火焰光度检测器-FPD(SFPD 、DFPD 、PFPD) 一．概述 1．FPD是1966年问世的，它是一种高灵敏度、高选择性的检测器，对含磷、硫的有机化合物和气体硫化物特别敏感。 2．主要用来检测 ⑴ 油精馏中硫醇、COS、H2S、CS2、、SO2； 0 水质污染中的硫醇； ⑵ 空气中H2S、SO2、CS2； 0 农药残毒； 0 天然气中含硫化物气体。 3．FPD检测硫化物是目前最好的方法，为了提高FPD灵敏度和操作特性，在单火焰气体的流路形式上作了多种尝试，随后设计出了双火焰光度检测器（DFPD），但没有从根本上解决测硫灵敏度 和操作特性欠佳的缺点，最近几年在市场上又推出了脉冲火焰光度检测器（DFPD），无论在测硫、 测磷的灵敏度和选择性都有了成百倍的提高。也可以说，在测磷方面已没有必要再推荐氮磷检 测器了，测硫也基本上满足了当前各领域分析的要求。 二．FPD简明工作原理 FPD实质上是一个简单的发射光谱仪，主要由四部分组成： 1．光发射源是一个富氢火焰（H2 ：O2> 3 ：1），温度可达2000 ~ 3250 ℃ ； 2．波长选择器，常用波长选择器有干涉式或介质型滤光片； 3．接收装置包括光电倍增管（PMT）和放大器，作用是把光的信号转变成电的信号，并适当放大； 4．记录仪和其它的数据处理。 FPD简明工作原理为：当含磷、硫的化合物，在富氢火焰中燃烧时，在适当的条件下，将发射一系列的特征光谱。其中，硫化物发射光谱波长范围约在300 ~ 450nm之间，最大波长约在 394nm 左右；磷化合物发射光谱波长范围约在480 ~ 575nm之间，最大波长约在526 nm左右。 含磷化合物，一般认为首先氧化燃烧生成磷的氧化物，然后被富氢焰中的氢还原成HPO，这个被火焰高温激发的磷裂片将发射一定频率范围波长的光，其光强度正比于HPO的浓度，所以 FPD 测磷化合物响应为线性。 含硫的化合物在富氢火焰中燃烧，在适当温度下生成激发态的S2*分子，当回到基态时，也发射某一波段的特征光。它和含磷的化合物工作机理的不同是：必须由两个硫原子，并且在适当的温度 条件下，方能生成具有发射特征光的激发态S2*分子，所以发射光强度正比于S2*分子，而S2*分子与SO2的浓度的平方成正比，故FPD测硫时，响应为非线性，但在实际上，硫发射光谱强度（IS2 * ）与 n 含硫化物的质量、流速之间的关系为IS2=I0[SO2]，式中：n不一定恰好等于2，它和操作条件以及化合物的种类有很大的关系，特别是在单火焰定量操作时，若以n = 2计算将会造成很大的定量误差。三. 双火焰光度检测器（DFPD） 双火焰光度检测器（DFPD）,克服了单火焰的响应依赖于火焰条件与样品种类的缺点，使响应仅和样品中的硫（磷）的质量有关，并在检测硫时基本遵循平方关系。DFPD工作原理是使用了两个空 气-氢气火焰，将样品分解区域与特征光发射测量区域分开，即从柱流出的样品组分首先与空气混合，然后与过量的氢气混合，在第一个火焰喷嘴上燃烧。第一个火焰将烃类溶剂和复杂的组分分解成比 较简单的产物，这些产物和尚未反应的氢气再与补充的空气相混合，这时的氢气含量仍稍过量，既
谈谈火焰检测装置的应用 1.引言 炉膛安全监控系统(FSSS)是防止因易燃物积聚和误操作而造成锅炉事故,保证锅炉安全运行的重要措施,火焰检测装置是FSSS的关键设备,FSSS 能否投运成功,在很大程度上取决于火焰检测装置动作的正确与可靠。火焰检测装置一般由探头、信号电缆、运算放大处理器组成。目前,国内火电厂火焰检测装置的应用有常规火焰检测装置和图像火焰检测装置。 2.常规火焰检测装置 常规火焰检测装置大多是基于对光能强度的检测,主要是可见光、红外线、紫外线,其基本原理是根据火焰的强度和脉动频率来判断炉膛火焰的存在与否,这类装置存在着“偷看”和火焰特征区瞄准的问题,对探头的安装要求比较严格,不同煤种、不同负荷、不同风粉比对燃料的着火点造成影响。 2.1可见光火焰检测装置 该装置利用炉膛燃料(煤粉、油、天然气)燃烧时辐射出具有一定强度和脉动性的可见光(400---700nm波长)来判断火焰是否存在。