{"id":10895,"date":"2020-06-11T14:51:11","date_gmt":"2020-06-11T12:51:11","guid":{"rendered":"https:\/\/sglux.de\/2020-uv-sensors-for-hydrogen-flame-detection\/"},"modified":"2025-06-11T15:14:02","modified_gmt":"2025-06-11T13:14:02","slug":"2020-uv-sensors-for-hydrogen-flame-detection","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/sglux.de\/fr\/2020-uv-sensors-for-hydrogen-flame-detection\/","title":{"rendered":"2020 – UV sensors for hydrogen flame detection"},"content":{"rendered":"

Dr. Tilman Weiss, sglux GmbH, Berlin, Germany<\/p>\n

UV sensors for hydrogen flame detection<\/a><\/strong><\/p>\n

Abstract<\/em>
\nBei der Arbeit am gesellschaftlichen Ziel der Dekarbonisierung des Energieverbrauchs u.a. auch durch die Substitution von Erdgas durch regenerativ erzeugte Brennstoffe, ist Wasserstoff ein besonders aussichtsreicher Kandidat. Bei der erforderlichen Umru\u0308stung von Erdgas-Thermen stellt die durch die Norm EN298 definierte U\u0308berwachung der Brennerflamme eine besondere Herausforderung dar. Stand der Technik ist die Flammenu\u0308berwachung mittels Ionisationsfu\u0308hlern. Dieses Verfahren ist preiswert und zuverla\u0308ssig. Wird dem Erdgas allerdings Wasserstoff beigemischt oder besteht das Gas ausschlie\u00dflich aus Wasserstoff, ergibt sich eine andere Reaktionskinetik, welche die Zuverla\u0308ssigkeit der bisherigen Fu\u0308hler deutlich reduziert bzw. ihren Einsatz unmo\u0308glich macht.<\/p>\n

Dieser Herausforderung kann mit UV-Sensoren begegnet werden, die alle Arten von Flammen anhand ihres charakteristischen Emissionsspektrums im UV-Bereich zuverla\u0308ssig erkennen ko\u0308nnen. UV-Sensoren sind in der Anschaffung teurer als Ionisationsfu\u0308hler und werden daher aktuell nur in hochpreisigen Industriebrennern, nicht aber in Haushaltsbrennern eingesetzt. Nach aktuellem Wissensstand gibt es aber bei der Erkennung einer Wasserstoff-Flamme keine Alternative zum UV-Sensor.<\/p>\n

Unsere UV-Sensoren TOCON_ABC1 und TOCON_ABC2 produzieren wir seit 2006 fu\u0308r den Einsatz in EN298-konformen Erdgas-Feuerungsautomaten. Fu\u0308r die Wasserstoff-Flamme haben wir diese Produkte nun zum neuen TOCON_F weiterentwickelt. Der Unterschied zu TOCONs ABC1 und ABC2 besteht in einer verringerten Off-Totzeit im Fall einer U\u0308bersteuerung des Sensors, welche von mehreren 100 Millisekunden auf unter 70 Millisekunden reduziert werden konnte – und zwar unabha\u0308ngig davon, wie weit der Sensor zum Zeitpunkt des Erlo\u0308schens der Flamme ausgesteuert war. Entsprechend konnte die Reaktionsgeschwindigkeit auf das Ausfallen einer Flamme deutlich erho\u0308ht werden. Auch wenn TOCONs TOCON_ABC1 und TOCON_ABC2 als Basis EN298-konformer Flammenwa\u0308chter verwendet werden ko\u0308nnen (dort wird gefordert, dass der Ausfall einer Flamme spa\u0308testens nach 1000 ms eine Unterbrechung der Brennstoffzufuhr bewirken muss), ko\u0308nnte die Normanforderung in Zukunft verscha\u0308rft werden. Grund hierfu\u0308r ko\u0308nnte die bei Wasserstoff im Vergleich zu Erdgas um Faktor 8 ho\u0308here Flammengeschwindigkeit und der deutlich gro\u0308\u00dfere Zu\u0308ndbereich sein. Mit dem TOCON_F ko\u0308nnen also ku\u0308rzere Abschaltzeiten als gegenwa\u0308rtig gefordert realisiert werden. Dadurch ist der Einsatz dieser Bauteile auch bei eventueller Verscha\u0308rfung der Norm zukunftssicher.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Dr. Tilman Weiss, sglux GmbH, Berlin, Germany <\/p>\n

UV sensors for hydrogen flame detection<\/a><\/strong><\/p>\n

Abstract<\/em>
\nBei der Arbeit am gesellschaftlichen Ziel der Dekarbonisierung des Energieverbrauchs u.a. auch durch die Substitution von Erdgas durch regenerativ erzeugte Brennstoffe, ist Wasserstoff ein besonders aussichtsreicher Kandidat. Bei der erforderlichen Umru\u0308stung von Erdgas-Thermen stellt die durch die Norm EN298 definierte U\u0308berwachung der Brennerflamme eine besondere Herausforderung dar. Stand der Technik ist die Flammenu\u0308berwachung mittels Ionisationsfu\u0308hlern. Dieses Verfahren ist preiswert und zuverla\u0308ssig. Wird dem Erdgas allerdings Wasserstoff beigemischt oder besteht das Gas ausschlie\u00dflich aus Wasserstoff, ergibt sich eine andere Reaktionskinetik, welche die Zuverla\u0308ssigkeit der bisherigen Fu\u0308hler deutlich reduziert bzw. ihren Einsatz unmo\u0308glich macht.<\/p>\n

Dieser Herausforderung kann mit UV-Sensoren begegnet werden, die alle Arten von Flammen anhand ihres charakteristischen Emissionsspektrums im UV-Bereich zuverla\u0308ssig erkennen ko\u0308nnen. UV-Sensoren sind in der Anschaffung teurer als Ionisationsfu\u0308hler und werden daher aktuell nur in hochpreisigen Industriebrennern, nicht aber in Haushaltsbrennern eingesetzt. Nach aktuellem Wissensstand gibt es aber bei der Erkennung einer Wasserstoff-Flamme keine Alternative zum UV-Sensor.<\/p>\n

Unsere UV-Sensoren TOCON_ABC1 und TOCON_ABC2 produzieren wir seit 2006 fu\u0308r den Einsatz in EN298-konformen Erdgas-Feuerungsautomaten. Fu\u0308r die Wasserstoff-Flamme haben wir diese Produkte nun zum neuen TOCON_F weiterentwickelt. Der Unterschied zu TOCONs ABC1 und ABC2 besteht in einer verringerten Off-Totzeit im Fall einer U\u0308bersteuerung des Sensors, welche von mehreren 100 Millisekunden auf unter 70 Millisekunden reduziert werden konnte – und zwar unabha\u0308ngig davon, wie weit der Sensor zum Zeitpunkt des Erlo\u0308schens der Flamme ausgesteuert war. Entsprechend konnte die Reaktionsgeschwindigkeit auf das Ausfallen einer Flamme deutlich erho\u0308ht werden. 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