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更新時(shí)間:2019-01-18
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紫外火焰探測器是敏感高強度火焰發(fā)射紫外光譜的一種探測器,它使用一種固態(tài)物質(zhì)作為敏感元件,如碳化硅或硝酸鋁,也可使用一種充氣管作為敏感元件。
紅外光探測器基本上包括一個(gè)過(guò)濾裝置和透鏡系統,用來(lái)篩除不需要的波長(cháng),而將收進(jìn)來(lái)的光能聚集在對紅外光敏感的光電管或光敏電阻上。
火焰探測器宜安裝在有瞬間產(chǎn)生爆的場(chǎng)所。如石油、藥等化工制造的生產(chǎn)存放場(chǎng)所等。
火焰探測的基本原理
火焰的輻射是具有離散光譜的氣體輻射和伴有連續光譜的固體輻射,其波長(cháng)在0.1-10μm或更寬的范圍,為了避免其他信號的干擾,常利用波長(cháng)<300nm的紫外線(xiàn),或者火焰中*的波長(cháng)在4.4μm附近的CO2輻射光譜作為探測信號。紫外線(xiàn)傳感器只對185~260nm狹窄范圍內的紫外線(xiàn)進(jìn)行響應,而對其它頻譜范圍的光線(xiàn)不敏感,利用它可以對火焰中的紫外線(xiàn)進(jìn)行檢測。到達大氣層下地面的太陽(yáng)光和非透紫材料作為玻殼的電光源發(fā)出的光波長(cháng)均大于300nm,故火焰探測的220m-280nm中紫外波段屬太陽(yáng)光譜盲區(日盲區)。紫外火焰探測技術(shù),使系統避開(kāi)了強大的自然光源一太陽(yáng)造成的復雜背景,使得在系統中信息處理的負擔大為減輕。所以可靠性較高,加之它是光子檢測手段,因而信噪比高,具有極微弱信號檢測能力,除此之外,它還具有反應時(shí)間極快的特點(diǎn)。與紅外探測器相比,紫外探測器更為可靠,且具有高靈敏度、高輸出、高響應速度和應用線(xiàn)路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。因而充氣紫外光電管正日益廣泛地應用于燃燒監控、火災自報警、放電檢測、紫外線(xiàn)檢測、及紫外線(xiàn)光電控制裝置中。
但對于傳統的紫外光電管器件,由于結構設計和制備工藝的限制,其噪聲和靈敏度是一個(gè)互相矛盾的參數。一般而言,需將靈敏度控制在一個(gè)合適的水平,過(guò)高的靈敏度對器件的低噪聲指標是十分困難的,因為靈敏度和噪聲信號都是由光敏管發(fā)出,傳統的檢測器會(huì )將兩種信號同時(shí)放大。所以其靈敏度比較差,檢測距離小,不能抗雷電的干擾,存在一定的誤報率。因而需要基于現有或新發(fā)展的探測原理方法,與其它學(xué)科技術(shù)交叉,通過(guò)改進(jìn)信號采集和處理等方法來(lái)改善系統性能。
Fireye火焰檢測器45UV5-1009銷(xiāo)售處火焰探測報警器技術(shù)的現狀
國標中對于點(diǎn)型紫外火焰探測器的響應規定30s均可接受,但由于科技的進(jìn)步,市場(chǎng)上的火焰探測報警產(chǎn)品的響應時(shí)間性均能滿(mǎn)足這個(gè)時(shí)間范圍,但對于實(shí)際應用和安防要求而言這是必須的,而且對指標和性能要求越來(lái)越高。國內的大部分報警系統響應時(shí)間在S級,國外級公司日本濱松、美國MSA等其響應速度快可達到ms級,可查閱的國外級的火焰檢測器探測距離為500米,不能用在更遠距離火焰探測中。市場(chǎng)上的火焰檢測器主要有感煙傳感器、紅外傳感器和紫外光敏管,即使是采用多信息融合技術(shù)的火焰探測系統,其檢測的信息來(lái)源也主要是這三個(gè)方面。傳統的火焰探測傳感器存在以下不足:
