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紫外線傳感器用于火焰檢測

發布日期:2021-01-29 11:23:06 文章來源:上海昶焰熱能科技有限公司 作者:昶焰熱能 文章瀏覽:156
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信息摘要:
紫外線傳感器用于火焰檢測 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...

  紫外線傳感器用于火焰檢測

  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。

紫外線傳感器用于火焰檢測

  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。紫外管有兩種工作狀態,一種是爐膛、加熱器的熄火保護,管子一直處在放電狀態;一種是對火情的報警,管子工作在非放電狀態。紫外管著重于氣體、液體燃料火焰的探測,如天然氣、煤氣、石油液化氣、汽油、柴油、酒精等類物質,其火焰能見度低、點燃快,有爆炸危險,在燃燒時必須有熄火保護,在火情預報時沒有引燃階段,采用紫外探測比其他形狀的探測有明顯的優點;能在毫秒級時間內快速反映;可以避免可見光及爐壁紅外輻射的干擾,在我國城市逐漸燃料氣體化的過程中,鍋爐和加熱器的程序點火控制中應用越來越廣泛。由于紫外輻射是以光速傳遞的,紫外管又能在毫秒級快速反映,因此它可以用于易燃易爆場所,是人和設備得到保護。

  監測系統的基本功能是監測燃情并對火焰中斷做出反映。顯然,進行連續監測是不經濟的。但是,必須防止認為的操作失誤而造成嚴重事故。如果火焰熄滅而未被發現,燃料就可能繼續流出和積集。如未予注意而重新點火,則可能引起積集的燃料和空氣的混合物發生爆炸,造成人或設備的巨大損失。所以雖然對火焰的監測要求遠教監測火焰的熄滅與否為多,但仍然需要監測系統以保證安全。對監測的反應時間要求嚴格,一般在火焰熄滅2-4秒內予以發現并切斷燃料供應。

  現代火焰檢測技術需要有較好特性的傳感器,其中一些得到不斷的完善,使用雙金屬元件、燈泡、毛細管系統及電熱偶用熱的變化來判明燃燒情況,這些方法只能在出現冷態時才能做出反應;用光敏元件檢測燃燒中的可見光,因周圍區域被加熱到可見光的程度,使檢測反映時間滯后,并且對一些包括照明在內的意外光亮也敏感;紅外線檢測器雖然可以避免一些意外的可見光干擾,但加熱的爐襯會輻射紅外線而使反應滯后;在火焰中設置兩個電極,利用火焰的導電性來檢測,這種裝置不能區別火焰導通的電流和由于燃燒引起的積炭和污垢所導通的電流。

  在紫外區燃燒產物是晦暗的,應該使檢測對準火焰的前三分之一。紫外線輻射是燃燒的產物,因此在燃燒的界面上強度最大,在非預混火焰,界面為表面,對預混燃燒的火焰,界面在起端的三分之一處。按比例預混的燃氣火焰有很高的紫外輻射;霧化燒油、噴嘴混合燒氣、煤粉火焰則表現為中等強度的紫外輻射。電弧富于紫外輻射,所以使用紫外線傳感器應當十分注意防止電火花點火器或它的反射造成的誤檢。紫外線傳感器的所有看窗及透鏡都應采用石英玻璃等可透過紫外線的材料制成。

  火焰檢測電極由于溫度的限制,一般只限于較小的燒氣火焰。燒油會在電極上結一層厚的絕緣膜使它與火焰間產生電絕緣。常使電極對引燃火嘴檢測,并用紫外線傳感器掃描主火嘴的聯合檢測。檢試電極應放置在引燃火嘴和主火嘴的界面上,而不應當放在引燃火嘴的上方或者與它平行,這個位置不能超過額定溫度,并且不得與地點接觸。