不同的火焰检测装置,探头输出信号形式不同:一种是直接输出不经处理的毫伏级信号;另一种是输出4---20mA标准信号,在探头可调整火焰增益放大系数,4---20mA 标准信号传输方式能提高带负载和传输过程中抗干扰的能力。火焰检测装置提供4---20mA模拟量和开关量信号输出,用以火焰显示和控制保护。 可见光火焰检测装置八十年代初期开始应用于电站锅炉,国内火电厂目前普遍采用。 2.2红外火焰检测装置 该装置利用炉膛燃料燃烧时辐射出的近红外线(700---3200nm波长)对燃烧器火焰进行检测,适用于燃油、燃气燃烧的火焰检测,而在燃煤锅炉燃烧器火焰检测的应用则较少。 红外火焰检测装置七十年代未期开始应用于电站锅炉。。
火焰光度检测器F P D 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
火焰光度检测器-FPD(SFPD 、DFPD 、PFPD) 一．概述 1． FPD是 1966年问世的，它是一种高灵敏度、高选择性的检测器，对含磷、硫的有机化合物和体硫化物特别敏感。 2．主要用来检测 ⑴ 油精馏中硫醇、COS、 H2S、 CS2、 SO2； 0 水质污染中的硫醇； ⑵ 空气中H2S、SO2、CS2； 0 农药残毒； 0 天然气中含硫化物气体。 3． FPD检测硫化物是目前最好的方法，为了提高 FPD灵敏度和操作特性，在单火焰气体的流路式上作了多种尝试，随后设计出了双火焰光度检测器（DFPD），但没有从根本上解决测硫灵敏 和操作特性欠佳的缺点，最近几年在市场上又推出了脉冲火焰光度检测器（DFPD），无论在测 测磷的灵敏度和选择性都有了成百倍的提高。也可以说，在测磷方面已没有必要再推荐氮磷检 测器了，测硫也基本上满足了当前各领域分析的要求。 二．FPD简明工作原理 FPD实质上是一个简单的发射光谱仪，主要由四部分组成： 1．光发射源是一个富氢火焰（H2 ：O2> 3 ：1），温度可达2000 ~ 3250 ℃ ； 2．波长选择器，常用波长选择器有干涉式或介质型滤光片； 3．接收装置包括光电倍增管（PMT）和放大器，作用是把光的信号转变成电的信号，并适当放大4．记录仪和其它的数据处理。 FPD简明工作原理为：当含磷、硫的化合物，在富氢火焰中燃烧时，在适当的条件下，将发射一系列的特征光谱。其中，硫化物发射光谱波长范围约在 300 ~ 450nm之间，最大波长约在 39左右；磷化合物发射光谱波长范围约在 480 ~ 575nm之间，最大波长约在 526 nm左右。 含磷化合物，一般认为首先氧化燃烧生成磷的氧化物，然后被富氢焰中的氢还原成 HPO，这个被火焰高温激发的磷裂片将发射一定频率范围波长的光，其光强度正比于 HPO的浓度，所以 FP 测磷化合物响应为线性。 含硫的化合物在富氢火焰中燃烧，在适当温度下生成激发态的S2*分子，当回到基态时，也发射某一波段的特征光。它和含磷的化合物工作机理的不同是：必须由两个硫原子，并且在适当的温度条件下，方能生成具有发射特征光的激发态S2*分子，所以发射光强度正比于S2*分子，而S2*分子与SO2的浓度的平方成正比，故FPD测硫时，响应为非线性，但在实际上，硫发射光谱强度（IS2）与含硫化物的质量、流速之间的关系为IS2=I[SO2]，式中：n不一定恰好等于2，它和操作条件以及化合物的种类有很大的关系，特别是在单火焰定量操作时，若以n = 2计算将会造成很大的定量误差三. 双火焰光度检测器（DFPD） 双火焰光度检测器（DFPD）,克服了单火焰的响应依赖于火焰条件与样品种类的缺点，使响应和样品中的硫（磷）的质量有关，并在检测硫时基本遵循平方关系。DFPD工作原理是使用了两个空气-氢气火焰，将样品分解区域与特征光发射测量区域分开，即从柱流出的样品组分首先与空气混然后与过量的氢气混合，在第一个火焰喷嘴上燃烧。第一个火焰将烃类溶剂和复杂的组分分解成比较简单的产物，这些产物和尚未反应的氢气再与补充的空气相混合，这时的氢气含量仍稍过量，既 1
Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2013, 3, 336-343 https://www.doczj.com/doc/d310654737.html,/10.12677/csa.2013.38059 Published Online November 2013 (https://www.doczj.com/doc/d310654737.html,/journal/csa.html) Survey of Flame Detection Based on Video* Xiyin Wu1,2, Yunyang Yan1,2#, Jing Du1,2, Yi’an Liu2 1School of Internet of Things Engineering, Jiangnan University, Wuxi 2Faculty of Computer Engineering, Huaiyin Institute of Technology, Huaian Email: keweiwxy@https://www.doczj.com/doc/d310654737.html,, #areyyyke@https://www.doczj.com/doc/d310654737.html, Received: Oct. 25th, 2013; revised: Nov. 13th, 2013; accepted: Nov. 19th, 2013 Copyright ? 2013 Xiyin Wu et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unre-stricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract: The traditional fire detection system is an unsatisfactory way of detecting fire based on some sensors. As an effective type of early fire detection technology, video fire detection has received extensive attention recently with the improvement of technology of computer and digital image process. The process of video fire detection is shown here. The flame image characters are discussed such as the static characteristics in single frame and dynamic characteristics in multiple frames. Some typical methods of fire image feature extraction are presented. Then the fusion algorithm with multiple features is classified and summarized. Finally, the development of video fire detection is prospected. Keywords: Flame Detection; Feature Extraction; Feature Fusion; Survey 视频火焰检测综述* 吴茜茵1,2，严云洋1,2#，杜静1,2，刘以安1 1江南大学物联网工程学院，无锡 2淮阴工学院计算机工程学院，淮安 Email: keweiwxy@https://www.doczj.com/doc/d310654737.html,, #areyyyke@https://www.doczj.com/doc/d310654737.html, 收稿日期：2013年10月25日；修回日期：2013年11月13日；录用日期：2013年11月19日 摘要：基于传感器的传统火灾检测系统已经不能满足实际需求。