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Fotocélulas y sensores de llama

Tipos, montaje y verificación de señal

Lectura: 14 min

Un detector de llama no “ve” la llama. Convierte una propiedad física de la combustión en una corriente eléctrica minúscula —del orden de microamperes— y el equipo de mando decide sobre esa corriente si deja abiertas las válvulas o las cierra. Todo el sistema de seguridad del quemador cuelga de ese número.

En el esquema BALTUR este elemento es B1, el sensor de llama, cualquiera que sea su tecnología. La señal depende de qué propiedad se mide: ionización, ultravioleta y luz visible son fenómenos distintos; elegir el detector equivocado no da una señal débil: no da señal.

Cuál corresponde a cada llama

DetectorPrincipioPara qué llama
Electrodo de ionizaciónConductividad rectificante de la llamaGas, llama azul, con el electrodo dentro de la llama
Célula UV (QRA2)Radiación ultravioleta de 190 a 270 nmGas y gasóleo, incluidas llamas azules sin radiación visible
Fotorresistencia (QRB1B, QRB3, Brahma FC7 y FC8)Caída de resistencia con la luz visibleGasóleo, llama amarilla
Fotocélula (RAR9)Genera corriente al iluminarseGasóleo, llama amarilla
Fototransistor (Brahma FT11, FT13)Corriente proporcional a la luz, 300 a 750 nmGasóleo y biomasa: pellet, madera y semillas

Una llama de gas premezclada bien ajustada emite muy poco en el visible; por eso una fotorresistencia no la ve.

Una llama de gasóleo amarilla emite mucho visible, pero el refractario incandescente también. El montaje debe evitar que el detector confunda ambos.

Electrodo de ionización

Cómo funciona en realidad

La llama contiene iones y electrones libres, y conduce. Pero no conduce igual en ambos sentidos: la superficie del electrodo es mucho menor que la superficie de masa del cabezal, y esa asimetría hace que la llama se comporte como un rectificador. El equipo de mando aplica corriente alterna y mide únicamente la componente de corriente continua que sale de esa rectificación.

Por eso un electrodo cortocircuitado a masa no da señal alta sino cero: un corto conduce simétricamente y el equipo no ve componente de corriente continua. También explica por qué la relación de superficies importa: si la masa alrededor del electrodo está reducida por suciedad o deterioro, la corriente cae aunque la llama esté perfecta.

Cuánta corriente hace falta

El valor depende del equipo de mando, no del quemador. Consulte siempre el manual del modelo.

SerieCorriente mínima de ionización
TBG 45, TBG 606 µA
TBG 35 P, SPARKGAS 30 LX3 µA
TBG 35 ME, TBG 85 a 210 ME, BGN 250 DSPGN ME1.4 µA

Cómo se mide

Mida con un microamperímetro en serie en el circuito de la sonda, en escala de corriente continua y respetando la polaridad. Un instrumento analógico es preferible: la aguja muestra la estabilidad de la señal. Mida con llama establecida a mínimo y a máximo.

Qué hacer cuando la señal está débil

Estado y posición del electrodo

Revise punta erosionada, cerámica agrietada y cota conforme al esquema del cabezal del modelo.

Masa

Compruebe continuidad real del quemador a tierra física y limpieza del cabezal. La ionización se mide contra masa.

Ruteo del cable

Que B1 no comparta canaleta con el cable de alta tensión de TA. Siemens limita el cable de detección LME a 1 m con cable común de 100 pF/m —hasta 3 m con cable de 15 pF/m—, exige que nunca se tienda junto a otros cables y que el cable de alta tensión vaya separado y lo más lejos posible.

Fase y neutro

El manual BALTUR de los TBG 85 a 210 ME indica invertir la alimentación del transformador de encendido del lado de 230 V y volver a medir. Recomienda además tensar ligeramente hacia el tablero los cables de encendido e ionización.

Combustión

Una relación aire-gas pobre reduce la ionización real; a veces el detector está indicando un problema de ajuste.

Célula ultravioleta QRA2

La QRA2 es una celda con dos electrodos que ceban al recibir radiación entre 190 y 270 nm. Es funcionalmente ciega a la luz de una lámpara, al refractario incandescente y a la luz solar filtrada en la banda que le importa; por eso es la solución cuando la llama es azul y no hay nada visible que detectar.

