紫外線火焰探測器是紫外火焰探測器的俗稱。紫外火焰探測器是通過探測物質燃燒所產生的紫外線來探測火災的,除了紫外火焰探測器之外,市場上還有紅外火焰探測器,也就是術語是線型光束感煙火災探測器。紫外火焰探測器適用于火災發生時易發生明火的場所,對發生火災時有強烈的火焰輻射或無陰燃階段的場所均可采用紫外火焰探測器。火焰探測紫外線傳感器需要傳感器本身耐高溫且靈敏度高。
紫(zi)外管(guan)有(you)兩種工作狀(zhuang)態,一(yi)種是爐膛、加(jia)熱器(qi)的熄火(huo)(huo)保護,管(guan)子一(yi)直(zhi)處在(zai)(zai)(zai)放電(dian)狀(zhuang)態;一(yi)種是對(dui)火(huo)(huo)情(qing)的報(bao)警,管(guan)子工作在(zai)(zai)(zai)非放電(dian)狀(zhuang)態。紫(zi)外管(guan)著重于氣(qi)(qi)體(ti)、液體(ti)燃(ran)料火(huo)(huo)焰(yan)的探(tan)測(ce),如(ru)天然氣(qi)(qi)、煤(mei)氣(qi)(qi)、石油液化氣(qi)(qi)、汽油、柴(chai)油、酒精等類物質,其火(huo)(huo)焰(yan)能(neng)見度低(di)、點燃(ran)快,有(you)爆(bao)炸危險,在(zai)(zai)(zai)燃(ran)燒時(shi)必(bi)須有(you)熄火(huo)(huo)保護,在(zai)(zai)(zai)火(huo)(huo)情(qing)預報(bao)時(shi)沒(mei)有(you)引燃(ran)階段,采(cai)用紫(zi)外探(tan)測(ce)比其他形(xing)狀(zhuang)的探(tan)測(ce)有(you)明顯的優(you)點;能(neng)在(zai)(zai)(zai)毫(hao)秒級時(shi)間內快速(su)反映(ying);可以避免可見光及爐壁紅(hong)外輻射的干(gan)擾,在(zai)(zai)(zai)我國城市逐漸燃(ran)料氣(qi)(qi)體(ti)化的過程中,鍋爐和加(jia)熱器(qi)的程序(xu)點火(huo)(huo)控制中應(ying)用越(yue)來越(yue)廣(guang)泛。
由(you)于紫外輻射是(shi)以光速傳遞(di)的(de),紫外管(guan)又能在(zai)毫秒級快速反映(ying),因此它可(ke)以用于易(yi)(yi)燃易(yi)(yi)爆(bao)場所,是(shi)人和(he)設備(bei)得到保護(hu)。監(jian)(jian)測(ce)系統(tong)(tong)的(de)基(ji)本功能是(shi)監(jian)(jian)測(ce)燃情并對火(huo)焰中斷做出(chu)(chu)反映(ying)。顯然(ran),進行(xing)連續監(jian)(jian)測(ce)是(shi)不經濟的(de)。但(dan)是(shi),必須防止認為(wei)的(de)操(cao)作(zuo)失誤而(er)造成(cheng)嚴(yan)重(zhong)事故(gu)。如果火(huo)焰熄滅(mie)(mie)而(er)未被發(fa)現,燃料就可(ke)能繼續流(liu)出(chu)(chu)和(he)積集。如未予注意而(er)重(zhong)新點火(huo),則可(ke)能引起積集的(de)燃料和(he)空氣(qi)的(de)混合(he)物發(fa)生爆(bao)炸,造成(cheng)人或設備(bei)的(de)巨大損(sun)失。所以雖然(ran)對火(huo)焰的(de)監(jian)(jian)測(ce)要(yao)求遠教監(jian)(jian)測(ce)火(huo)焰的(de)熄滅(mie)(mie)與否為(wei)多,但(dan)仍然(ran)需要(yao)監(jian)(jian)測(ce)系統(tong)(tong)以保證安全。
對(dui)監測(ce)(ce)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應時(shi)間要求嚴格,一(yi)般在(zai)(zai)(zai)(zai)火焰熄滅2-4秒內(nei)予以(yi)發(fa)現(xian)并切斷燃料供應。