紫外线工作原理

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1、为了防止炉膛爆炸等恶性事故的发生，80年代以后，我国电站锅炉开始装设基于火焰光谱检测的炉膛安全保护装置（火焰检测装置）。目前，普遍使用的火焰检测器一般都为红外线检测平均光强或同时检测平均光强和闪烁频率的双通道型，为防止“偷看”，这类火检器必须设计成较小的视角，并要求对准燃料的初始着火区。由于燃料变化导致燃烧特征变化、探头表面积灰结焦等原因，传统的可见光型火焰检测装置误动、拒动问题时有发生，给机组的安全带来隐患。燃料的燃烧过程可简单地看作是氧化过程，这一过程主要发生在燃烧的基本区域。即靠近燃烧器的上游区。但是，在这燃烧区内不可

2、避免地存在大量未充分燃烧的中间产物。其浓度直接影响了火焰光谱的特征波长，因此根据火焰的光谱分析可作为煤粉燃烧的重要依据，这就是用光学原理测量火焰的基础。燃烧火焰的辐射光具有强度和脉动频率两个特点。火焰检测器，其原理是用探头接收火焰发出的辐射，按其强度和频率的大小判断火焰的存在与否。由于各种燃料需要检测用的波段不同,又可分为紫外线、可见光、红外线及全辐射火焰检测。紫外线火检利用火焰本身特有的紫外线强度来判别火焰的有无,其光电器件为紫外光敏管。对相邻燃烧器火焰有较高的鉴别力，通常用作单火嘴的火焰检测器。在60〜70年代，大量使用

3、紫外型火检器,般使用在燃油、燃气锅炉上。这类火焰检测器利用火焰本身特有的紫外线强度来判断火焰的有无。紫外线波长范围较狭小，在0.2〜0.3pm之间，探头采用对可见光和对红外线不敏感的紫外线光电管.红外线火检器:火焰中存在着大量的可见光和0.9pm以上的红外线，这些波长的光线不易被煤尘.水蒸气和其他燃烧产物吸收，因此适合于检测煤粉火焰和重油火焰o红外线火检通过检测燃烧火焰放射的红外线强度和火焰频率来判别火焰是否存在，探头采用硫化铅光电管或硅光电二极管。由于炉膛完全燃烧着火区火焰闪烁频率通常不超过2HZ,因此通过滤波电路，红外线

4、火检能区分燃烧器火焰和背景火焰。可见光火检•同时检测火焰闪烁频率和可见光亮度,并进行逻辑加运算来检测燃烧火焰的存在。同时采用火焰平均光强和脉动闪烁频率双信号，可提高检测的可靠性。另外，可见光检测器有滤红外光功能,能排除烟尘、热烟气、炉渣和炉壁的红外辐射,进一步提高了火焰检测的可靠性。但是，可见光容易被油雾、烟雾及未燃烧的煤粉阻挡和吸收，而红外线则有一定的穿透能力，因此红外线检测比可见光检测更理想。探测原理是：不断的检测各种液体或气体燃烧时火焰产生的紫外线辐射，传感器为常'激励UV光敏传感器。当传感器置于190-270nm光谱

5、范围的光线下时，就会产生电流，检测器通过内置的MCU信号采集、综合分析和逻辑判断，当出现火焰熄灭时，立即输出外空联动信号。与各种燃烧系统配合，实现自动点火和熄火连锁保护功能。UV必敏传感器不会对炉膛内闪烁的耐火材料、日光、炉内的辉光物质作出反应。如果炉膛内出现火焰异常，系统将立即切断燃料供应，关闭燃气主控制阀，保障燃烧系统的安全运行。火焰的辐射是具有离散光谱的气休辐射和伴有连续光谱的固休辐射，其波长在0.l-10pm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4.4卩m附近的C

6、02辐射光谱作为探测信号。（火焰探测器原理介绍）紫外线传感器只对185^260nm狭窄范围内的紫外线进行响应，而对北它频谱范帀的光线不敏感,利用它可以对火焰屮的紫外线进行检测。到达大气层下地面的太阳光和非透紫材料作为玻壳的屯光源发岀的光波长均大于300nm,故火焰探测的220m-280nm屮紫外波段属太阳光谱盲区（口盲区）。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，使得在系统屮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

7、间极快的特点。与红外火焰探测器相比，紫外探测器更为可靠，且具有高灵皱度、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□益广泛地应用于燃烧监控、火灾口报警、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和矛盾的参数。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声指标是I-分困难的，因为灵敏度和噪声信号都是由光敏管发岀，传统的检测器会将两种信号同时放大。所以其灵敏度比较差，检测距离小，不能抗雷电的干扰，存在一定的

8、误报率。因而需要基于现有或新发展的探测原理方法，与其它学科技术交义，通过改进信号采集和处理等方法来改善系统性能。