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火焰探测器--工作原理和技术发展抉择方向分析
新闻分类:  技术资讯    浏览:2753    日期:2012/07/14    
    紫外线传感器只对185~260nm狭窄范围内的紫外线进行响应,而对其它频谱范围的光线不敏感,利用它可以对火焰中的紫外线进行检测。


    但对于传统的紫外光电管器件,因为结构设计和制备工艺的限制,其噪声和敏捷度是一个互相矛盾的参数。

    紫外火焰探测器是敏感高强度火焰发射紫外光谱的一种探测器,它使用一种固态物质作为敏感元件,如碳化硅或硝酸铝,也可使用一种充气管作为敏感元件。


    常规的紫外火焰检测器,直接检测火焰中180-260nm的紫外光谱,检测的目标也十分明确,响应速度也比较快。


火焰探测的基本原理


    火焰的辐射是具有离散光谱的气体辐射和伴有连续光谱的固体辐射,其波长在0.1-10μm或更宽的范围,为了避免其他信号的干扰,常利用波长<300nm的紫外线,或者火焰中特有的波长在4.4μm四周的CO2辐射光谱作为探测信号。


    红外光探测器基本上包括一个过滤装置和透镜系统,用来筛除不需要的波长,而将收进来的光能会萃在对红外光敏感的光电管或光敏电阻上。市场上的火焰检测器主要有感烟传感器、红别传感器和紫外光敏管,即使是采用多信息融合技术的火焰探测系统,管式电炉其检测的信息来源也主要是这三个方面。即扩散火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探测器。

     紫外火焰探测技术,使系统避开了最强盛的天然光源一太阳造成的复杂背景,使得在系统中信息处理的负担大为减轻。根据火焰的光特性,目前使用的火焰探测器有两种:一种是对波长较短的光辐射敏感的紫外探测器,另一种是对波长较长的光辐射敏感的红外探测器。

    它由紫外光敏探头和放大器组成,不足之处是:敏捷度差,检测间隔小于15m,不能抗雷电的干扰,存在一定的误报率,因此只能用在间隔较短的封锁环境,如加热炉、产业锅炉等地方。到达大气层下地面的太阳光和非透紫材料作为玻壳的电光源发出的光波长均大于300nm,故火焰探测的220m-280nm中紫外波段属太阳光谱盲区(日盲区)。

    需要基于现有或新发展的探测原理方法,与其它学科技术交叉,通过改进信号采集和处理等方法来改善系统机能。用这种方式检测火焰有很大的弊病,有良多物质燃烧时不产生烟雾(如自然气、乙醇、甲醇等),并且检测间隔较短,传感器必需在烟雾最浓的位置,箱式炉可见当火焰发生到烟雾浓密,然后报警,在有的场合可能为时太晚。所以其敏捷度比较差,检测间隔小,不能抗雷电的干扰,存在一定的误报率。如石油、火药等化工制造的出产存放场所等。


火焰探测报警器技术的现状


    国标中对于点型紫外火焰探测器的响应划定30s均可接受,但因为科技的提高,市场上的火焰探测报警产品的响应时间性均能知足这个时间范围,但对于实际应用和安防要求而言这是必需的,而且对指标和机能要求越来越高。

    需将敏捷度控制在一个合适的水平,过高的敏捷度对器件的低噪声指标是十分难题的,由于敏捷度和噪声信号都是由光敏管发出,传统的检测器会将两种信号同时放大。


    针对不同类型火焰探测器的特点限制,怎么融入火灾探测报警需要的实时性和正确性,火焰探测的高速响应、远间隔探测(针对不同场所而言)、正确无误报等特性就成为火焰探测技术必需解决的挫折。鉴于紫外火焰探测自身的长处和探测系统的易实现性、和探测间隔的扩展性,电炉所以对紫外光敏管加入智能火焰探测模块,通过采用放大电路、信号处理和数字滤波技术,改善了市场上现有火灾报警系统存在的不足,这也是我们研究ZJM-6火焰检测器的初衷。

    火焰探测器又称感光式火灾探测器,它是用于响应火灾的光特性。海内的大部门报警系统响应时间在S级,国外顶级公司日本滨松、美国MSA等其响应速度最快可达到ms级,管式炉可查阅的国外顶级的火焰检测器探测间隔为500米,不能用在更远间隔火焰探测中传统的火焰探测传感器存在以下不足。


    烟雾传感器,这是一种火焰间接检测器,当火焰产生后烟雾也跟着产生。与红外探测器比拟,紫外探测器更为可靠,且具有高敏捷度、高输出、高响应速度和应用线路简朴等特点。   火焰探测器:物质燃烧时,在产生烟雾和放出热量的同时,也产生可见或不可见的光辐射。

    当烟雾达到一定的浓度时发出报警信号。所以可靠性较高,加之它是光子检测手段,因而信噪比高,具有极微弱信号检测能力,除此之外,它还具有反应时间极快的特点。因而充气紫外光电管正日益广泛地应用于燃烧监控、火灾自报警、放电检测、紫外线检测、及紫外线光电控制装置中。


    火焰探测器宜安装在有瞬间产生爆炸的场所。


    热开释红外火焰检测器,直接检测火焰中波长为4.35±0.15μm的红外光谱,检测目标比较明确,它由热开释探头和放大器组成,不足之处是:这种类型的传感用具有压电性,对声音电磁波以及震惊都十分敏感,所以使用的地方受到一定的限制,它的检测间隔小于80m。

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