随着计算机技术和数字图像处理技术的发展，视频火焰检测作为一种新型有效的早期火灾探测技术，已经受到人们的广泛关注。本文介绍了视频火焰检测流程，着重分析火焰的图像特征，包括基于单帧的静态特征和基于多帧的动态特征，并探讨了典型的特征提取算法，对多特征融合算法进行了分类比较，最后展望了视频火焰检测的发展趋势。 关键词：火焰检测；特征提取；特征融合；综述 1. 引言 由于火灾的频发性，尽早预防和避免火灾事故越来越重要。现今使用的火灾探测系统一般基于传感器[1]，主要分为静电式、感温式、感光式和复合式。这些传感器大都是对颗粒、空气湿度、温度、透明度、烟雾等物理采样进行检测[2]，虽然成本低、见效快，但存在适用空间有限、易受干扰、误报率高、智能度低、不适合在恶劣条件下检测等局限性。 近年来，随着视频监视设备的普及和视频图像处理技术的发展，研究者们将目光转向了视频火焰检测(Video Fire Detection, VFD)。摄像机采集信号后，将视频图像信息输入嵌入式处理单元或计算机，利用图像处理、特征提取、模式识别等相关算法判断有无火 *资助信息：教育部科学技术研究重大项目(311024)；江苏省“333工程”；江苏省“青蓝工程”资助；淮安市“533”资助；江苏省高校自然科学基金项目(12KJB520002)。 #通讯作者。
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。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。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。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。 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。 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，而将收进来的光能聚集在对红外光敏感的光电管或光敏电阻上。 火焰探测器宜安装在有瞬间产生爆炸的场所。如石油、炸药等化工制造的生产存放场所等。 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附近的CO2辐射光谱作为探测信号。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。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）。紫外火焰探测技术，使系统避开了最强大的自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。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。与红外探测器相比，紫外探测器更为可靠，且具有高灵敏度、高输出、高响应速度和应用线路简单等特点。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。 但对于传统的紫外光电管器件，由于结构设计和制备工艺的限制，其噪声和灵敏度是一个互相矛盾的参数。一般而言，需将灵敏度控制在一个合适的水平，过高的灵敏度对器件的低噪