現(xian)代火焰檢(jian)測(ce)(ce)技術需要有(you)較好(hao)特性(xing)的(de)(de)(de)傳感(gan)器,其中(zhong)一(yi)些(xie)得到不(bu)斷的(de)(de)(de)完善,使用(yong)雙金屬元(yuan)件(jian)、燈泡、毛細管系統及(ji)電(dian)熱偶用(yong)熱的(de)(de)(de)變(bian)化來(lai)判明燃燒情況,這些(xie)方法(fa)只能(neng)在(zai)(zai)(zai)(zai)出(chu)現(xian)冷態時(shi)才能(neng)做出(chu)反(fan)(fan)應;用(yong)光(guang)(guang)敏元(yuan)件(jian)檢(jian)測(ce)(ce)燃燒中(zhong)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)(ke)見(jian)(jian)光(guang)(guang),因周圍區(qu)域被加熱到可(ke)(ke)(ke)見(jian)(jian)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)程度(du),使檢(jian)測(ce)(ce)反(fan)(fan)映時(shi)間滯后,并且對(dui)一(yi)些(xie)包括照明在(zai)(zai)(zai)(zai)內(nei)的(de)(de)(de)意外(wai)光(guang)(guang)亮也敏感(gan);紅外(wai)線(xian)檢(jian)測(ce)(ce)器雖然(ran)可(ke)(ke)(ke)以(yi)避免(mian)一(yi)些(xie)意外(wai)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)(ke)見(jian)(jian)光(guang)(guang)干擾,但加熱的(de)(de)(de)爐襯(chen)會輻射紅外(wai)線(xian)而(er)使反(fan)(fan)應滯后;在(zai)(zai)(zai)(zai)火焰中(zhong)設置(zhi)兩個電(dian)極(ji),利(li)用(yong)火焰的(de)(de)(de)導電(dian)性(xing)來(lai)檢(jian)測(ce)(ce),這種裝置(zhi)不(bu)能(neng)區(qu)別火焰導通(tong)(tong)的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)和由于燃燒引起的(de)(de)(de)積炭和污垢所導通(tong)(tong)的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)。
在紫(zi)外(wai)區燃燒(shao)產(chan)物是晦(hui)暗的(de)(de)(de)(de),應(ying)(ying)該使(shi)檢測對準火(huo)(huo)焰(yan)的(de)(de)(de)(de)前三(san)分(fen)之一。紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)輻(fu)(fu)射是燃燒(shao)的(de)(de)(de)(de)產(chan)物,因(yin)此(ci)在燃燒(shao)的(de)(de)(de)(de)界面(mian)(mian)上(shang)強(qiang)度大,在非預混火(huo)(huo)焰(yan),界面(mian)(mian)為(wei)表面(mian)(mian),對預混燃燒(shao)的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)焰(yan),界面(mian)(mian)在起端的(de)(de)(de)(de)三(san)分(fen)之一處。按比例預混的(de)(de)(de)(de)燃氣火(huo)(huo)焰(yan)有很高的(de)(de)(de)(de)紫(zi)外(wai)輻(fu)(fu)射;霧化燒(shao)油(you)、噴嘴混合(he)燒(shao)氣、煤粉火(huo)(huo)焰(yan)則表現為(wei)中等強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)紫(zi)外(wai)輻(fu)(fu)射。電(dian)弧富于紫(zi)外(wai)輻(fu)(fu)射,所以(yi)使(shi)用(yong)紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)傳感器(qi)(qi)應(ying)(ying)當十分(fen)注意(yi)防止電(dian)火(huo)(huo)花點火(huo)(huo)器(qi)(qi)或(huo)它的(de)(de)(de)(de)反射造成的(de)(de)(de)(de)誤檢。紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)傳感器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)所有看窗及透(tou)鏡都應(ying)(ying)采(cai)用(yong)石英玻璃等可(ke)透(tou)過紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)材料制成。
