火焰检测器是燃烧器自（zì）动装置中的重要部件之（zhī）一（yī），它（tā）的作（zuò）用是对火焰进行检测（cè）和（hé）监视，在（zài）锅炉点（diǎn）火、低负（fù）荷运（yùn）行或有（yǒu）异常情（qíng）况时防止（zhǐ）锅炉（lú）灭火和炉内爆炸事故，确保锅炉（lú）安全运（yùn）行。现代大容量锅（guō）炉燃烧器火焰检测器及炉膛内应装（zhuāng）置此（cǐ）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（kuàng）以及（jí）全炉膛的燃烧稳定（dìng）性进行（háng）自动检测。

一、炉（lú）膛中的火焰特性和辐（fú）射（shè）光谱

锅炉使用的燃料主要有煤、油、可燃气体等，这些燃（rán）料在燃烧过程中会（huì）发（fā）出可见光（guāng）、红（hóng）外线（xiàn）、紫外线等。燃料不同（tóng），三种光线的强度也（yě）不同（tóng）：煤粉火焰除有不发光（guāng）的CO2和水蒸汽（qì）等三（sān）原子气（qì）体外，还（hái）有部分灼热发光的（de）焦炭粒子和灰粒等（děng），它们（men）有较强的可见（jiàn）光和一定数量的紫外线（xiàn），而且火焰（yàn）的形状（zhuàng）会（huì）随着负荷的（de）变动而有（yǒu）明显（xiǎn）的变化；可（kě）燃气体火焰中含有大量的透明的（de）CO2和水蒸汽等三原子（zǐ）气体，主要是不发（fā）光火焰，但还包含有较强的（de）紫外线和（hé）一定数量的可（kě）见光，天然气火焰的紫外线主（zhǔ）要产生（shēng）在火（huǒ）焰（yàn）根部的初始燃烧区；重油火焰中（zhōng）除了有（yǒu）部分CO2和水蒸气（qì）外（wài），还悬浮着大量发光的炭黑粒子，它也有丰富的紫外（wài）线和可（kě）见光。

二、火焰检测器的分类和性（xìng）能

1.　火焰检测器分类

火焰检测器的种类很多，按其工作原（yuán）理可分类（lèi）如下（xià）：

利用热膨胀原理。金属、液（yè）体等在（zài）火焰高（gāo）温作用下受（shòu）热膨胀，作为（wéi）脉（mò）冲信号，直接或放（fàng）大后作用于执行机构。

利用热（rè）电原（yuán）理。热电偶在火焰高温（wēn）作用下产生电动势，经放大后（hòu）作用于执行机构。

利用（yòng）声电原理。即利用燃烧时（shí）的（de）扰动噪声特性。

利用火焰周围压力（lì）变化原理。利用火焰周围压力变化发出信号，也可用差（chà）压变送器将风箱（xiāng）与（yǔ）炉膛间的差压（yā）变换为接点（diǎn）的开闭（bì）信（xìn）号，转为火焰检测信号。

利用火焰（yàn）导电性原理（lǐ）。燃烧时的化学（xué）反（fǎn）应使火焰电离产生导（dǎo）电性，敏感元件的一个（gè）电极直（zhí）接放置在火焰中；另一个（gè）电极接在炉膛外壳上，燃烧时（shí）则有电流通过两（liǎng）电极，将（jiāng）这一脉（mò）冲信号放大，使继电器动作（zuò）。

利用火（huǒ）焰整流（liú）原理。火焰（yàn）中（zhōng）电子轻，易被电极吸收，而离（lí）子重，速度慢，不（bú）易被电极吸收，产生局部整流，可（kě）将加在（zài）电极两端的交流（liú）电部分整流为直流。火焰熄（xī）灭时，直流（liú）电消失，这一脉（mò）冲经放大后使继（jì）电器动作（zuò）。

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

利用（yòng）火焰有脉动（dòng）特性（xìng）原（yuán）理（lǐ）。用（yòng）硅光电池或光（guāng）敏电阻作为敏感元件，将光照的火焰脉动变为交流电（diàn）脉（mò）冲（chōng）信号，经频带放大器（qì）放大后（hòu）使继（jì）电器动作。

利（lì）用火焰发光性原理；

光电管。在（zài）光照射下，自金属表面（miàn）产生电子发（fā）射；

光（guāng）导管（guǎn）。灭火（huǒ）后，光照消失，光（guāng）导管阻值增加，引起（qǐ）电流、电（diàn）压变化（huà），这一脉（mò）冲经放大后使继电器动作。