a. 煙霧傳感器,這是一種火焰間接檢測器,當火焰產(chǎn)生后煙霧也隨著(zhù)產(chǎn)生。當煙霧達到一定的濃度時(shí)發(fā)出報警信號。用這種方式檢測火焰有很大的弊病,有很多物質(zhì)燃燒時(shí)不產(chǎn)生煙霧(如天然氣、乙醇、甲醇等),并且檢測距離較短,傳感器必須在煙霧濃的位置,可見(jiàn)當火焰發(fā)生到煙霧濃密,然后報警,在有的場(chǎng)合可能為時(shí)太晚。
b. 熱釋放紅外火焰檢測器,直接檢測火焰中波長(cháng)為4.35±0.15μm的紅外光譜,檢測目標比較明確,它由熱釋放探頭和放大器組成,不足之處是:這種類(lèi)型的傳感器具有壓電性,對聲音電磁波以及震動(dòng)都十分敏感,所以使用的地方受到一定的限制,它的檢測距離小于80m。
c. 常規的紫外火焰檢測器,直接檢測火焰中180-260nm的紫外光譜,檢測的目標也十分明確,響應速度也比較快。它由紫外光敏探頭和放大器組成,不足之處是:靈敏度差,檢測距離小于15m,不能抗雷電的干擾,存在一定的誤報率,因此只能用在距離較短的封閉環(huán)境,如加熱爐、工業(yè)鍋爐等地方。
針對不同類(lèi)型火焰探測器的特點(diǎn)限制,怎么融入火災探測報警需要的實(shí)時(shí)性和準確性,火焰探測的高速響應、遠距離探測(針對不同場(chǎng)所而言)、準確無(wú)誤報等特性就成為火焰探測技術(shù)必須解決的難題。鑒于紫外火焰探測自身的優(yōu)點(diǎn)和探測系統的易實(shí)現性、和探測距離的擴展性,所以對紫外光敏管加入智能火焰探測模塊,通過(guò)采用放大電路、信號處理和數字濾波技術(shù),改善了市場(chǎng)上現有火災報警系統存在的不足,這也是我們研究ZJM-6火焰檢測器的初衷。
火焰探測器工作原理是什么
火焰探測器(flame detector)是探測在物質(zhì)燃燒時(shí),產(chǎn)生煙霧和放出熱量的同時(shí),也產(chǎn)生可見(jiàn)的或大氣中沒(méi)有的不可見(jiàn)的光輻射。
火焰燃燒輻射光波段火焰探測器又稱(chēng)感光式火災探測器,它是用于響應火災的光特性,即探測火焰燃燒的光照強度和火焰的閃爍頻率的一種火災探測器。
根據火焰的光特性,目前使用的火焰探測器有三種:一種是對火焰中波長(cháng)較短的紫外光輻射敏感的紫外探測器;另一種是對火焰中波長(cháng)較長(cháng)的紅外光輻射敏感的紅外探測器;第三種是同時(shí)探測火焰中波長(cháng)較短的紫外線(xiàn)和波長(cháng)較長(cháng)的紅外線(xiàn)的紫外/紅外混合探測器。
具體根據探測波段可分為:?jiǎn)巫贤?、單紅外、雙紅外、三重紅外、紅外紫外、附加視頻等火焰探測器;根據防爆類(lèi)型可分為:隔爆型、本安型;傳感器類(lèi)型:
對于火焰燃燒中產(chǎn)生的0.185~0.260μm波長(cháng)的紫外線(xiàn),可采用一種固態(tài)物質(zhì)作為敏感元件,如碳化硅或硝酸鋁,也可使用一種充氣管作為敏感元件,如蓋革一彌勒管。
對于火焰中產(chǎn)生的2.5~3μm波長(cháng)的紅外線(xiàn),可采用硫化鋁材料的傳感器,對于火焰產(chǎn)生的4.4~4.6μm波長(cháng)的紅外線(xiàn)可采用硒化鉛材料或鉭酸鋁材料的傳感器。根據不同燃料燃燒發(fā)射的光譜可選擇不同的傳感器,三重紅外(IR3)應用較廣。
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