'une flamme, - la figure 2a représente les variations en fonction du temps
de la tension aux bornes du fil résistif, - la figure 2b représente les variations en fonction du temps
de cette dernière tension dans le circuit d'allumage, - la figure 2c représente les variations en fonction du temps
de cette tension dans le circuit de détection de flamme, - la figure 2d représente les variations en fonction du temps
de l'intensité de courant dans le circuit de détection de
flamme.The characteristics of the device as well as of the process which are the subject of the invention will be described in more detail with reference to the appended drawings in which - the figure is an explanatory diagram of the ignition device
and detecting the presence of a flame, - Figure 2a shows the variations over time
of the voltage across the resistive wire, - Figure 2b shows the variations over time
of this last voltage in the ignition circuit, - Figure 2c represents the variations as a function of time
of this voltage in the flame detection circuit, - Figure 2d represents the variations as a function of time
of the current intensity in the detection circuit of
flame.

Selon la figure 1, le dispositif d'allumage et de détection est essentiellement constitué d'un fil résistif 1 monté à proximité immédiate de la sortie 2 d'une conduite de distribution 3 d'un gaz combustible afin de permettre d'y allumer une flamme 4. According to FIG. 1, the ignition and detection device essentially consists of a resistive wire 1 mounted in the immediate vicinity of the outlet 2 of a distribution pipe 3 of a combustible gas in order to allow lighting a flame 4.

Le fil résistif 1 peut être relié, d'une part, selon la flèche a à un circuit électrique d'allumage fermé 5 et, d'autre part, selon la flèche b à un circuit de détection de flamme 6 ouvert au niveau de la flamme 4. The resistive wire 1 can be connected, on the one hand, according to arrow a to a closed electrical ignition circuit 5 and, on the other hand, according to arrow b to a flame detection circuit 6 open at the level of the flame 4.

Une unité électronique d'actionnement 7 est susceptible de commander, selon la flèche c, l'établissement d'une tension V entre les bornes A et B du fil résistif 1 et, parallèlement, d'actionner alternativement selon les flèches d et e le circuit d'allumage 5 et le circuit de détection de flamme 6 en y connectant le fil résistif 1 ; l'unité électronique d'actionnement 7 est également sensible à des signaux qui lui sont transmis selon la flèche f par le circuit de détection de flamme 6. An electronic actuation unit 7 is capable of controlling, according to arrow c, the establishment of a voltage V between the terminals A and B of the resistive wire 1 and, in parallel, of actuating alternately according to arrows d and e the ignition circuit 5 and flame detection circuit 6 by connecting the resistive wire 1 to it; the electronic actuation unit 7 is also sensitive to signals which are transmitted to it according to the arrow f by the flame detection circuit 6.

Le procédé d'utilisation conforme à l'invention de ce dispositif sera décrit ci-dessous en se référant aux figures 2a à 2d. The method of use according to the invention of this device will be described below with reference to Figures 2a to 2d.

Selon la figure 2a, après un temps de latence to déterminé, l'unité électronique d'actionnement 7 commande l'établissement, selon la flèche c, d'une tension V aux bornes
A et B du fil résistif 1.According to FIG. 2a, after a determined latency time to, the electronic actuation unit 7 controls the establishment, according to arrow c, of a voltage V across the terminals
A and B of the resistive wire 1.

Après cet établissement, l'unité 7 bascule alternativement le fil résistif 1 dans le circuit d'allumage 5, selon la flèche a (mode allumage) et dans le circuit de détection de flamme 6 selon la flèche b (mode détection). Tant que la flamme 4 demeure éteinte, la tension V est ainsi alternativement appliquée au circuit d'allumage 5 et au circuit de détection de flamme 6. After this establishment, the unit 7 alternately switches the resistive wire 1 in the ignition circuit 5, according to arrow a (ignition mode) and in the flame detection circuit 6 according to arrow b (detection mode). As long as the flame 4 remains extinguished, the voltage V is thus alternately applied to the ignition circuit 5 and to the flame detection circuit 6.

Par suite dans ces circuits, et jusqu'à temps tl, les variations de la tension appliquée en fonction du temps présentent respectivement l'allure en créneau représentée sur les figures 2b et 2c. As a result in these circuits, and up to time t1, the variations in the applied voltage as a function of time have respectively the square shape shown in FIGS. 2b and 2c.

Le circuit 6 étant ouvert, le courant circulant dans celui-ci est alors nul comme représenté sur la figure 2d. The circuit 6 being open, the current flowing in it is then zero as shown in Figure 2d.

Selon la figure 2d, au temps tl, on observe le passage d'un courant I dans le circuit de détection de flamme 6 cette présence signifie que ce circuit a été fermé suite à l'ionisation consécutive à l'allumage de la flamme. According to FIG. 2d, at time tl, the flow of a current I is observed in the flame detection circuit 6 this presence means that this circuit has been closed following ionization following the ignition of the flame.

