火焰检测（cè）器是燃烧器自动装（zhuāng）置中的重要部件之一，它的作（zuò）用是对火焰进行（háng）检测和监视，在锅炉点火、低负（fù）荷运行或（huò）有异常情况时（shí）防止（zhǐ）锅炉灭火和炉内爆炸事故（gù），确保锅炉安全运行（háng）。现代大容量锅炉燃烧器（qì）火（huǒ）焰（yàn）检测器及炉膛内（nèi）应装（zhuāng）置（zhì）此设备（bèi），以便对（duì）点火器的点（diǎn）火工况、每只（zhī）主燃烧器的着火工况以（yǐ）及全（quán）炉膛的燃烧稳定性进（jìn）行自动检测。

一（yī）、炉膛中（zhōng）的（de）火焰特性和（hé）辐射光谱

锅炉使用的燃料主要有煤、油、可燃气体等，这（zhè）些燃料在燃烧过程中会发出可见（jiàn）光、红外线、紫外线等。燃（rán）料不同，三种光线的（de）强度也不（bú）同：煤粉火焰除有不发光（guāng）的CO2和水蒸（zhēng）汽（qì）等三原子气体外，还有（yǒu）部分灼（zhuó）热发光的焦炭（tàn）粒子和灰粒等，它们有较强的可见光（guāng）和一定数量的紫外线（xiàn），而（ér）且火焰的形状会随着负荷（hé）的变动而（ér）有明显的变化（huà）；可燃气体火焰中含有大量的透（tòu）明的（de）CO2和水蒸汽等三原子气（qì）体，主要是（shì）不发光火焰，但还包含（hán）有较（jiào）强的紫外线和（hé）一定（dìng）数（shù）量（liàng）的可见光，天然气火焰（yàn）的紫外线（xiàn）主要产生在火焰根部的初始燃烧区；重油火焰中除了有部分CO2和水蒸气外，还悬（xuán）浮着大量（liàng）发光的炭（tàn）黑（hēi）粒子（zǐ），它也有丰富的紫外线（xiàn）和可见光（guāng）。

二、火焰检（jiǎn）测器的分类和性能

1.　火焰（yàn）检测器分类（lèi）

火焰检测器（qì）的种类很多（duō），按其工（gōng）作原理（lǐ）可分（fèn）类如下：

利用热膨（péng）胀（zhàng）原理。金属、液体等在火焰（yàn）高（gāo）温作用下受热膨胀，作（zuò）为脉冲信号，直接（jiē）或放大后作用于执（zhí）行机构。

利（lì）用热电原（yuán）理。热电偶在火焰高温作用下产生电（diàn）动（dòng）势，经放大后作用于执行机构。

利用声（shēng）电原理。即利用（yòng）燃烧（shāo）时的扰（rǎo）动噪声特性。

利用火焰周围压力变化原（yuán）理。利（lì）用火焰周（zhōu）围压力变化发出信号，也可用差（chà）压变送（sòng）器将风箱与炉（lú）膛间的差压变换（huàn）为接（jiē）点（diǎn）的开闭信号，转为（wéi）火焰（yàn）检测信号（hào）。

利用火焰导电性原理。燃（rán）烧时的化学反应使（shǐ）火焰（yàn）电离产生导电性，敏（mǐn）感元件的一个电极直接（jiē）放（fàng）置在火焰中；另（lìng）一个电极（jí）接在炉膛外（wài）壳上（shàng），燃烧时（shí）则（zé）有电流通过两电极，将这（zhè）一脉冲信号放大，使继（jì）电器动作。

利用火焰（yàn）整流原理。火焰中（zhōng）电子轻，易被电极吸收（shōu），而离子重，速度慢，不易（yì）被电极（jí）吸收，产生局部整流，可将加在电极两端的交流（liú）电（diàn）部分整（zhěng）流为直流。火焰熄灭时，直流电消（xiāo）失，这一脉冲经（jīng）放（fàng）大后使继电器（qì）动作。

利用火焰产生电（diàn）动势原理。用高灵敏度检流（liú）计一端接喷口，另一端放在（zài）火焰中的电极上，火焰产生的电动势，使检（jiǎn）流计指针（zhēn）动作。

利用火焰（yàn）有脉动特性原理。用硅光电池或光敏电阻（zǔ）作（zuò）为敏感元件，将光照的火焰脉动变为交流（liú）电脉冲信号，经（jīng）频带放大器放大后使继电器动作。

利用火焰发光（guāng）性原理；

光电管。在光照射下，自金属（shǔ）表面产生电（diàn）子发射（shè）；

光导（dǎo）管。灭火后，光照消失（shī），光导管（guǎn）阻值增（zēng）加，引（yǐn）起电（diàn）流、电压变化（huà），这一脉冲经放大后使（shǐ）继电器（qì）动（dòng）作。

