火焰检测器是（shì）燃烧器自动装置中的（de）重（chóng）要部件之一，它（tā）的作用是对火（huǒ）焰进行检（jiǎn）测和（hé）监视，在锅炉点（diǎn）火、低负荷运行或有异（yì）常情况时防止锅炉灭火和炉内爆（bào）炸事（shì）故，确保锅炉安（ān）全（quán）运行（háng）。现代大（dà）容量锅炉燃烧器火焰检测器及炉膛内应装置（zhì）此设（shè）备，以便对（duì）点火器的点火工况、每只（zhī）主燃烧器的着火工况以及全炉膛的燃烧（shāo）稳定性（xìng）进行自动检测（cè）。

一、炉膛中的火焰特性和辐射（shè）光谱

锅（guō）炉使用的燃料（liào）主要有煤、油、可燃气体（tǐ）等，这些燃料（liào）在燃烧过（guò）程中会（huì）发（fā）出可见（jiàn）光、红外线、紫外线等。燃料不同（tóng），三种光线的（de）强（qiáng）度也不同：煤粉火焰除有不发光的CO2和水蒸汽等三原子气体外，还有部分灼热（rè）发（fā）光的焦炭粒子和灰（huī）粒等，它们有较强的可见光和一定数量的紫外线，而且火焰的（de）形状会随着负荷的变动（dòng）而（ér）有明显的变化；可燃气体火焰中含有大量的透（tòu）明的CO2和（hé）水（shuǐ）蒸汽等（děng）三原子气（qì）体（tǐ），主要是（shì）不发光火焰，但还包含有较（jiào）强的紫（zǐ）外线和一定数量（liàng）的可见光（guāng），天然气火焰的紫外线主要产生在火焰根部的初始燃烧区；重油火焰中除（chú）了有部分CO2和（hé）水（shuǐ）蒸气外，还（hái）悬浮着大（dà）量发光的炭黑（hēi）粒子，它也（yě）有丰（fēng）富的（de）紫外线和可见光。

二、火焰检测（cè）器的分类（lèi）和性能

1.　火焰检测器分类

火（huǒ）焰检测器的（de）种类很多，按其工作原理可分类如下：

利用热膨胀（zhàng）原理。金属、液体等在火焰高温作用下受热膨胀，作为脉（mò）冲信（xìn）号（hào），直接（jiē）或放（fàng）大后作用于执行（háng）机构。

利用热电（diàn）原理。热电偶在（zài）火焰高温（wēn）作用下产生电（diàn）动势，经放（fàng）大（dà）后作（zuò）用于执行机（jī）构。

利用声电原理。即利用（yòng）燃烧时的扰（rǎo）动噪声特性。

利用火焰周围压力变化原理。利（lì）用（yòng）火焰周围（wéi）压力变化发出（chū）信号（hào），也（yě）可用差压变送器将风箱与炉膛间（jiān）的（de）差压变换为接点的开闭（bì）信（xìn）号，转（zhuǎn）为火（huǒ）焰（yàn）检测信号。

利用火焰导（dǎo）电（diàn）性（xìng）原理。燃烧时的化学反应（yīng）使火焰电（diàn）离（lí）产生导电性，敏感元件（jiàn）的一个电极直（zhí）接放置在（zài）火焰中；另一个（gè）电极接在（zài）炉膛（táng）外壳上，燃烧时（shí）则有电流通（tōng）过两电极，将（jiāng）这一脉冲信号放（fàng）大，使继电器（qì）动（dòng）作。

利用火焰整流原理（lǐ）。火焰中电子（zǐ）轻，易（yì）被电极吸收，而离子重，速度（dù）慢，不易被电极吸收（shōu），产生局部整流，可（kě）将加在电（diàn）极两端的交流（liú）电部分整流为（wéi）直流。火（huǒ）焰熄灭时，直流电消失，这一脉冲经放大后使继电器动（dòng）作（zuò）。

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

利用（yòng）火焰有脉动特性原理。用硅光电（diàn）池或光（guāng）敏电阻作为敏感元件（jiàn），将（jiāng）光（guāng）照的（de）火焰脉动变为交流电脉冲信号，经频带放（fàng）大器放大后使继电器动作。

利用火焰（yàn）发光性原理；

光电管（guǎn）。在光照射下，自（zì）金属（shǔ）表面产（chǎn）生电子发射；

光导管。灭火后，光照消失，光导管阻值增加，引（yǐn）起电（diàn）流、电压变（biàn）化，这一脉冲经放大后使继（jì）电器动作。

紫外线管。在外（wài）来光（guāng）线中（zhōng）紫（zǐ）外线波的照射下，紫（zǐ）外线管内气体分子电离，电极间激发（fā）导电（diàn），发出（chū）兰（lán）色光（guāng）辉信（xìn）号。