火(huo)(huo)焰(yan)檢(jian)測電極(ji)由于溫度的(de)限制,一般只限于較(jiao)小的(de)燒(shao)氣火(huo)(huo)焰(yan)。燒(shao)油(you)會(hui)在(zai)(zai)電極(ji)上結一層厚的(de)絕(jue)緣(yuan)(yuan)膜使它(ta)與火(huo)(huo)焰(yan)間產生(sheng)電絕(jue)緣(yuan)(yuan)。常使電極(ji)對(dui)引(yin)燃(ran)火(huo)(huo)嘴(zui)(zui)檢(jian)測,并用紫外線傳感器掃描主火(huo)(huo)嘴(zui)(zui)的(de)聯合檢(jian)測。檢(jian)試電極(ji)應放置在(zai)(zai)引(yin)燃(ran)火(huo)(huo)嘴(zui)(zui)和主火(huo)(huo)嘴(zui)(zui)的(de)界面上,而不(bu)(bu)應當放在(zai)(zai)引(yin)燃(ran)火(huo)(huo)嘴(zui)(zui)的(de)上方或者與它(ta)平行,這個位置不(bu)(bu)能(neng)超(chao)過額定溫度,并且不(bu)(bu)得與地(di)點(dian)接觸。在(zai)(zai)冶金爐內(nei)(nei)(nei)重油(you)燃(ran)燒(shao)火(huo)(huo)焰(yan)監(jian)視(shi)中(zhong)應當注意,燃(ran)燒(shao)室(shi)內(nei)(nei)(nei)溫度高于500℃時,會(hui)發(fa)生(sheng)燃(ran)料(liao)和空(kong)氣混合物的(de)自燃(ran)引(yin)爆,當燃(ran)燒(shao)室(shi)的(de)容積(ji)相當小時,爆炸(zha)的(de)危險增加數倍。在(zai)(zai)目前已知的(de)大多數火(huo)(huo)焰(yan)自動監(jian)視(shi)方法(fa)中(zhong),對(dui)重油(you)噴嘴(zui)(zui)和煤(mei)氣-重油(you)聯合燒(shao)嘴(zui)(zui)適(shi)用的(de)方法(fa)是無接觸法(fa),它(ta)使用的(de)紫外傳感器工作,很明(ming)顯(xian)多數波(bo)長在(zai)(zai)0.21~0.23微米范(fan)圍內(nei)(nei)(nei),在(zai)(zai)上述范(fan)圍內(nei)(nei)(nei)火(huo)(huo)焰(yan)的(de)輻射(she)是足夠強的(de),而爐子砌體的(de)輻射(she)極(ji)限波(bo)長在(zai)(zai)紅外線范(fan)圍,對(dui)傳感器完全不(bu)(bu)起作用。
由(you)于(yu)此種優越性(xing),避免了火焰(yan)熄滅時(shi)發(fa)出(chu)的(de)(de)錯誤信號。紫外線(xian)(xian)傳感器(qi)(qi)使用的(de)(de)安全期(qi)(壽(shou)命),由(you)它(ta)的(de)(de)工作(zuo)條件決定,環境(jing)溫(wen)度(du)低(di)(di)于(yu)50℃時(shi),連(lian)續使用壽(shou)命超過(guo)10000小時(shi),希望(wang)它(ta)裝在朝(chao)向火焰(yan)的(de)(de)工作(zuo)管(guan)冷端,需要時(shi)還可以強制供給冷卻空氣。紫外線(xian)(xian)傳感器(qi)(qi)的(de)(de)正常(chang)工作(zuo)壽(shou)命與工作(zuo)線(xian)(xian)路(lu)(lu)有(you)直(zhi)(zhi)接的(de)(de)關系,它(ta)的(de)(de)典型線(xian)(xian)路(lu)(lu)有(you)高(gao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)和低(di)(di)耗(hao)(hao)(hao)(hao)之(zhi)分,高(gao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)線(xian)(xian)路(lu)(lu)由(you)于(yu)電(dian)(dian)流大(da)可以直(zhi)(zhi)接帶動繼(ji)電(dian)(dian)器(qi)(qi),具有(you)線(xian)(xian)路(lu)(lu)簡單、維修方便(bian)等優點;但(dan)由(you)于(yu)今年來(lai)集成電(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)飛速發(fa)展,從(cong)設計(ji)上(shang)采用低(di)(di)耗(hao)(hao)(hao)(hao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)越來(lai)越多(duo)。