紫外（wài）线管。在（zài）外（wài）来光线中紫（zǐ）外线波的（de）照（zhào）射下，紫（zǐ）外线管内气体分（fèn）子电离，电（diàn）极间激发导电，发出兰色光辉信号（hào）。

硅光电池（chí）。由硅基片上（shàng）一个（gè）P—N结组成，电池受（shòu）光面为正（zhèng）极，背光面为（wéi）负极，射（shè）在P—N结上，两端出现（xiàn）电压产生电（diàn）流。

2.　各种（zhǒng）火焰（yàn）检测器特点

对（duì）火焰（yàn）检测（cè）器的要求是：发（fā）出的检测信号可靠；有足够（gòu）的灵敏度（dù）；对（duì）干扰信号有一定的识别能力；元（yuán）件有一定的耐温（wēn）性和抗（kàng）氧化性，使用寿命较长等。对以上各种火焰检测（cè）器进行比较（jiào），它们的特点如下：

1)利用（yòng）热膨胀原理研制的火（huǒ）焰检测器，其优点是（shì）造价低，结构（gòu）简（jiǎn）单。缺点是热惯（guàn）性大，动作时间长，感受元件直接承受高（gāo）温火焰，可靠性差。一般用于小（xiǎo）型工（gōng）业（yè）炉。

2)利用热（rè）电原理研（yán）制的火焰检测器（qì），其优点是造价低、结构（gòu）简（jiǎn）单。缺点是热电偶（ǒu）热惯性较大（dà）、灵敏（mǐn）度差、寿命较短、可（kě）靠性差。一般用于小（xiǎo）型工业炉。

利用声电（diàn）原理研制的火（huǒ）焰（yàn）检测（cè）器，其优点是信号简单（dān），缺（quē）点是受外（wài）界声源，噪声影响（xiǎng），易产生误动作。现很少采用（yòng）。

利用火焰（yàn）周围压力变化原（yuán）理研制的（de）火焰检测器（qì），其优点是（shì）检测方法（fǎ）较为（wéi）简单，可靠、反应（yīng）灵敏。火（huǒ）焰检（jiǎn）测的高压检测（cè）管紧接在（zài）涡流板上，低压检测管装于点火（huǒ）喇（lǎ）叭出（chū）口处。点火（huǒ）器（qì）熄火（huǒ）时（shí），则涡流板处压力比喇叭出口处低（dī）；在点（diǎn）火器点火时，开（kāi）始在喇（lǎ）叭内（nèi）燃烧，由（yóu）于燃烧产物增加，高压检测管处（chù）的压力剧增，形成点火器（qì）点火、熄火时风箱一炉膛差压与点火器差压的关系。因（yīn）而可以用差（chà）压变送器将（jiāng）风箱一炉膛差压（yā）变（biàn）换成为（wéi）接点的开（kāi）关信号作为火焰检测信号。

3)　利用火焰导电原理（lǐ）研制的火焰检（jiǎn）测器，信（xìn）号导（dǎo）线连（lián）接端子是（shì）用来将取出信号的导线（xiàn）接在电缆上。放（fàng）大器是将（jiāng）检测电极（jí）的输出电压进行放大的电进行放大的（de）电子回路（lù），设（shè）置有燃烧（shāo）指示（shì）灯和输入整定开（kāi）关等。电极（jí）本体（tǐ）用以支持火焰电极并（bìng）借助（zhù）法兰固定在（zài）点（diǎn）火器（qì）的（de）导管内。接触电极直接插入火焰中取得输（shū）入信号。其特点（diǎn）是利用火焰电（diàn）阻（zǔ）整定回路（lù）来测定正常运转时（shí）的火焰导电性；利用动作区分回路来适（shì）应火（huǒ）焰的稳（wěn）定性；利用限时回路的时（shí）间整定来解决邻（lín）近火焰的卷入和（hé）火（huǒ）焰熄（xī）灭等过渡现象。

这种（zhǒng）型式较适用于无焰燃烧的煤（méi）气点火（huǒ）器，轻油点火器以及煤粉炉（lú）用重油点（diǎn）火油（yóu）枪。其（qí）缺点是探（tàn）头（tóu）必须置（zhì）于高温火（huǒ）焰区，易损坏（huài），电（diàn）极会积炭（tàn）。此外（wài）火焰突（tū）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（yàn）有（yǒu）整流原理研制的火焰（yàn）检测器较适用于间断运（yùn）行的点火器（qì），特别是（shì）无焰燃烧的气（qì）炉。