紫（zǐ）外线管（guǎn）。在外来（lái）光线中紫外线波的照（zhào）射下，紫（zǐ）外线管内气体分（fèn）子电（diàn）离，电（diàn）极间激发导电（diàn），发出兰（lán）色光辉信号（hào）。

硅光电（diàn）池。由硅基片上（shàng）一个P—N结组成，电池受光面为正极，背光（guāng）面为（wéi）负极，射在P—N结上，两端出现电压产生（shēng）电流。

2.　各种（zhǒng）火焰检测器特点

对火焰检测（cè）器的要求是：发出的检测信（xìn）号可靠（kào）；有足（zú）够的灵敏度（dù）；对干扰信号有一定的（de）识别能力；元件有一定的耐温（wēn）性和抗氧化性，使用寿命较（jiào）长等。对以上各种火（huǒ）焰检测器（qì）进行比较，它们的特（tè）点如下：

1)利用热（rè）膨胀原（yuán）理研制的火（huǒ）焰检（jiǎn）测器，其优点（diǎn）是造价（jià）低，结构简单。缺（quē）点是（shì）热惯性大，动作时间长，感受（shòu）元件直接承受（shòu）高（gāo）温火焰，可靠（kào）性差。一般用于小型（xíng）工业（yè）炉。

2)利用热电原理研制的火焰检测器，其优（yōu）点（diǎn）是造价（jià）低、结构简单。缺点（diǎn）是热电偶热（rè）惯性（xìng）较大、灵敏度差、寿命较短、可靠性差。一般用于小型工业（yè）炉。

利用声电原理研制的（de）火焰检（jiǎn）测器，其优点（diǎn）是信号简（jiǎn）单，缺（quē）点是受（shòu）外界（jiè）声源，噪声影响，易产（chǎn）生误动作。现很少采用（yòng）。

利（lì）用火焰周围压力变化原理研制的火（huǒ）焰检测器，其优点是检测方法较（jiào）为简单（dān），可（kě）靠（kào）、反应（yīng）灵敏。火焰检测的高压检测管紧（jǐn）接在涡流板（bǎn）上，低压检测管（guǎn）装于点火喇叭（bā）出口处。点火器熄（xī）火时（shí），则涡流板处（chù）压力比喇叭（bā）出口处低；在点火（huǒ）器点火时，开始在喇叭内（nèi）燃烧，由于燃烧产（chǎn）物增加，高压检测管处的压力剧（jù）增（zēng），形成点火器点火（huǒ）、熄火时风箱一（yī）炉膛差压与（yǔ）点火器差压（yā）的关系（xì）。因而（ér）可以用差（chà）压（yā）变（biàn）送（sòng）器将风箱一炉膛（táng）差压变换成为接点的（de）开关信号作为（wéi）火焰检测信号。

3)　利用火焰导电（diàn）原理研制的火焰检测器，信号导线连接端（duān）子是用来将取出（chū）信号的导（dǎo）线接在电（diàn）缆上。放大器是将检测电极的输出电压进行放大的电进行放大的电子回（huí）路，设置有（yǒu）燃（rán）烧（shāo）指示（shì）灯（dēng）和（hé）输（shū）入整定开关等。电极本体用（yòng）以支持火焰（yàn）电极并借助法兰固定在点火器的导（dǎo）管内。接触电极直接插入火焰（yàn）中取得输入信（xìn）号。其特点是利用（yòng）火焰电阻整定回路来测（cè）定（dìng）正常运转时的火（huǒ）焰（yàn）导（dǎo）电性；利用动（dòng）作区（qū）分（fèn）回路来适应火焰的（de）稳定性；利用限时回路（lù）的时间整定来解决邻（lín）近火焰（yàn）的卷入（rù）和火焰熄灭等过渡现象。

这种型式较适用于无焰燃烧的煤气点火（huǒ）器，轻油点火器以及煤粉炉（lú）用重油点火（huǒ）油（yóu）枪。其缺（quē）点是探（tàn）头必须置（zhì）于高（gāo）温（wēn）火焰（yàn）区，易损（sǔn）坏（huài），电极会积炭。此外火焰（yàn）突（tū）然熄灭后，导电性消失较慢，反应持续时间（jiān）较长。

4)　利用火焰（yàn）有整流原理（lǐ）研制（zhì）的火焰检（jiǎn）测器（qì）较适（shì）用于间断运行（háng）的点（diǎn）火（huǒ）器，特别是（shì）无（wú）焰燃烧的气（qì）炉。

