火焰检测器是燃烧器（qì）自动装置中的重要部件之一，它（tā）的作用是对火焰进行检测和监视（shì），在锅炉点火、低负荷运行或有异常（cháng）情况时防止锅炉灭火和炉（lú）内爆炸事故，确保锅炉安全运（yùn）行。现代大（dà）容量锅炉燃烧器火焰（yàn）检测器及炉膛内（nèi）应（yīng）装置（zhì）此设（shè）备，以（yǐ）便对点（diǎn）火器的点火工（gōng）况、每只主燃烧器的着火工况（kuàng）以及全炉膛的燃烧稳定性进行（háng）自动检（jiǎn）测。

一、炉膛中的火（huǒ）焰特性和辐射光谱

锅炉使用的（de）燃料主要有煤、油、可燃气体等，这（zhè）些燃料（liào）在燃烧（shāo）过程中会发出可见光、红外（wài）线、紫（zǐ）外线等（děng）。燃料不同，三（sān）种光线的强度也不同：煤粉火焰除有不发（fā）光的CO2和水（shuǐ）蒸（zhēng）汽等三原子（zǐ）气体外，还有部（bù）分（fèn）灼热发光的焦炭粒子和灰粒（lì）等，它们有较强的可（kě）见光（guāng）和一定数量的紫外（wài）线，而且火焰的形状（zhuàng）会随着负荷的变动而（ér）有明（míng）显的变化；可燃气体火焰中含有大量的透明的CO2和水蒸汽等三（sān）原子气体，主要是不（bú）发（fā）光火焰，但还包含有较强的紫外线（xiàn）和一定数（shù）量的可见光，天然气火（huǒ）焰（yàn）的（de）紫外线主要产（chǎn）生在火焰根部（bù）的初始燃烧（shāo）区；重油火焰（yàn）中（zhōng）除了有部分CO2和水蒸气外，还悬浮（fú）着大量（liàng）发光的炭黑粒子，它也有丰富的紫外线（xiàn）和可见光（guāng）。

二、火焰检测器的分（fèn）类和（hé）性能

1.　火焰检测器（qì）分类

火焰检测器（qì）的种类很多，按其（qí）工（gōng）作（zuò）原理可分类如下：

利用热（rè）膨（péng）胀原理。金属、液体等（děng）在火焰高温作用下受（shòu）热膨胀，作为脉（mò）冲信号，直（zhí）接或放（fàng）大后作用（yòng）于执行机构。

利（lì）用（yòng）热电原（yuán）理。热电偶在火（huǒ）焰高温作用下（xià）产生电动（dòng）势，经（jīng）放（fàng）大后（hòu）作用于执行机构。

利用声（shēng）电原理。即利用（yòng）燃烧（shāo）时（shí）的（de）扰动噪声特性。

利用火焰周围压力变化原理。利用火（huǒ）焰周围压力变化（huà）发出信（xìn）号，也可用差压（yā）变送（sòng）器将风（fēng）箱（xiāng）与炉膛间的差压变（biàn）换为接点的开（kāi）闭信号，转（zhuǎn）为火焰检测信号。

利用（yòng）火焰导电性原理。燃烧（shāo）时的化（huà）学反应使（shǐ）火焰电离产生（shēng）导电性，敏感元件的一个电极直接放置在火焰中（zhōng）；另一个电（diàn）极接在炉膛外壳（ké）上，燃烧时（shí）则（zé）有电流通过两电极，将（jiāng）这一脉冲信号放大，使继（jì）电器动作。

利用火焰整（zhěng）流原理。火焰中电子轻，易被电极吸收，而离子重（chóng），速度慢，不易被（bèi）电极吸收，产生（shēng）局部整流，可（kě）将加在电极两端的交流电部分（fèn）整流（liú）为直流（liú）。火焰熄灭时，直流电消（xiāo）失，这（zhè）一脉冲（chōng）经放大后使继电器动作。

利用火焰产生（shēng）电动（dòng）势原理。用高灵敏度检流计一（yī）端（duān）接喷（pēn）口，另一（yī）端放在火（huǒ）焰（yàn）中（zhōng）的（de）电（diàn）极上，火焰产生（shēng）的（de）电动势，使检流计指针动作。

利用火焰有脉动特性原理。用硅光（guāng）电（diàn）池或光敏电阻作为敏感元件（jiàn），将（jiāng）光照（zhào）的火（huǒ）焰脉（mò）动（dòng）变为交流电脉冲信号，经频带放大器（qì）放大后使继（jì）电器动（dòng）作。