5)　利用火焰产（chǎn）生电动（dòng）势原理研制的火焰检测器的优（yōu）点是其检测系统动作比较准确、灵敏（mǐn），而且具有自（zì）我监督作用。缺点是要（yào）求有高灵敏度的（de）检（jiǎn）流计；电极易（yì）烧坏和（hé）积炭（tàn）。多（duō）用于煤炉（lú）和（hé）气炉（lú）。

6)　利用火（huǒ）焰有脉动特性原理（lǐ）研制（zhì）的火焰检测（cè）器，与利用发光性（xìng）原理研（yán）制（zhì）的检测器主要区别在于放（fàng）大（dà）器。此放大器只放大同（tóng）火焰光照脉（mò）动频率一致的（de）交（jiāo）流电脉冲信号，因此它能非常准确地反映（yìng）火焰的熄灭的（de）工况，能检测出（chū）煤粉火焰（yàn）的“闪（shǎn）动”。其缺点是因为火焰闪动（dòng）只能在可见（jiàn）光区才能（néng）检测到，不太适用于气炉，而多用于煤炉、油（yóu）炉。

7)利用火焰发光（guāng）性原理研制的火焰检测器

试验表明，利用火焰的声学和热量特性研制（zhì）的检（jiǎn）测（cè）器易受锅（guō）炉其（qí）它声源和（hé）热源（yuán）的干扰而难以准确使用。目前电厂使用较多的是（shì）下述的光电火（huǒ）焰检测器（qì）。

a)　光电管

在（zài）抽真空的玻璃泡内放置两个（gè）电极：阳极与具有光敏面的阴（yīn）极。有（yǒu）氧化铂和锑铂（bó）光电管(真空和充气的)。它（tā）们对（duì）可见光敏感（gǎn），动作惰性小，结构简（jiǎn）单，用（yòng）来监视（shì）整个炉膛熄火较好。光电管的（de）缺点是炉（lú）墙的（de）红（hóng）外线会干扰（rǎo）其（qí）测量信号（hào）；管子使用温（wēn）度不高；工作一段时间后灵敏度会降低（dī）。光（guāng）电管多用于煤炉。

b)光导管(光敏（mǐn）电阻)

光导管是由铊、镉、铅、鉍等的硒化物制（zhì）成的，例如（rú）红外线硫化铅光导管，它是（shì）应用于燃油（yóu）炉上的一种。光敏（mǐn）电阻多用硫化铅、硫（liú）化镉等，它主要对红（hóng）外线、可（kě）见光感光。光导管（guǎn）结构（gòu）简单（dān）、体积小、有一定灵敏度。缺点是用光导（dǎo）管监视火焰检测器信（xìn）号会受（shòu）到高（gāo）温耐火炉墙射出红外线的干扰，且尚无法（fǎ）区分不同热源（yuán）。为了避免干扰（rǎo），可将控制系统设计成选择（zé）性地接受某一脉动频（pín）率内的（de）信号（hào）；但相邻燃烧器火（huǒ）焰对信号干扰难（nán）以完全避免，而且不同（tóng）燃（rán）料发（fā）出的（de）红外线（xiàn）辐射的波长差（chà）别很大（dà），光导管（guǎn）对不同燃料（liào）火焰的灵敏度不（bú）同（tóng），因（yīn）此不适用于混合（hé）燃料。此（cǐ）外，管子耐温不（bú）高(不（bú）得高（gāo）于60℃)，管子工（gōng）作稳定性差，照度特性呈（chéng）非线性，动（dòng）作惰性也较光（guāng）电管大。国（guó）内（nèi）电（diàn）厂用（yòng）反（fǎn）光镜解决光（guāng）导管（guǎn）工作温度过高（gāo）问题（tí）或用专门供光（guāng）导（dǎo）管用的冷却风机，也有研制成功用水冷却（què）装置的光（guāng）导管灭火（huǒ）报警放（fàng）大器。光（guāng）导管检测（cè）器（qì）可用于（yú）油（yóu）、气炉（lú）和煤粉炉。

c)紫外线管

优（yōu）点是管（guǎn）子（zǐ）结（jié）构（gòu）牢（láo）固，灵敏度高、体积小、工作环境温（wēn）度高(200℃以下能长期工作)，它仅（jǐn）对（duì）光谱中的（de）狭（xiá）小波长段0．2—0．3μm的紫外线敏感，对（duì）可见光（guāng）和（hé）红外线不敏感，因此它能进行优异的辐（fú）射源的辨（biàn）别，避免因炉墙发出辐射红外线而引起的误动作。而且（qiě）紫外线辐射主（zhǔ）要存（cún）在（zài）于火焰的（de）初（chū）始