应用案例 红外热像仪能够进行全天候24/7自 动化远程监控，是一款理想的监测工 具。除此之外，红外热像仪避免了紫 外线(UV)火炬探测器、火炬电离光 谱分析仪、热电偶和点温仪等监测技 术中相关的技术和成本问题。 FLIR红外热像仪 ? 检查燃烧程度，最大限度降低未 燃烧污染物 ? 通过可视化和有声报警不断报告 不完全燃烧 ? 通过电视或电脑显示器提供远程 可视化监测 ? 提供量化的温度读数 ? 可通过电子邮件和内网连接通知 工厂管理层 ? 可通过以太网连接至中央控制室 ? 每周七天全天候工作 火炬燃烧是一个复杂过程 火炬系统通常是防止危险烃类污染物 进入大气的最后一道防线。例如甲 烷，不仅是可燃气体，而且温室效应 程度是CO2的23倍。工厂经理需即 刻知晓火炬塔是否不完全燃烧，并迅 速点燃未燃烧气体以预防工厂关闭。 在引燃火炬监测与火炬塔检测中屡次 尝试了各种不同技术，取得了不同程 红外热像仪用于火焰监测 许多行业使用火炬塔燃烧多余的废气副产品，或燃烧工厂固定设备意外超 压时由泄压阀释放的易燃气体。 应用范围包括油气钻井操作、炼油厂、石化工艺装置、天然气输送基础设 施和垃圾填埋场。在相当多的案例中，法规要求对火炬塔的火炬或引燃火 炬进行检测，以避免未燃烧的碳氢化合物进入大气。 FLIR A310红外热像仪 尽管肉眼无法看到，但红外热像仪可监测到火炬是 否在燃烧。如果火炬没有燃烧，有害气体会进入大 气层，热像仪会发出报警，相关人员可立即采取行 动。
应用案例 如需了解有关红外热像仪或此应用的更多信息，请联系： FLIR中国公司总部： 前视红外热像系统贸易（上海）有限公司 全国咨询热线：400-683-1958邮箱：info@https://www.doczj.com/doc/d310654737.html, https://www.doczj.com/doc/d310654737.html, 图片仅供说明之用，显示图像可能不代表该热像仪的实际分辨率 度的成功。但大多数技术无济于事，或技术薄弱，无法将燃烧效率的重要指标——燃烧烟雾降至最低。其中一个问题是火炬口的气流量大小不一，即从气体净化正常操作期间的小流量，到打开应急泄压阀或工厂大排污期间的大流量。由此引起的火炬大小和亮度以及产生的烟雾量取决于易燃物质的释放量。可以通过在气流中注入空气或蒸汽等辅助气体来提高燃烧率，减少烟雾量。 FLIR红外热像仪提供解决方案 FLIR红外热像仪可识别火炬塔火焰和周围环境（通常是天空或云）热信号中 的温差。除检测火炬塔火炬外，这些热像仪也可用作监测引燃火炬。一般而言，热像仪安装在防水壳体内的基座或其他刚性结构上，从而保护热像仪免遭恶劣天气条件破坏。热像仪的光谱响应和校准功能允许其透过空气中的水汽进行侦测，以获得 T 820230 {E N _u k }_A 火炬塔或引燃火炬的良好图像和相关温度值。使用FLIR红外热像仪获取的图像甚至能使观察者检测到因火炬成分或气流量较小而肉眼看不见的烟囱火焰。 红外热像仪解决了紫外线火炬探测器容易被烟雾遮蔽的相关问题。热图像和可见光图像能以模拟数据或数字化数据的形式实时发送至中央控制室。自动化控制 除对烟囱火焰和烟雾进行可视化监测外，同样还实现了辅助气体对废气比率的自动化控制。如果能正确调整该比率， 就能提高燃烧效率，将烟雾量最小化。情况混乱之时，需要立刻调整风量或蒸汽量，以维持适当燃烧。此外，自动化辅助气体注入控制有助于避免蒸汽消耗过度，节约大量成本。 FLIR A310红外热像仪具有优化自动化控制的多项功能。起初，热像仪能感应到火焰的温度和大小，以及控制方案中的关键因素。校准数据可使用无线接入点、光纤电缆或CAT-6以太网电缆通过A310以太网端口传输至运行辅助气体控制程序的可编程控制器(PLC)或电脑中。如果数据超出用户的预设限制，红外热像仪会通过数据I/O端口向控制室发生报警信号。此外，任何时候只要达到数据设定值，A310红外热像仪也可以配置为自动通过以太网简单邮件传输协议(SMTP)或FTP协议向计算机发送数值数据和图像，从而为后续审查备案。 带外壳和以太网接口的A310红外热像仪 可选通信适配器（无线或有线） 玻璃纤维或CAT-6铜线电缆 以太网端口 数据存储 服务器 用户 用户 工厂网络 火炬检测装置示意图 红外图像可清晰侦测肉眼无法看到的火焰。