利用（yòng）火焰发光（guāng）性原理；

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

光导管。灭火（huǒ）后，光照消失，光导管阻值增加，引起（qǐ）电流、电压（yā）变化，这一脉冲经放大后使继电（diàn）器动作。

紫外线（xiàn）管。在外来（lái）光线中紫外线波的照射下，紫（zǐ）外线（xiàn）管（guǎn）内气体分子电离（lí），电极（jí）间激发导电，发出兰色光辉信号。

硅光（guāng）电池（chí）。由硅基片上一个P—N结组成，电池受光面为正极，背光面为负极，射在（zài）P—N结上，两端出（chū）现电压产生电流。

2.　各种火焰检测器特点

对火（huǒ）焰检测器的（de）要求是：发出的检测（cè）信（xìn）号可靠（kào）；有足够的灵敏度（dù）；对干扰信号有（yǒu）一定（dìng）的识别能力；元件有一定的耐温性和抗氧化（huà）性，使用（yòng）寿命较长等（děng）。对以（yǐ）上各种（zhǒng）火焰检测（cè）器进（jìn）行比（bǐ）较，它（tā）们的特点如（rú）下：

1)利用热膨胀原理研（yán）制的火（huǒ）焰检测器，其优点（diǎn）是造价（jià）低，结构简单。缺（quē）点（diǎn）是（shì）热惯性大，动作（zuò）时间长，感（gǎn）受（shòu）元件直接承受高温（wēn）火焰，可靠性差。一般（bān）用于小型（xíng）工业炉（lú）。

2)利用热电原理研制的火焰检测器，其优点是造（zào）价（jià）低、结（jié）构（gòu）简单。缺点（diǎn）是热（rè）电偶（ǒu）热惯性较大（dà）、灵敏度（dù）差、寿命较短、可靠性差。一般用于小型工业炉。

利用声（shēng）电原理（lǐ）研制（zhì）的火焰（yàn）检测器，其优（yōu）点（diǎn）是信号简单，缺（quē）点（diǎn）是受外界声（shēng）源，噪声影响，易产生误动作（zuò）。现很少采用。

利用火焰周围压（yā）力（lì）变化原理（lǐ）研制的火焰检（jiǎn）测器，其优点是（shì）检测方法较为简单（dān），可靠、反应灵敏。火焰检测的高压检测（cè）管紧接在涡流板（bǎn）上，低压检测（cè）管装于（yú）点火喇叭出口处（chù）。点火器熄火时，则涡流板（bǎn）处压（yā）力比喇叭出（chū）口处低；在（zài）点（diǎn）火器点火时，开始在喇叭内燃烧，由（yóu）于燃烧产物（wù）增（zēng）加，高压（yā）检测管（guǎn）处的（de）压力剧增（zēng），形（xíng）成点火（huǒ）器（qì）点火、熄火时风箱一炉膛（táng）差压与点火（huǒ）器差压的关（guān）系。因而可以用（yòng）差压变送器将风箱一（yī）炉膛差压（yā）变换成为接点的开关信号作为火（huǒ）焰检（jiǎn）测信号。

3)　利用火焰导电原理研制的火（huǒ）焰检测器（qì），信号导线连接端子是用来将取出信（xìn）号的（de）导（dǎo）线接在电缆上。放大器是将检测电极的输出电压（yā）进（jìn）行放大的电进行放（fàng）大的电子回路（lù），设置有（yǒu）燃烧（shāo）指示（shì）灯（dēng）和输入整定开（kāi）关等。电极本体用以支持火焰电极并（bìng）借助（zhù）法兰固定在点火器的导（dǎo）管（guǎn）内（nèi）。接触电极（jí）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运转（zhuǎn）时的火焰导电性；利用（yòng）动（dòng）作区（qū）分回路来适应火（huǒ）焰的（de）稳定性（xìng）；利用限（xiàn）时回路（lù）的时（shí）间整定来（lái）解决邻近火焰的（de）卷入和火焰熄（xī）灭等过渡现象。

这种（zhǒng）型式（shì）较适（shì）用于无焰燃（rán）烧的煤气点（diǎn）火器，轻（qīng）油点火器以及（jí）煤粉炉用重油点（diǎn）火油枪。其（qí）缺点是探头必须置（zhì）于高温火焰（yàn）区，易损坏（huài），电极（jí）会（huì）积炭。此外火焰突（tū）然熄灭（miè）后，导电性消失较慢，反应（yīng）持（chí）续时间较长。