低(di)(di)耗(hao)(hao)(hao)(hao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)不但(dan)耗(hao)(hao)(hao)(hao)電(dian)(dian)少,而且能有(you)效(xiao)地避免因放電(dian)(dian)電(dian)(dian)流大(da),消電(dian)(dian)離時(shi)間不夠長而引起自激現象(xiang)。阻容并(bing)聯的(de)(de)負載使管(guan)子(zi)放電(dian)(dian)面(mian)積(ji)加大(da)而時(shi)間縮短(duan),呈(cheng)脈沖(chong)狀態。
紫外(wai)線傳(chuan)感器工作在(zai)(zai)直流狀(zhuang)態必(bi)須(xu)有(you)足(zu)夠的(de)熄滅時間(jian)(2ms以(yi)上(shang)),這是(shi)因為紫外(wai)光敏管的(de)放(fang)電不會自行熄滅,而且放(fang)電管本身放(fang)電熄滅后(hou)很(hen)多游離的(de)亞穩(wen)(wen)態原子(zi)(zi),使第(di)二次放(fang)電容(rong)(rong)易得多,只有(you)足(zu)夠長的(de)時間(jian)這些(xie)亞穩(wen)(wen)態原子(zi)(zi)才能顯著減(jian)少(shao)。高(gao)速調溫燃燒(shao)(shao)器作為工業窖爐上(shang)的(de)新(xin)型節能燒(shao)(shao)嘴正(zheng)在(zai)(zai)推廣使用(yong),在(zai)(zai)使用(yong)中必(bi)須(xu)有(you)自動點火和火焰(yan)監視。在(zai)(zai)燃燒(shao)(shao)中經常(chang)有(you)一(yi)些(xie)雜志(zhi)向四周(zhou)噴射,容(rong)(rong)易將紫外(wai)線傳(chuan)感器前面的(de)透紫玻璃遮住(zhu),使用(yong)中必(bi)須(xu)注意加強(qiang)玻璃的(de)吹掃,經過特(te)殊(shu)設計(ji)的(de)壓縮空氣(qi)防(fang)塵(chen)(chen)罩不僅可(ke)以(yi)冷卻探頭,而且可(ke)以(yi)有(you)效防(fang)止粉塵(chen)(chen)在(zai)(zai)視窗上(shang)的(de)聚(ju)焦。
紫(zi)(zi)外(wai)(wai)火焰(yan)探(tan)測器是用(yong)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)光(guang)觸發的(de)(de),普通的(de)(de)擴散火焰(yan),能(neng)產生足夠強度(du)易鑒別的(de)(de)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)輻(fu)射光(guang),設計探(tan)測器時必須注意光(guang)譜(pu)范圍應(ying)(ying)(ying)在290nm的(de)(de)太陽輻(fu)射光(guang)以(yi)外(wai)(wai)。現有(you)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)傳感(gan)器是很(hen)有(you)效(xiao)的(de)(de),它(ta)能(neng)排(pai)除太陽輻(fu)射光(guang),還(huan)能(neng)有(you)效(xiao)地感(gan)應(ying)(ying)(ying)火焰(yan)發出的(de)(de)285nm以(yi)下的(de)(de)輻(fu)射光(guang)。其它(ta)元(yuan)件如(ru)碳(tan)化硅光(guang)敏二極管(guan)的(de)(de)靈敏度(du)很(hen)高,但對(dui)非火災的(de)(de)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)光(guang)分(fen)辨能(neng)力差。紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)傳感(gan)器是為保護特殊(shu)場所而(er)發展和應(ying)(ying)(ying)用(yong)的(de)(de),這(zhe)些地方的(de)(de)危(wei)險區距探(tan)測器近(jin),而(er)且探(tan)測器對(dui)火焰(yan)的(de)(de)選擇性(xing)可以(yi)被精(jing) 確到只感(gan)應(ying)(ying)(ying)火焰(yan)產生的(de)(de)特定波長(chang)的(de)(de)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)輻(fu)射光(guang)。紫(zi)(zi)外(wai)(wai)火焰(yan)探(tan)測器已成功地應(ying)(ying)(ying)用(yong)于抑爆系(xi)統(tong),并(bing)在低(di)壓(ya)室水滅火系(xi)統(tong)中作釋放(fang)裝置用(yong)。紫(zi)(zi)外(wai)(wai)管(guan)在火情(qing)報(bao)警上也(ye)可以(yi)配(pei)合感(gan)煙、感(gan)紅(hong)外(wai)(wai)、感(gan)溫探(tan)頭使用(yong),互相彌補(bu)不足,增加(jia)預報(bao)的(de)(de)可能(neng)性(xing),如(ru)現代化計算機房、電力系(xi)統(tong)、石油(you)化工系(xi)統(tong)等要求(qiu)高的(de)(de)場所。
高(gao)(gao)靈敏度的(de)(de)(de)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)管可以檢測(ce)距7~10米的(de)(de)(de)打火(huo)機火(huo)焰,故也(ye)可作(zuo)為(wei)禁煙場所的(de)(de)(de)警鈴(ling)使用(yong)。在(zai)自動控制中紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)探頭和(he)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)光(guang)(guang)源(yuan)組(zu)成控制系(xi)統,避免外(wai)(wai)(wai)(wai)界雜散(san)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)干擾(rao),探測(ce)器信號(hao)經(jing)過處(chu)理(li)后啟動后級(ji)控制系(xi)統。例如,由于(yu)它(ta)只響(xiang)應(ying)260nm以下的(de)(de)(de)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)輻射(she),能在(zai)放(fang)映中把電(dian)影片的(de)(de)(de)斷頭,裂紋及時檢查出來防(fang)止擴大損害。紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)管目前研制中主要是(shi)提(ti)高(gao)(gao)靈敏度、可靠性、一致性,降低成本,國外(wai)(wai)(wai)(wai)正在(zai)進行不(bu)同種類的(de)(de)(de)燃燒發出紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)線的(de)(de)(de)強峰(feng)值探測(ce)的(de)(de)(de)分類研究(jiu)。紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)管的(de)(de)(de)缺(que)點是(shi)工作(zuo)電(dian)壓高(gao)(gao),不(bu)能區(qu)分電(dian)弧紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)干擾(rao),使用(yong)受(shou)到一定的(de)(de)(de)局(ju)限(xian)。以Cs-Te為(wei)光(guang)(guang)電(dian)陰極(ji)的(de)(de)(de)真(zhen)空光(guang)(guang)電(dian)管工作(zuo)電(dian)壓低(6V、15V),光(guang)(guang)譜范圍是(shi)185~350nm,適合紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)(wai)輻射(she)量的(de)(de)(de)檢測(ce),其輸出電(dian)壓是(shi)連續(xu)而且微弱,不(bu)合適作(zuo)開(kai)關使用(yong)。