DatoValor
Rango sensible190 a 270 nm
Temperatura ambiente−20 a +60 °C
Corriente con LME770 a 700 µA
Longitud máxima de cable100 m, tendido por separado

Las advertencias que sí importan

Vida útil y temperatura

Siemens indica aproximadamente 10 000 horas a un máximo de 50 °C y advierte que temperaturas superiores reducen considerablemente la vida de la celda. En servicio continuo, 10 000 horas son poco más de un año.

Alimentación permanente

Con QRA y LME7, el equipo de mando debe permanecer conectado a la red para vigilar el envejecimiento y la falla de la celda.

No convive con ionización

No opere simultáneamente un detector QRA y una sonda de ionización.

Entrada sin protección contra corto

Revise el cable antes de energizar: un corto en terminales puede dañar la entrada del equipo de mando.

Luz parásita

Lámparas halógenas y trabajos de soldadura pueden emitir en el rango UV y provocar una señal de llama extraña.

Fotorresistencias y fotocélulas para llama amarilla

QRB1 y QRB3

Las QRB1 y QRB3 son fotorresistencias para llamas amarillas de gasóleo. El elemento sensible baja su resistencia con la luz: en oscuridad está en el orden de los megaohms y con llama baja al orden de los kiloohms. Su sensibilidad espectral máxima está alrededor de 600 nm, plenamente dentro del visible.

ModeloCarcasaSensibilidad
QRB1ANegraNormal
QRB1BRojaAlta
QRB1CAzulAlta, seleccionada
QRB3 / QRB3STubo industrial de protección de 17 mmNormal / alta

Datos comunes: IP40, clase de seguridad II, −20 a +60 °C y altitud máxima de 2 000 m. El cable del detector debe ir separado de los demás, especialmente del cable de alta tensión de encendido.

RAR9

RAR9 es un detector de fotocélula para llama amarilla de gasóleo. A diferencia de una fotorresistencia, es un detector activo: genera tensión continua al iluminarse.

DatoValor
VariantesRAR9 sin abrazadera; RAR9(1) con brida de radio; RAR9(2) con brida recta
Temperatura−20 a +60 °C
Longitud máxima de cable100 m
AdvertenciaNo poner en servicio después de un golpe o impacto.

Brahma FC y FT

En Brahma, FC7 y FC8 son fotorresistencias para combustible líquido: FC7 tiene visión lateral y FC8 visión frontal. FT11 y FT13 son fototransistores, no fotorresistencias ni reemplazos eléctricos directos de una FC. Trabajan entre 300 y 750 nm, con alimentación máxima de +12 Vcc y aplicación en gasóleo y biomasa.

FamiliaCarcasaSensibilidad o aplicación
FC7/R, FC8/RRojo1.5 a 5.5 lux
FC7/A, FC8/AAzul1.5 a 3.0 lux — la más sensible
FC7/V, FC8/VVerde3.0 a 5.5 lux — la menos sensible
FT11, FT13Verde, rojo o azulFototransistor para gasóleo y biomasa

En FT11 y FT13 hay polaridad y la compatibilidad se verifica en la tabla del fabricante y en el diagrama del equipo de mando. Cambiar una FC por un FT sin revisar el circuito no es una sustitución directa.

Protocolo de verificación en sitio

1. Corriente con llama a mínimo

Es la condición más exigente y la que primero se degrada.

2. Corriente con llama a máximo

La diferencia respecto a mínimo describe el estado del cabezal tanto como el del detector.

3. Corriente sin llama durante el barrido

Debe quedar por debajo del máximo admisible de luz parásita del equipo de mando. Una lectura alta puede indicar refractario incandescente, luz externa entrando al hogar o una llama residual.

4. Estabilidad de la lectura

Con instrumento analógico, observe la aguja durante treinta segundos. Una oscilación amplia es una falla en formación.

5. Inspección física

Revise ventana o lente limpia, cerámica íntegra, apuntamiento a la raíz de la llama y cable separado de alta tensión. Los códigos de bloqueo por ausencia de llama, luz extraña o pérdida de llama se tratan en el artículo de diagnóstico de fallas.

Antes de pedir un detector

Necesitamos el modelo y número de serie del quemador, el tipo exacto y color de carcasa del detector instalado, el equipo de mando, el combustible y, si la tiene, la lectura de corriente. Con esos datos podemos distinguir una refacción necesaria de un ajuste de cabezal.

Solicitar un detector

Las corrientes objetivo, longitudes de cable y compatibilidades dependen del equipo de mando y del modelo de quemador. El manual BALTUR y la hoja técnica del fabricante del detector prevalecen sobre cualquier valor general de esta guía.

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