  在冶金爐內重油燃燒火焰監視中應當注意,燃燒室內溫度高于500℃時,會發生燃料和空氣混合物的自燃引爆,當燃燒室的容積相當小時,爆炸的危險增加數倍。在目前已知的大多數火焰自動監視方法中,對重油噴嘴和煤氣-重油聯合燒嘴最適用的方法是無接觸法,它使用的紫外傳感器工作,很明顯多數波長在0.21~0.23微米范圍內,在上述范圍內火焰的輻射是足夠強的,而爐子砌體的輻射最大波長在紅外線范圍,對傳感器完全不起作用。由于此種優越性,避免了火焰熄滅時發出的錯誤信號。紫外線傳感器使用的安全期(壽命),由它的工作條件決定,環境溫度低于50℃時,連續使用壽命超過10000小時,希望它裝在朝向火焰的工作管冷端,需要時還可以強制供給冷卻空氣。

  紫外線傳感器的正常工作壽命與工作線路有直接的關系,它的典型線路有高耗和低耗之分,高耗線路由于電流大可以直接帶動繼電器,具有線路簡單、維修方便等優點;但由于今年來集成電路的飛速發展,從設計上采用低耗電路越來越多。低耗電路不但耗電少,而且能有效地避免因放電電流大,消電離時間不夠長而引起自激現象。阻容并聯的負載使管子放電面積加大而時間縮短,呈脈沖狀態。紫外線傳感器工作在直流狀態必須有足夠的熄滅時間(2ms以上),這是因為紫外光敏管的放電不會自行熄滅,而且放電管本身放電熄滅后很多游離的亞穩態原子,使第二次放電容易得多,只有足夠長的時間這些亞穩態原子才能顯著減少。

  高速調溫燃燒器作為工業窖爐上的新型節能燒嘴正在推廣使用,在使用中必須有自動點火和火焰監視。在燃燒中經常有一些雜志向四周噴射,容易將紫外線傳感器前面的透紫玻璃遮住,使用中必須注意加強玻璃的吹掃,經過特殊設計的壓縮空氣防塵罩不僅可以冷卻探頭,而且可以 有效防止粉塵在視窗上的聚焦。

  紫外火焰探測器是用紫外光觸發的,普通的擴散火焰,能產生足夠強度易鑒別的紫外輻射光,設計探測器時必須注意光譜范圍應在290nm的太陽輻射光以外?,F有紫外線傳感器是很有效的,它能排除太陽輻射光,還能有效地感應火焰發出的285nm以下的輻射光。其它元件如碳化硅光敏二極管的靈敏度很高,但對非火災的紫外光分辨能力差。紫外線傳感器是為保護特殊場所而發展和應用的,這些地方的危險區距探測器近,而且探測器對火焰的選擇性可以被精確到只感應火焰產生的特定波長的紫外輻射光。紫外火焰探測器已成功地應用于抑爆系統,并在低壓室水滅火系統中作釋放裝置用。

  紫外管在火情報警上也可以配合感煙、感紅外、感溫探頭使用,互相彌補不足,增加預報的可能性,如現代化計算機房、電力系統、石油化工系統等要求高的場所。高靈敏度的紫外管可以檢測距7~10米的打火機火焰,故也可作為禁煙場所的警鈴使用。

  在自動控制中紫外探頭和紫外光源組成控制系統,避免外界雜散光的干擾,探測器信號經過處理后啟動后級控制系統。例如,由于它只響應260nm以下的紫外輻射,能在放映中把電影片的斷頭,裂紋及時檢查出來防止擴大損害。紫外管目前研制中主要是提高靈敏度、可靠性、一致性,降低成本,國外正在進行不同種類的燃燒發出紫外線的最強峰值探測的分類研究。紫外管的缺點是工作電壓高,不能區分電弧紫外干擾,使用受到一定的局限。以Cs-Te為光電陰極的真空光電管工作電壓低(6V、15V),光譜范圍是185~350nm,適合紫外輻射量的檢測,其輸出電壓是連續而且微弱,不合適作開關使用。

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