火焰检（jiǎn）测器是燃（rán）烧（shāo）器自动装（zhuāng）置中的重要部件（jiàn）之（zhī）一，它的作用是对火焰（yàn）进行（háng）检测和监（jiān）视，在锅炉（lú）点火、低负（fù）荷运行或有异常情（qíng）况时防止锅炉灭火和炉内爆炸事故，确保锅炉安（ān）全运行。现代（dài）大容量锅炉燃烧器火焰检测器及炉膛内应装置此设备，以便对点火器的点火工况、每只主燃（rán）烧器的着火工况以及全炉膛的燃烧稳定性进行自动检测。

一（yī）、炉膛中的火焰（yàn）特（tè）性和辐射（shè）光（guāng）谱

锅（guō）炉使用的燃（rán）料主要（yào）有煤、油、可（kě）燃气体等（děng），这些燃料（liào）在燃烧过程中会发出可见（jiàn）光、红外线、紫（zǐ）外线等。燃料不同，三种光线的强度也（yě）不同：煤粉火焰除有不发（fā）光的（de）CO2和水蒸汽等三原子气（qì）体（tǐ）外，还（hái）有部分灼热发光的焦（jiāo）炭粒（lì）子和灰粒等，它们有较（jiào）强的（de）可见光（guāng）和一定数量（liàng）的紫外线，而且火焰的形（xíng）状会随着负荷的变动而有明显的变化；可燃气体（tǐ）火焰中含（hán）有大（dà）量的透（tòu）明的CO2和水蒸汽等三（sān）原子气体，主要是不发（fā）光火焰，但还（hái）包含有（yǒu）较强（qiáng）的紫外线和（hé）一（yī）定（dìng）数量（liàng）的可见光，天然气火（huǒ）焰的紫外（wài）线主要产（chǎn）生在（zài）火焰根部的初（chū）始（shǐ）燃烧（shāo）区；重油火（huǒ）焰中除（chú）了有部分CO2和水（shuǐ）蒸（zhēng）气外，还悬浮着大量发（fā）光的炭黑粒子，它也有（yǒu）丰富的紫外线（xiàn）和可（kě）见光。

二、火焰检（jiǎn）测器的分类和（hé）性（xìng）能

1.　火焰检测器（qì）分类

火焰检测器的种类（lèi）很多，按其工作原理可分类如下：

利用热（rè）膨胀原理（lǐ）。金属、液体（tǐ）等在火焰高温作用下受热膨（péng）胀，作为脉冲（chōng）信号，直接或放大后作用于执行（háng）机构。

利用（yòng）热电原（yuán）理（lǐ）。热（rè）电（diàn）偶在火焰高温作（zuò）用（yòng）下产生电动（dòng）势，经放大后作（zuò）用于执行（háng）机构（gòu）。

利用声电原理。即利用燃烧时的扰动噪声特性（xìng）。

利用火焰周（zhōu）围压力变化原（yuán）理。利（lì）用火焰周围压力变化发出信（xìn）号，也可用差压变（biàn）送器将（jiāng）风箱与炉（lú）膛（táng）间的差（chà）压（yā）变换为接点的开闭信号，转为火焰（yàn）检测信号。

利用火焰导电性原理。燃烧时的化学反应使火（huǒ）焰电（diàn）离产（chǎn）生导电性，敏（mǐn）感元件的（de）一个电极直接放置在火焰中；另一个电极（jí）接在炉（lú）膛外壳（ké）上，燃（rán）烧（shāo）时（shí）则有电流通（tōng）过两电极（jí），将这一脉冲信号放大，使继电器（qì）动作。

利用火焰整流原（yuán）理。火焰中电子轻，易（yì）被电极（jí）吸收（shōu），而离子重（chóng），速度慢，不易被电极（jí）吸收，产生（shēng）局部整流，可将加在电（diàn）极两端的交流电部分整（zhěng）流为直流。火焰熄灭时，直流电消失，这一脉冲经放大后使继电器动作。

利用火焰产生电（diàn）动势原（yuán）理。用高灵敏度检流计（jì）一端接喷（pēn）口，另一（yī）端放在火焰中（zhōng）的电极（jí）上，火焰产生的电动势，使检流（liú）计（jì）指针动作。

利用火焰（yàn）有脉动特性原理。用硅光电（diàn）池或光（guāng）敏电阻作为敏感（gǎn）元件，将光（guāng）照的火焰（yàn）脉（mò）动变为交流电（diàn）脉冲信号（hào），经频带放大器（qì）放大后使继电器（qì）动作。