5)　利用火焰产生电动势（shì）原理研制的（de）火焰检测器的（de）优点是其检（jiǎn）测系（xì）统动作比较准确、灵（líng）敏，而且（qiě）具（jù）有自我（wǒ）监督作用。缺点是（shì）要（yào）求有（yǒu）高灵（líng）敏度（dù）的检（jiǎn）流计；电极易烧坏和积炭。多用于煤炉和气炉。

6)　利用火焰有脉动特性原理研制的火焰检测器，与利用（yòng）发（fā）光（guāng）性原理（lǐ）研制的检测（cè）器主要区别（bié）在于放（fàng）大器。此放（fàng）大器只放大同火焰（yàn）光照脉动频（pín）率一致（zhì）的交流电脉冲信号，因此它能非常准（zhǔn）确地反映火焰的熄灭的工况，能检测出煤粉火焰的“闪动”。其缺点是因（yīn）为（wéi）火焰闪动只能在（zài）可见光（guāng）区才（cái）能（néng）检测到，不太适用于气炉，而（ér）多（duō）用（yòng）于煤炉、油炉（lú）。

7)利用（yòng）火焰发光（guāng）性原（yuán）理研制的（de）火焰检测器

试验表（biǎo）明，利用（yòng）火焰的声学和（hé）热量特性研（yán）制的（de）检测器易受锅炉其（qí）它声源和热源（yuán）的干扰（rǎo）而难以准确使用。目前电厂使（shǐ）用较多的（de）是下述的光电火（huǒ）焰检测器。

a)　光电管（guǎn）

在（zài）抽真（zhēn）空的玻璃泡内（nèi）放（fàng）置（zhì）两个（gè）电极：阳极（jí）与具有光敏面的阴极。有氧（yǎng）化（huà）铂和锑铂（bó）光电管(真空和充气的)。它们对（duì）可见（jiàn）光敏感，动作（zuò）惰性小，结构（gòu）简单，用来监视整（zhěng）个（gè）炉膛熄（xī）火较好（hǎo）。光电管的缺点是炉墙的红外线会干扰其测量信号；管（guǎn）子使用温度不高；工作一段（duàn）时间后灵敏度会（huì）降低。光电管多用于煤炉。

b)光导管(光敏电阻)

光导（dǎo）管（guǎn）是由铊、镉、铅、鉍等的硒化（huà）物（wù）制（zhì）成的，例如红外线（xiàn）硫化铅（qiān）光导管，它是应用于燃油炉上的一种。光（guāng）敏电阻多用（yòng）硫化铅、硫化镉等，它主要对红外线、可（kě）见光感光（guāng）。光导管结构简单（dān）、体积小、有一定（dìng）灵敏度。缺点是（shì）用（yòng）光（guāng）导管（guǎn）监（jiān）视（shì）火焰（yàn）检测（cè）器（qì）信号会受到（dào）高温耐火炉墙射出红外线（xiàn）的干扰，且尚（shàng）无法（fǎ）区分（fèn）不同（tóng）热（rè）源。为了避免干扰，可将（jiāng）控制（zhì）系（xì）统设计成（chéng）选择性地接受（shòu）某一脉动频率内的信（xìn）号；但相邻燃烧器火焰对信（xìn）号干扰难（nán）以完全避免，而（ér）且不同燃料发出的红外线辐射的波长差别（bié）很大，光导管对（duì）不同燃料火（huǒ）焰的灵敏度不同，因（yīn）此不适（shì）用于混合燃（rán）料。此（cǐ）外，管子（zǐ）耐温不（bú）高(不得高于60℃)，管子工作稳定（dìng）性差，照度特性呈非线性，动作惰（duò）性也较光电管大。国（guó）内电厂用反光镜解决光导管工作（zuò）温度过高问题或用专门供光导（dǎo）管用（yòng）的（de）冷却风机，也有研（yán）制成功用水冷却装置的（de）光导管灭火报警放大器（qì）。光导管（guǎn）检测器可用于油、气炉和（hé）煤粉（fěn）炉。

c)紫外线（xiàn）管（guǎn）

优（yōu）点（diǎn）是管（guǎn）子结构牢固，灵敏度高、体（tǐ）积小、工（gōng）作环境温度高(200℃以下能长期工作)，它仅对光谱中的狭小波长段0．2—0．3μm的紫外线敏感，对可（kě）见光和红外线不敏感，因此它能进行优（yōu）异的辐射源的辨别（bié），避免因炉墙发出辐（fú）射红外线而引起的误动作。而且紫外线辐射主要（yào）存在于火焰（yàn）的初始（shǐ）