探討火焰探測器的應(yīng)用領(lǐng)域與工作原理

火焰探測器（flamedetector）是探測在物質(zhì)燃燒時，產(chǎn)生煙霧和放出熱量的同時，也產(chǎn)生可見的或大氣中沒有的不可見的光輻射�；鹧嫒紵�輻射光波段火焰探測器又稱感光式火災(zāi)探測器，它是用于響應(yīng)火災(zāi)的光特性，即探測火焰燃燒的光照強(qiáng)度和火焰的閃爍頻率的一種火災(zāi)探測器。

根據(jù)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較長的紅外光輻射敏感的紅外探測器；第三種是同時探測火焰中波長較短的紫外線和波長較長的紅外線的紫外/紅外混合探測器。

具體根據(jù)探測波段可分為：單紫外、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(jù)防爆類型可分為：隔爆型、本安型。

對于火焰燃燒中產(chǎn)生的0.185~0.260μm波長的紫外線，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波長的紅外線，可采用硫化鋁材料的傳感器，對于火焰產(chǎn)生的4.4~4.6μm波長的紅外線可采用硒化鉛材料或鉭酸鋁材料的傳感器。根據(jù)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(yīng)用較廣。

火焰燃燒過程釋放紫外線、可見光、紅外線，在特定波長、特定閃爍頻率（0.5HZ-20HZ）具有典型特征，有別于其他干擾輻射，陽光、熱物體、電燈等輻射出的紫外線、紅外線沒有閃爍特征。

火焰探測器工作原理是通過檢測火焰輻射出的特殊波長的紫外線、紅外線及可見光等，同時配合對火焰特征閃爍頻率來識別，來探測火焰。一般選用紫外光電二極管、紫外線探測器、紫外線傳感器等作為探測元件。

紫外線探測器是將一種形式的電磁輻射信號轉(zhuǎn)換成另一種易被接收處理信號形式的傳感器，光電探測器利用光電效應(yīng)，把光學(xué)輻射轉(zhuǎn)化成電學(xué)信號。光電效應(yīng)可分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。

外光電效應(yīng)器件通常指光敏電真空器件，主要用于紫外、紅外和近紅外等波段。具有內(nèi)增益的外光電效應(yīng)器件包括光電敏倍增管、像增強(qiáng)器等光敏電真空器件，它們具有極高靈敏度，能將極微弱的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，可進(jìn)行單光子檢測，其靈敏度比內(nèi)電光效應(yīng)的半導(dǎo)體器件高幾個量級。

內(nèi)光電效應(yīng)分為光導(dǎo)效應(yīng)和光伏效應(yīng)。光導(dǎo)效應(yīng)中，半導(dǎo)體吸收足夠能量的光子后，把其中的一些電子或空穴從原來不導(dǎo)電的束縛狀態(tài)激活到能導(dǎo)電的自由狀態(tài)，導(dǎo)致半導(dǎo)體電導(dǎo)率增加、電路中電阻下降。光伏效應(yīng)中，光生電荷在半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生跨越結(jié)的P-N小勢差。產(chǎn)生的光電壓通過光電器件放大并可直接進(jìn)行測量。根據(jù)光導(dǎo)效應(yīng)和光伏效應(yīng)制成的器件分別稱為半導(dǎo)體光導(dǎo)探測器和光伏探測器。

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