4)　利用火焰有整流原理研制的火焰检测器较（jiào）适用于间断运行的点（diǎn）火器，特别是（shì）无焰燃烧的气（qì）炉（lú）。

5)　利用火焰产生电动势原理研制的火焰检测器的优点是其检测系（xì）统动（dòng）作（zuò）比较准确、灵敏，而且具（jù）有自我监督作（zuò）用。缺点是要求有（yǒu）高灵敏度的检流计；电极易烧坏和积炭（tàn）。多用于煤炉和气炉。

6)　利用火焰有脉动特性原理研制的（de）火焰检测器，与利用发（fā）光性原理研（yán）制的检测器主要区别在于放大器（qì）。此（cǐ）放（fàng）大器只放大同火（huǒ）焰光（guāng）照脉动频率一致（zhì）的交流电脉冲信号，因此它能非常准确地反映火焰的熄灭的工（gōng）况，能（néng）检测（cè）出煤粉火焰的“闪动”。其缺点是因为火焰闪动只能在可见光区才能检测到，不太适用于气炉，而多用（yòng）于煤炉、油炉。

7)利用（yòng）火焰（yàn）发光性原理研制的（de）火焰检测器

试验表明，利用火焰的（de）声（shēng）学和热（rè）量特性研制（zhì）的检测器易（yì）受锅炉（lú）其它声源和热（rè）源的干（gàn）扰而难以（yǐ）准确使用。目前电厂使用较多的（de）是下述（shù）的（de）光（guāng）电火焰检测器。

a)　光电管

在抽真空的（de）玻璃泡（pào）内放置两个电极：阳极（jí）与具（jù）有（yǒu）光（guāng）敏面的阴极（jí）。有氧化铂和锑铂光电管(真空和充气的)。它们对可见（jiàn）光敏感，动作惰性小，结构简单，用来监视整个炉膛熄火较好。光电（diàn）管的缺点（diǎn）是炉墙的红外线会干扰其测量信号；管（guǎn）子使用温度不高（gāo）；工作一段时（shí）间后灵敏度会（huì）降（jiàng）低。光电管多用于（yú）煤（méi）炉。

b)光导管（guǎn）(光敏电阻)

光导管是（shì）由（yóu）铊、镉、铅、鉍等的（de）硒化物制成的（de），例如红外线（xiàn）硫化铅光导管，它（tā）是应（yīng）用（yòng）于（yú）燃油炉上的一种。光敏电阻多用硫化（huà）铅、硫化（huà）镉等，它主要对红（hóng）外线、可见光感光。光导管结构简单（dān）、体积小、有一定灵（líng）敏（mǐn）度。缺点是用（yòng）光导管监视火（huǒ）焰检测器信号会受到高温耐火炉墙射出红外线的干扰，且尚无法区分（fèn）不同热源。为了避免干扰，可（kě）将控制系统（tǒng）设（shè）计成选择（zé）性地接受某一脉动频率内的信号；但相邻燃烧器火焰对信号干扰难以完全避免，而且不（bú）同（tóng）燃料（liào）发出的（de）红（hóng）外线辐（fú）射的波长（zhǎng）差别很大，光（guāng）导管对不同（tóng）燃（rán）料（liào）火焰（yàn）的灵（líng）敏度不同，因此不适用于混合燃（rán）料。此外，管子耐温不高(不得高于60℃)，管子（zǐ）工作稳（wěn）定性差（chà），照度特性呈非线性，动（dòng）作惰性（xìng）也较光（guāng）电管大。国（guó）内电厂用反光镜解决（jué）光导管（guǎn）工（gōng）作（zuò）温度（dù）过高问题或用专门供（gòng）光（guāng）导（dǎo）管用的冷却风机，也有研制成功用（yòng）水冷却装（zhuāng）置的光导管灭火报警放大（dà）器。光（guāng）导管（guǎn）检测器可用于油（yóu）、气（qì）炉和（hé）煤粉炉。

c)紫（zǐ）外线管

优（yōu）点是管子结（jié）构牢固，灵敏（mǐn）度高、体积小（xiǎo）、工作环境（jìng）温（wēn）度（dù）高(200℃以（yǐ）下能长期工作)，它仅对（duì）光谱中的狭小波长段0．2—0．3μm的紫外（wài）线敏（mǐn）感，对可（kě）见（jiàn）光和（hé）红外线不（bú）敏感，因此它能进行优（yōu）异（yì）的辐射（shè）源（yuán）的辨别，避免因（yīn）炉（lú）墙发出辐射（shè）红外线（xiàn）而（ér）引起的误动作（zuò）。而且紫外线辐（fú）射主要存在于火焰（yàn）的（de）初始