第1章概述 1.1 用途 火焰检测设备是火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）中的关键设备，它的作用贯穿于从锅炉启动至满负荷运行的全过程，用于判定全炉膛内或单元燃烧器火焰的建立/熄灭或有火与无火，当发生全炉膛灭火或单元燃烧器熄火时，火焰检测设备触点准确动作发出报警，依靠FSSS系统连锁功能，停止相应给粉机、磨煤机、燃油总阀或一次风机等的运行，防止炉膛内积聚燃料，异常情况被点燃引起锅炉爆炸恶性事故的发生，因此设备性能即设备运行的可靠性与检测的准确性直接关系到机组的运行安全与稳定性，ZHJZ-IV型火焰检测器适用于按各种方式分类的锅炉，包括按燃料类型分为燃油、燃煤、燃气锅炉，按机组容量分类的各种大中小型锅炉，按炉型分类的四角切圆燃烧、对冲燃烧、循环流化床等各种锅炉。 1.2 火焰检测原理 油、煤或气体燃料的燃烧其实质是燃料化学能以电磁波的形式释放，燃烧器火焰一般都能发射几乎连续的发光光谱，其发射源是燃烧过程中生成的高温炭素微粒子、微粉炭粒子群和气体等，不同的燃料燃烧过程中的中间产物不完全相同或中间产物的所占比例各不相同，不同的燃烧中间产物所发射的光谱不完全一样，这是选择不同类型火焰检测器依据，C2发射可见光（发射波长为473.7纳米左右）、CH化合物发射紫外到蓝光区波段的光谱、炭素粒子群发射红光区光谱、CO2、H2O和SO2等三原子气体发射红外光，不同燃料的光谱分布特性是油火焰含有大量的红外线、部分可见光、和少量紫外线，煤粉火焰含有少量紫外线、丰富的可见光和少量红外线。气体火焰有丰富的紫外线、红外线和较少的可见光，而且对于单只燃烧器火焰，其辐射光谱沿火焰轴线分布是有规律的，例如煤粉锅炉中煤粉燃烧器沿轴线从里至外分为4个区域即预热区、初始燃烧区、安全燃烧区和燃尽区，在初始燃烧区不但可见光较丰富而且能量辐射率变化聚烈，因此火焰检测探头准确对准燃烧器的初始燃烧区是最佳选择。 ZHJZ-IV型火焰检测器的火焰检测设备是一种间接辐射型可见光式火焰检测设
火焰检测 火焰有着与众不同的特征，他的颜色、温度、形状以及跳动的形式都可以作为识别的依据。下面，我们将从火焰的静态特征和动态特征两方面入手进行火焰识别。 静态特征（颜色与形状） 首先，火焰有着与众不同的颜色特征。描述其颜色的模型有很多，图7就是其中一种，它可以由RGB空间经过简单比较计算得到。 图7 火焰颜色分布图 由上图，任何RGB图像中只要满足R>=G且G>B的颜色都可以看作是火焰。图8中显示了由该模型对各种火焰的检测结果。虽然这种模型的误报会很多，但可以作为最初始的筛选手段排除掉最不可能是火焰的物体。 图8 火焰图片（上行）及相应颜色检测结果（下行） 火焰的外形也是用来识别的重要特征。一种模型是采用嵌套式轮廓模型。它
默认火焰存在一个或几个燃烧点，火焰从这些燃烧点一层层的向外扩散。越到外层的地方其形状的可边度越大，而且是连续的。图9展示了一个燃烧点的火焰模型，它由三层火焰轮廓组成，对于其右侧图10中的火焰经过该模型捕捉得到图11结果。 图9 火焰模型 图10 火焰图片 图11 符合模型的火焰 动态特征（频率） 火焰是跳跃着的，或者说是移动变化着的。初看起来没有什么规律，其实，经研究发现，火焰的外焰部分的运动存在一定频率。从图12中红色标出的火焰外焰部分来看，这些像素点在经历着有火焰和无火焰两种状态的切换，这个切换的频率经过计算是10HZ 。这样，我们通过捕捉这个10赫兹的特征可以进一步确认是否有火焰的存在。 图12 火焰外焰部分 图13 外焰运动存在一定频率 除此之外，火焰的运动是有能量变化的。燃烧的物理变化和化学变化造成了火焰能量的不均衡分布。这点可以作为区分火焰与其他颜色相似运动物体的特征。图14中红色衣服上被黑色边框划出的区域能量变化在其右侧显示，可见衣服的能量分布是均匀的（显示为均一灰色，没有亮暗变化）。与之对比，火焰的能量变化就显得非常不均匀，在能量分布图上看得到明显的亮暗变化。