利用火焰发光性原理；

光电管。在（zài）光照射下，自金属表面产生电子发射；

光导管（guǎn）。灭火后，光照（zhào）消失，光导管阻值增加，引起电流（liú）、电压变化，这一脉冲经（jīng）放（fàng）大后使继电器动作。

紫（zǐ）外线管。在外来光线中（zhōng）紫（zǐ）外线波的照射下，紫外线（xiàn）管（guǎn）内气体分（fèn）子电离（lí），电（diàn）极（jí）间激发导电，发出兰色（sè）光辉信号。

硅光（guāng）电池。由硅基片上一个P—N结（jié）组（zǔ）成，电池（chí）受光面为正极（jí），背（bèi）光面为负极（jí），射在P—N结上，两（liǎng）端出现电压产生电流（liú）。

2.　各（gè）种火（huǒ）焰检测器（qì）特点

对火焰检测（cè）器的要求是：发出的检测（cè）信号（hào）可靠；有足够的灵（líng）敏度；对干扰信（xìn）号有一定的识别能力；元件有一定（dìng）的耐温性和抗氧化性（xìng），使用（yòng）寿（shòu）命较（jiào）长等。对（duì）以上（shàng）各种火焰检测器进（jìn）行比较（jiào），它们的特点如（rú）下（xià）：

1)利用热膨胀原理研（yán）制的火焰检测器（qì），其优点是造价低，结构简单。缺点是热惯性大，动作时间长，感受元件（jiàn）直接承受（shòu）高温火焰（yàn），可靠性差。一般用于小型（xíng）工业炉。

2)利用热电原理研制的火（huǒ）焰检测器，其优点是造（zào）价低、结构简单。缺点（diǎn）是（shì）热电偶热（rè）惯性较大、灵敏度差、寿命较短、可靠性差。一般用于小（xiǎo）型工业炉。

利（lì）用声电原理研制的火焰检测器（qì），其（qí）优点是（shì）信号简（jiǎn）单，缺点是受外界声源（yuán），噪（zào）声影响，易产生误动作。现很少采（cǎi）用。

利用火焰周围压力变化原理研制的火焰（yàn）检测器，其优（yōu）点是检测方法较为简单（dān），可靠、反应（yīng）灵敏。火焰检测的高压检（jiǎn）测管紧接在（zài）涡流板（bǎn）上（shàng），低压检测（cè）管装于点火喇叭出口处。点火器熄火时（shí），则涡流（liú）板处压力（lì）比喇叭出（chū）口处（chù）低（dī）；在点火器点火时，开始在喇（lǎ）叭内（nèi）燃（rán）烧，由（yóu）于燃烧产物增加，高压检测（cè）管处的压力剧增，形成点（diǎn）火（huǒ）器点火、熄火时风箱一（yī）炉（lú）膛差压与点火（huǒ）器差（chà）压的关系。因而可以（yǐ）用差（chà）压变（biàn）送器将风箱一炉膛差压变换成为接点的开关信（xìn）号作为火焰检测信号。

3)　利用火（huǒ）焰导电原理研制的（de）火焰（yàn）检测器，信号导线连接端子是用来将取（qǔ）出信号（hào）的导线接在电缆上。放大器是将（jiāng）检测电极的输出电压（yā）进行放大的电进行放大的电子（zǐ）回路，设置有燃烧指（zhǐ）示灯和输入整定开（kāi）关（guān）等。电极本体用（yòng）以（yǐ）支持火焰电极并借助法兰（lán）固（gù）定在点火（huǒ）器的导（dǎo）管内。接触电极直接插入火焰中（zhōng）取得输入信号。其特点是利用火焰电阻整定回路来测定正常（cháng）运转时的火焰导电性（xìng）；利用动作区（qū）分回路来适应火焰的稳定性；利用（yòng）限时回路的（de）时间整（zhěng）定（dìng）来解决邻（lín）近火焰（yàn）的卷入和火焰熄灭（miè）等（děng）过渡（dù）现象（xiàng）。

这（zhè）种（zhǒng）型式较适用于无焰燃（rán）烧（shāo）的煤气点火（huǒ）器，轻油点火器以及煤粉炉用重油点火油枪。其（qí）缺（quē）点是探头必须置于高（gāo）温火焰区，易损（sǔn）坏，电极会积炭。此外火焰突然熄灭后，导电性消失较慢，反应持续（xù）时间较长。