Un signal indicateur de la présence d'une flamme est alors transmis, selon la flèche f, à l'unité électronique d'actionnement 7 qui, en réponse, commande le basculement du dispositif en mode détection, ce qui signifie que la tension V est constamment appliquée au circuit de détection de flamme 6 afin de permettre un contrôle constant de la présence de la flamme 4, comme représenté sur les figures 2b et 2c. A signal indicating the presence of a flame is then transmitted, according to arrow f, to the electronic actuation unit 7 which, in response, controls the switching of the device to detection mode, which means that the voltage V is constantly applied to the flame detection circuit 6 in order to allow constant control of the presence of the flame 4, as shown in FIGS. 2b and 2c.

Ce mode est ensuite conservé jusqu'à ce que l'on observe, à l'instant t2 une chute brusque du courant circulant dans le circuit de détection de flamme 6 révélant la réouverture de ce circuit et donc l'extinction de la flamme 4. This mode is then kept until one observes, at time t2 a sudden drop in the current flowing in the flame detection circuit 6 revealing the reopening of this circuit and therefore the extinction of the flame 4.

Un signal indiquant l'extinction de la flamme 4 est alors immédiatement transmis selon la flèche f à l'unité électronique d'actionnement 7 qui, en réponse, recommande l'actionnement alternatif du circuit d'allumage 5 selon la flèche d et du circuit de détection de flamme 6, selon la flèche e, ce jusqu'à l'instant t3 pour lequel on constate une recirculation d'un courant I dans le circuit 6 révélant le réallumage de la flamme 4. A signal indicating the extinction of the flame 4 is then immediately transmitted according to arrow f to the electronic actuation unit 7 which, in response, recommends the alternating actuation of the ignition circuit 5 according to arrow d and of the circuit flame detection 6, along arrow e, until time t3 for which there is a recirculation of a current I in the circuit 6 revealing the re-ignition of the flame 4.

Ce processus est ainsi réitéré pendant toute la durée du test. This process is thus repeated throughout the duration of the test.

Il est à noter que, de manière non représentée sur les figures, l'unité électronique d'actionnement 7 est susceptible de couper automatiquement l'alimentation en gaz combustible de la conduite de distribution 3 et d'arrêter un essai en cours, lorsque la flamme n'a pas été allumée ou réallumée après une durée déterminée. It should be noted that, not shown in the figures, the electronic actuation unit 7 is capable of automatically cutting off the supply of combustible gas to the distribution pipe 3 and of stopping a test in progress, when the flame has not been lit or re-lit after a specified time.

Claims

10) Device for igniting a flame at the outlet of a pipe for distributing a combustible gas and for detecting the presence of this flame, in particular in devices for physical analysis of petroleum products, device characterized in that that it comprises a resistive wire (1) mounted in the immediate vicinity of the outlet (2) of the distribution pipe (3) and connected, on the one hand, to ignition members (5) and, on the other part, to flame detection members (6), as well as an electronic actuation unit (7) sensitive to signals (f) transmitted by the detection members (6) and capable of alternately controlling the actuation of these latter members as well as ignition members (5).

20) Device according to claim 1, characterized in that the ignition members are constituted by an electrical circuit (5) containing the resistive wire (1), the passage of a current in this ignition circuit causing the heating of this wire and, consequently, the ignition of the flame (4).

30) Device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the flame detection members consist of a circuit (6) open at the flame (4) and containing the resistive wire (1), the ignition of the flame causing ionization causing the closing of the detection circuit while the extinction of the flame causes a reopening of this circuit.

40) A method of lighting and detecting the presence of a flame using the device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the ignition members (5) and the members are actuated alternately flame detection (6) preferably for a few seconds until the latter transmit to the electronic actuation unit (7) a signal (f) indicating the presence of a flame (4), then, the flame detection members (6) are continuously actuated until the latter transmit to the electronic actuation unit (7) a signal indicating the extinction of the flame (4), in which case the process by alternately actuating the ignition members (5) and the flame detection members (6).

50) Method according to claim 4, characterized in that the ignition members or the flame detection members are actuated by establishing a potential difference (V) between the terminals (A, B) of the resistive wire (1) and by applying it in the ignition circuit (5) or in the flame detection circuit (6).

60) Method according to claim 5, characterized in that the signal (f) transmitted to the electronic actuation unit (7) to indicate the presence or absence of the flame (4) corresponds to the intensity of the current passing through the detection circuit (6).

70) A method according to any one of claims 5 and 6, characterized in that in the absence of a signal indicating the ignition or re-ignition of the flame after a predetermined period, for example after 5 to 15 seconds, cutting automatically supply the combustible gas to the distribution line.