硅（guī）光电池。由硅基片（piàn）上一（yī）个P—N结组成（chéng），电（diàn）池受光面为正极，背（bèi）光面（miàn）为负极，射在P—N结上，两端出现电（diàn）压产生电流（liú）。

2.　各种火焰检（jiǎn）测器特点

对火焰检（jiǎn）测（cè）器的要求是（shì）：发出的（de）检测信号可靠；有足（zú）够的灵敏度；对干（gàn）扰信号（hào）有（yǒu）一定的识别能力；元件有一（yī）定的耐（nài）温性和抗氧化性，使（shǐ）用寿命较长等。对以（yǐ）上各（gè）种（zhǒng）火焰（yàn）检测器进行（háng）比较（jiào），它（tā）们的特点如下：

1)利用热膨胀原（yuán）理研制的（de）火焰（yàn）检（jiǎn）测器，其（qí）优（yōu）点是（shì）造价低，结构简单。缺点（diǎn）是热惯性大（dà），动作时间（jiān）长，感受元件直接承受高温火焰，可靠性（xìng）差。一（yī）般用（yòng）于小型（xíng）工业（yè）炉。

2)利用热（rè）电原理研制的火焰检测器，其优点是造价低、结构（gòu）简单。缺（quē）点是热电偶热（rè）惯（guàn）性较（jiào）大（dà）、灵敏度差、寿命较短、可靠性差（chà）。一般用于小型（xíng）工业炉。

利（lì）用声电原理研制的火焰检测（cè）器，其优点是信（xìn）号简单，缺点是（shì）受外界（jiè）声源，噪声影响，易产生误动作（zuò）。现很少采用。

利（lì）用火焰（yàn）周围压力变（biàn）化原理研制的（de）火焰检测器，其优点是（shì）检（jiǎn）测方（fāng）法较（jiào）为简单，可靠、反（fǎn）应灵敏。火焰检测的高（gāo）压检（jiǎn）测（cè）管紧接在涡流板（bǎn）上，低压检（jiǎn）测管装于（yú）点火喇叭出口处。点火器（qì）熄火（huǒ）时，则涡流板处压力比喇叭出（chū）口（kǒu）处（chù）低；在点火（huǒ）器（qì）点（diǎn）火时，开始在喇叭内燃（rán）烧，由于燃烧产（chǎn）物增（zēng）加，高压检（jiǎn）测管处的压（yā）力（lì）剧增，形成点火（huǒ）器（qì）点火、熄火时风箱一炉膛（táng）差压与点（diǎn）火器差压的关（guān）系。因而可以用差压变送器（qì）将风箱一炉（lú）膛差压变换成为接点的开（kāi）关信号作为火焰检（jiǎn）测信号。

3)　利用（yòng）火焰导电原理（lǐ）研（yán）制的火（huǒ）焰检测器，信号（hào）导线连接端子是用来将取出信号的导线接在电缆上。放大器（qì）是（shì）将检（jiǎn）测电极的输（shū）出（chū）电压进行放大的（de）电（diàn）进行放大的（de）电子回路，设置有燃烧指示灯和（hé）输入整定（dìng）开（kāi）关等。电（diàn）极本体（tǐ）用以支持火焰电极并（bìng）借助法兰固定在（zài）点火器的导（dǎo）管内。接触电极直接插入火焰中取得（dé）输入信号。其特（tè）点是利用火焰电阻整定回路来测定正（zhèng）常（cháng）运转时的火焰（yàn）导电性；利用动（dòng）作区分（fèn）回路来适应火焰的稳定性；利用限时回路的时间整定来（lái）解（jiě）决邻（lín）近火焰的卷入和火焰熄灭等过渡现（xiàn）象。

这种型式较适用于无（wú）焰燃（rán）烧的煤气（qì）点火（huǒ）器，轻油点火器以及煤（méi）粉炉用重油点火油枪。其缺点（diǎn）是探头必须置于高温火焰区（qū），易损（sǔn）坏，电极会积炭。此（cǐ）外火焰突然熄灭后（hòu），导电性消失较慢，反应持续时间较长。