火焰检测原理 燃烧火焰具有各种特性，如发热程度、电离状态、火焰不同部位的辐射、光谱及火焰的脉动或闪烁现象、差压、音响等，均可用来检测火焰的“有”或“无”。以煤、油作为 燃料的锅炉在燃烧过程中会辐射红外线(IR)、可见光和紫外线(UV)。 所有的燃料燃烧都辐射一定量的紫外线和大量的红外线，且光谱范围涉及红外线、可见光及紫外线。因此，整个光谱范围都可以用来检测火焰的“有”或“无”。由于不同种类的燃料，其燃烧火焰辐射的光线强度不同，相应采用的火焰检测元件也会不一样。一般说来，煤粉火焰中除了含有不发光的CO2和水蒸气等三原子气体外，还有部分灼热发光的焦炭粒子和炭粒，它们辐射较强的红外线、可见光和一些紫外线，而紫外线往往容易被燃烧产物和灰粒吸收而很快被减弱，因此煤粉燃烧火焰宜采用可见光或红外线火焰检测器。而在用于暖炉和点火用的油火焰中，除了有一部分CO2和水蒸气外，还有大量的发光碳黑粒子，它也能辐射较强的可见光、红外线和紫外线，因此可采用对这三种火焰较敏感的检测元件进行测量。而可燃气体作为主燃料燃烧时，在火焰初始燃烧区辐射较强的紫外线，此时可采用紫外线火焰检测器进行检测。除辐射稳态电磁波外，所有的火焰均呈脉动变化。因此，单燃烧器工业锅炉的火焰监视可以利用火焰脉动变化特性，采用带低通滤波器(10—20Hz)的红外固体检测器(通常采用硫化铅)。但电站锅炉多燃烧器炉膛火焰的闪烁规律与单燃烧器工业锅炉不大一样，特别是在燃烧器的喉口部分，闪烁频率的范围要宽得多。硫化铅(PbS)感测器，这是一种硫化铅光敏电阻，其特点是对红外线辐射特别敏感。燃料在燃烧时，由化学反应产生闪烁的红外线辐射，使硫化铅光敏电阻感应，转变成电信号，再经放大器处理后，输出4－20mA或0－10V的模拟量。在光谱中，红外线的波长为Page 3 of 43 600nm以上，而这种硫化铅感测器的光谱灵敏度为600nm－3000nm，对绝大部分红外线辐射都可以有效采集，同时还涵盖了部分可见光中的红光，这样充分保证采集到火焰信号的真实性。 磷化钾(GaP)感测器，它是一种磷化钾光敏电阻，其特点是对紫外线辐射特别敏感。燃料在燃烧时，由化学反应产生闪烁的紫外线辐射，使磷化钾光敏电阻感应，转变成电信号，再经放大器处理后，输出4－20mA或0－10V的模拟量。在光谱中，紫外线的波长小于380nm，而这种硫化铅感测器的光谱灵敏度为190nm－550nm，对绝大部分紫外线辐射都可以有效采集，同时还涵盖了大部分可见光中的紫光，同样这样充分保证采集到火焰信号的真实性。多燃烧器炉膛在有火和无火时单只燃烧器时的火焰闪烁频率分布。由此可见，在低频范围(10
燃气热水器交流火焰检测电路 由于变压器输出交流信号，燃气燃烧产生离子体，火焰产生正负极离子体，当交流信号到达火焰检测信号探针处，交流信号可在火焰上形成通路，从而火焰起到一个二极管整流作用，使火焰探针左侧的电容充电，产生一个负电压，经过比较器后变成低电平.......... 火焰检测反馈电路 如图所示，焰检测反馈电路由单片机，**管Q5、Q6，就压管T2及IC1等元器件组成。当工作时单片机在给点火控制电路信号的同时也把触发信号加到了Q5的基极，使Q5饱和导通，由Q6及T2组成的电感三点式自激振荡电路得电起振工作，振荡电路工作后在T2的次级绕组上感应出一个约150V的交流脉冲电压，此电压的一端通过电容C6和电阻R15后由连接导线连接到安装在燃烧器旁的火焰探测针上，当燃气被点燃燃烧时，因火焰本身所具有的单向导电特性（二级管特性），通过C6及R15加到火焰探测针上的交流脉冲电压被火焰整流，整流后产生的离子电流给电容C7充电，在C7上形成一个下正上负的充电电压，C7上端的负电压通过R17加到IC1比较器的负端上，使IC1比较器的负端电位低于正端电位，迫使IC1比较器反转，由原来输出的低电平反转为高电平，再将此高电平信号送到单片机的火焰信号检测输入口上。 当燃气灶意外熄火时，通过C6及R15加到火焰探测针上的150V交流脉冲电压呈现开路状态，IC1比较器的负端由于R19的作用而使电
位高于比较器的正端，迫使IC1比较器反转，由原来的高电平反转为低电平状态，输出的低电平信号送到单片机的火焰信号检测输入口上。当火焰探测针发生严重漏电或火焰探测针与机体短路时，T1次级绕组上的150V交流脉冲电压通过R15及C7构成回路，因电容的线性对交流电短路，IC1比较器的负端由于R19的作用而高于正端电位，使比较器反转，输出低电平，此低电平信号输入到单片机的火焰信号检测口上，这样，单片机通过火焰信号检测输入端电平的高低就可判别火焰的有无。本电路由于采用了交流火焰检测方法，提高了火焰检测的可靠性，防止了控制误动作的发生。