4)　利用火焰有整（zhěng）流原理研制（zhì）的火焰检测器较适用（yòng）于间断运行的点火器，特别是无焰燃烧的气炉（lú）。

5)　利用火焰产生电动势原理研制（zhì）的火焰（yàn）检（jiǎn）测器的优点（diǎn）是其检（jiǎn）测系统动（dòng）作比（bǐ）较准确、灵敏，而且具有自我监（jiān）督作用。缺点是要（yào）求有高（gāo）灵敏度的检流计；电极易烧坏和积炭（tàn）。多（duō）用于煤炉和气炉（lú）。

6)　利用火焰（yàn）有脉动特性原理（lǐ）研制（zhì）的火焰检测器，与（yǔ）利用（yòng）发光性原理研制的检测器（qì）主要区别（bié）在于（yú）放大器。此放大（dà）器只放大（dà）同火（huǒ）焰光照脉动频率一致的交流电脉冲信号，因（yīn）此它能非常准（zhǔn）确地反映（yìng）火焰（yàn）的熄灭（miè）的工况（kuàng），能检测（cè）出煤粉（fěn）火焰的“闪动”。其缺点是因为火焰闪动只（zhī）能在可（kě）见光区（qū）才（cái）能检测到（dào），不太适用于气炉（lú），而多用（yòng）于煤炉、油炉。

7)利用火焰发光性原（yuán）理研制的火焰检（jiǎn）测器

试验表明，利用火焰的（de）声（shēng）学和热量特性研制的检测器（qì）易（yì）受锅炉其它声源和热源的干扰而难以准确使用（yòng）。目（mù）前（qián）电（diàn）厂使（shǐ）用较多的是下（xià）述的光电火焰检测器。

a)　光电管

在抽真空的玻璃泡内（nèi）放置（zhì）两个电（diàn）极：阳极与（yǔ）具有光敏面（miàn）的阴极。有氧（yǎng）化铂和锑铂光电（diàn）管(真空（kōng）和充气的)。它们对可见（jiàn）光敏感，动作惰（duò）性小，结构简单，用来监（jiān）视整（zhěng）个炉膛（táng）熄（xī）火较好。光电（diàn）管的缺点是炉墙（qiáng）的（de）红外线会（huì）干扰其（qí）测量信号；管子使用温度不高；工作一段时间后灵敏度会降低（dī）。光电管多用于煤炉。

b)光（guāng）导管(光敏电（diàn）阻（zǔ）)

光导（dǎo）管是由（yóu）铊、镉、铅、鉍等的硒化物制成的（de），例如红外线硫化铅光导管，它是应用（yòng）于燃油炉上的一种。光敏电阻（zǔ）多用硫化铅、硫（liú）化镉等，它主（zhǔ）要对红（hóng）外线、可见（jiàn）光（guāng）感光。光导管结（jié）构简单（dān）、体积小（xiǎo）、有一定灵敏度。缺点是（shì）用光导管监视火（huǒ）焰检（jiǎn）测器信号会受（shòu）到高（gāo）温耐火炉墙射出（chū）红（hóng）外（wài）线的干扰，且尚无法区分不同热源（yuán）。为了避免干扰（rǎo），可将控制系统设（shè）计成选择性地（dì）接受（shòu）某一脉动频率内的信号；但相邻燃烧器（qì）火焰（yàn）对信号干扰（rǎo）难以完全避免，而且不同（tóng）燃（rán）料发出的（de）红外线辐（fú）射的波（bō）长差别很大（dà），光（guāng）导管对不同燃料火焰的灵敏度不同，因此不（bú）适用于（yú）混合燃料。此外，管子（zǐ）耐温不高(不（bú）得高于60℃)，管子工（gōng）作（zuò）稳定性差，照度特性（xìng）呈非（fēi）线性，动作惰性（xìng）也较光电管大。国内（nèi）电厂用反（fǎn）光镜解决（jué）光导管（guǎn）工作温度过高问题或用专门（mén）供光（guāng）导管用的冷却风机，也有研制成功用水冷却装置的光（guāng）导管灭火报警放（fàng）大器。光导管（guǎn）检测器可用于油、气炉和煤粉炉。

c)紫外线管

优点是管子结构牢（láo）固，灵敏（mǐn）度（dù）高、体积小、工作环（huán）境温度高(200℃以下能（néng）长期工作)，它仅对光谱（pǔ）中的狭小波长段0．2—0．3μm的紫外线（xiàn）敏感，对可见（jiàn）光和红外线不（bú）敏感，因此它能进行优异（yì）的辐射源的（de）辨别，避免因（yīn）炉墙发（fā）出辐（fú）射红外线而引起的误（wù）动（dòng）作。而且紫外（wài）线（xiàn）辐射主要存在于火焰的（de）初始