4)　利用火焰有（yǒu）整流原理研制的火焰检测器较适用于间断（duàn）运行（háng）的点（diǎn）火器，特别（bié）是无焰燃烧的（de）气炉（lú）。

5)　利（lì）用火焰产生电动势（shì）原理研制的火（huǒ）焰检测器的优（yōu）点（diǎn）是其（qí）检测系统动作比较准确、灵敏，而且具有自（zì）我监督作用。缺点是要求有高灵敏度的检流（liú）计；电极（jí）易烧坏和积炭。多用（yòng）于煤炉和气炉。

6)　利用火（huǒ）焰有脉动（dòng）特性原理研制的火焰检测器，与利用发光性原理（lǐ）研（yán）制（zhì）的检测器主要区别在于放大（dà）器。此（cǐ）放（fàng）大器只放大同火焰光照脉（mò）动频率一（yī）致的交（jiāo）流电（diàn）脉冲信号（hào），因此它（tā）能非常准确地反映火焰的熄（xī）灭（miè）的工（gōng）况，能检（jiǎn）测出煤粉火（huǒ）焰（yàn）的“闪动”。其缺点是因为（wéi）火焰闪动（dòng）只能在可见光区（qū）才能（néng）检测到，不太（tài）适用于气炉，而多（duō）用（yòng）于煤炉、油炉（lú）。

7)利用火（huǒ）焰发光（guāng）性原理（lǐ）研制的（de）火焰检测器

试验表明，利用火（huǒ）焰的声（shēng）学和（hé）热量特性研制（zhì）的检测器易受（shòu）锅炉其（qí）它声源和（hé）热（rè）源的干（gàn）扰而难以准确（què）使用。目前电厂使用较多的是下述的光电火焰检测器。

a)　光电（diàn）管

在（zài）抽真（zhēn）空的玻璃泡内放（fàng）置两个电极：阳极与具有光敏（mǐn）面（miàn）的阴（yīn）极。有氧化铂（bó）和锑（tī）铂光电（diàn）管(真空（kōng）和（hé）充气的)。它（tā）们（men）对可见光敏感，动作惰性小，结构（gòu）简（jiǎn）单（dān），用来监视整个炉膛（táng）熄火较好。光电（diàn）管的缺点（diǎn）是炉墙的（de）红外线会干扰（rǎo）其测量信号；管子（zǐ）使（shǐ）用温度（dù）不高；工作一段（duàn）时间后（hòu）灵敏度会降低。光电管（guǎn）多用于煤炉。

b)光导管(光（guāng）敏电阻)

光导管是由铊、镉、铅、鉍等的硒化（huà）物制成的，例如红外线硫化铅光导（dǎo）管（guǎn），它是应用于（yú）燃油炉上的一种。光敏电阻（zǔ）多（duō）用硫化铅（qiān）、硫化镉等，它主要对红外线、可见光感光。光导管（guǎn）结构简（jiǎn）单、体积小、有一定灵（líng）敏度。缺点是用光导管监（jiān）视火焰检测器信号会受（shòu）到高温耐火炉（lú）墙射出红外线的干扰，且（qiě）尚无法区分不同（tóng）热源（yuán）。为了避（bì）免干扰，可将控制系统设计（jì）成选择（zé）性地接受某一脉动（dòng）频率内（nèi）的信号；但相邻燃烧（shāo）器（qì）火焰对信号（hào）干扰难（nán）以完全避免，而（ér）且不同燃料发出的（de）红外线辐射的（de）波（bō）长差别很大，光导（dǎo）管对不同（tóng）燃料火焰的灵（líng）敏度不同，因此不适用于混合燃料。此外，管子耐温不高(不得高于（yú）60℃)，管子（zǐ）工作稳定性差，照度特性呈（chéng）非线性（xìng），动作（zuò）惰性也较光电管大（dà）。国（guó）内电厂用反光镜解决光导管工作（zuò）温（wēn）度过高问题（tí）或用专（zhuān）门供光导管用的冷却风机（jī），也有研（yán）制（zhì）成功用（yòng）水冷却装（zhuāng）置（zhì）的光（guāng）导管灭（miè）火报警放大器。光导管检测器可（kě）用于油、气炉和煤粉炉。

c)紫外线管（guǎn）

优点是（shì）管（guǎn）子结构牢固，灵敏（mǐn）度（dù）高、体积（jī）小、工作环境温度高(200℃以（yǐ）下能长期工作)，它仅对光谱中的（de）狭小波长（zhǎng）段0．2—0．3μm的紫外线敏感（gǎn），对可见光和红外线不敏感，因此它能进行优异的辐射源的辨别，避免因炉墙发出辐射红外线而引起的误动（dòng）作（zuò）。而且紫外（wài）线辐射主要存（cún）在（zài）于火焰的初始