系列 FS-100 智能型一体化火焰检测系统
概述 火焰检测器是锅炉炉膛安全监控系统（Furnace Safety Supervision System,简称FSSS）中的重要设备，其作用是根据火焰的燃烧特性对燃烧工况进行实时检测，一旦火焰燃烧状态不满足正常条件或熄火时，按一定方式给出信号，保证锅炉灭火时停止燃料供应。 Walsn FS-100智能型一体化火焰检测器基于微处理器技术及数字现场总线技术，通过检测目标火焰光信号的频率和强度，经过内部程序运算处理，判断燃烧器目标火焰的有/无情况。 Walsn FS-100智能型一体化火焰检测器内部装有IR（红外）传感器或UV（紫外）传感器，适用于单燃料燃烧器或多燃料燃烧器火焰的连续检测。 应用 Walsn FS-100智能型一体化火焰检测器广泛用于发电、炼油、化工、钢铁、水泥等行业，适用于电站锅炉、流化床锅炉、煤粉炉、窑炉等多种工业炉。 火焰检测系统示意图
原理 煤粉的燃烧过程是煤粉颗粒在炉内被高温空气中的氧气不断氧化的过程，该过程主要发生在燃烧器的根部区域，即靠近燃烧器出口的上游区。该区域亮度未达最大，但闪烁频率最大，是检测火焰的最佳部位。 FS-100火焰检测器采集火焰信号，并对采集到的火焰信号进行放大处理，通过一系列的运算分析来判断火焰存在与否。FS-100火焰检测器是依据燃料火焰信号的特性来检测火焰的。FS-100火焰检测器可以实时输出每个燃烧器对应的火焰品质信息，火检监测管理软件通过 RS-485与多个火焰检测器的通讯实现远程控制。 燃烧火焰区域示意图 原理示意图 特点 PTFE隔热环 金牌服务
离子火焰监测器是利用火焰的单向导电原理而研制的一种火焰检测装置，该装置由传感器和监测器两部分组成。传感器为一支具有良好导电作用的电极，即火焰检测电极。当火焰检测电极接触到火焰时，即产生一流经燃烧器接地回路的微弱的火焰离子电流，该信号经控监测放大处理后，给出火焰指示，并通过继电器输出触点的转换来对外部设备进行控制。 由于各种气体、液体燃料在燃烧时，不断地挥发出污染物质，使电极氧化或结焦，影响火焰信号的接收．因此必须定期检查和擦拭电极头，以保证电极能可靠传导火焰电流信号。 如果电极已烧损变形，不可勉强使用，而应及时更换新的电极，在设备运行中若发现火焰信号不稳定或产生误动作，应仔细检查电极的接线是否正确牢靠，电极与燃烧器是否有短路现象，如有上述故障应及时排除。 基本就两块： 1.电子检测电极问题，接触不好，或是烧短了，注意材质特殊，不能任意更换。 2.检测放大器的问题。 电离式火检一般出现无法检测到火焰的问题，都是由于火焰脱火造成的，脱火就是火焰形状的改变，无法与烧咀及其他设备构成回路，需要调整燃气和风量的配比。
除此之外，还有可见光火检，紫外线火检等很多种 利用辐射光能原理的火焰检测器是目前使用最广泛，也是较行之有效的方法。辐射光能强度检测的原理是用探头接收火焰发出的辐射，按照其强度的大小判断火焰的存在与否。由于检测波段的不同，可以分为紫外线、可见光、红外线及全辐射火焰检测。 紫外、红外探头分别探测不同部分的光谱，只有当2个探头同时探测到相应的光谱时，紫外、红外探头才会有输出，这样就避免了单独使用紫外或红外探头由某些原因（如闪电、电弧焊等）所引起的误报警。该火焰探头有两个继电器输出，其故障继电器的常闭点与终端电阻串接，并连在火焰继电器的常开点上。当探头有故障发生时，故障继电器动作，产生一故障（开路）信号。当探测到火焰时，火焰继电器动作，输出一报警信号。该紫外/红外采用了自动oi测试功能，大约一分钟检测一次，检查探头镜头的清洁度，传感器的灵敏度和内部电子电路的功能。如果连续三次均探测到故障，探头将输出一故障信号。 ULTRA-VOILET DETECTOR 火焰探测信号来自紫外线探测器和烟雾探测器。火焰探测器有三个独立的探测管，用于探测波长为180—260埃的紫外线辐射。当火焰的辐射作用到探测管之一的阴极时，电子束放射出来。电子束作用到充满探测管的电离气体，从而发射出更多的电子，产生出雪崩条件。更多的电子释放出来，在阴极和阳极之间产生一个瞬时电子流。这个