火（huǒ）焰（yàn）检测器（qì）是燃烧器自动装（zhuāng）置中的重要部件（jiàn）之一，它的（de）作用是对（duì）火焰进行检测和（hé）监（jiān）视，在锅炉点火、低负荷运行或（huò）有异常情况（kuàng）时防止（zhǐ）锅炉（lú）灭火和（hé）炉（lú）内爆（bào）炸事故，确（què）保（bǎo）锅炉安全运行。现代大（dà）容量（liàng）锅（guō）炉燃（rán）烧器火焰检测器及（jí）炉（lú）膛内应装置此设备，以便对点火（huǒ）器的（de）点火（huǒ）工况、每（měi）只主燃烧器的着火工况以及全炉膛的燃烧稳定性进行自动检测（cè）。

一（yī）、炉膛中（zhōng）的（de）火焰特性和辐射光谱

锅炉使用的燃料（liào）主要有煤、油（yóu）、可燃（rán）气体等，这些燃料在（zài）燃烧过程中会发出可见光、红（hóng）外线、紫外线等。燃料不同，三种光线的（de）强度也不同（tóng）：煤（méi）粉（fěn）火（huǒ）焰除有不发光的CO2和水蒸汽（qì）等三原（yuán）子气体（tǐ）外，还（hái）有部分灼热发光的焦（jiāo）炭（tàn）粒子和灰粒等，它们有较强的可见光和一定数量（liàng）的紫外（wài）线，而且火焰的形状会随着负荷的变动而有明（míng）显的变（biàn）化；可（kě）燃气体火焰中含有大（dà）量的透明的CO2和水蒸（zhēng）汽等（děng）三原子气体，主要是不发光（guāng）火焰，但还包含有较强的紫（zǐ）外线（xiàn）和（hé）一定数量（liàng）的可（kě）见光，天然（rán）气火焰的紫（zǐ）外线主要产生在火焰根（gēn）部的初始燃烧区；重油（yóu）火焰中除了有部分CO2和水蒸气外，还悬浮着（zhe）大量发光的炭黑粒（lì）子，它也（yě）有丰富的紫外线和可见光。

二、火（huǒ）焰检测（cè）器（qì）的分（fèn）类和性能

1.　火（huǒ）焰检测器分类（lèi）

火焰检测器的种类很多，按其（qí）工作原理可分（fèn）类如下：

利用热（rè）膨胀原理。金属、液体等在火焰（yàn）高温作用下受（shòu）热膨胀，作为脉冲信号，直接或放大后作用于执行机（jī）构。

利用热（rè）电原理。热电（diàn）偶在（zài）火焰高温作用下产生电动（dòng）势，经放大后作用于（yú）执行机构。

利用声电原理。即利用燃烧时的扰动噪（zào）声特性。

利用（yòng）火焰周围压力变（biàn）化原理。利用火（huǒ）焰周围（wéi）压力（lì）变化发出信号，也可用差（chà）压变送器将风箱与炉膛间的（de）差压（yā）变换为接点的开（kāi）闭信号（hào），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焰电离产生导电（diàn）性，敏感（gǎn）元（yuán）件的一个电极（jí）直接放置在火焰中；另一（yī）个电极（jí）接在炉膛外（wài）壳（ké）上，燃烧时则有电流（liú）通过两（liǎng）电极，将这一脉冲信号放大（dà），使继电器（qì）动（dòng）作。

利用火焰整流原理。火焰中电子轻，易被（bèi）电极吸（xī）收（shōu），而离子重，速度慢，不易被（bèi）电极（jí）吸收，产生局部整流，可将加（jiā）在电极两端的交流（liú）电部（bù）分整流为（wéi）直流。火焰熄（xī）灭时，直流电消失，这一脉冲经（jīng）放（fàng）大后使继电器（qì）动作。

利用（yòng）火焰（yàn）产生电动（dòng）势原（yuán）理。用高灵敏度（dù）检流计一端接喷口，另一端（duān）放在火焰中的（de）电极上，火焰产生的电动势，使检流计指（zhǐ）针动作（zuò）。

利用火焰有脉动特性原理（lǐ）。用硅（guī）光（guāng）电池或光敏电阻作为敏感元件，将光照的火（huǒ）焰脉动变为交（jiāo）流电（diàn）脉冲信号，经频带（dài）放大器（qì）放大后使继电器动作（zuò）。

利用（yòng）火焰发光性原理；

光电管。在光照射（shè）下，自金（jīn）属表（biǎo）面产生（shēng）电（diàn）子发（fā）射；

光导管。灭火后，光照消（xiāo）失，光导管（guǎn）阻（zǔ）值增（zēng）加（jiā），引起电流、电（diàn）压（yā）变（biàn）化（huà），这一脉冲经（jīng）放大后（hòu）使继电器动作。

紫（zǐ）外线管。在外来光线中紫外线波（bō）的照射（shè）下，紫外线管内气体（tǐ）分子电（diàn）离，电极间激发导电，发（fā）出兰色光辉信号。

硅（guī）光电池。由硅基片（piàn）上一个P—N结组成，电池受光面为正极，背光（guāng）面为负极，射在P—N结上，两端出现电（diàn）压产生电流。

2.　各（gè）种火焰检测器特点

对火焰检测器的要求（qiú）是：发出（chū）的检测信号（hào）可靠；有足够的灵敏度；对干扰信号有一（yī）定的识别能力（lì）；元件有一定的耐（nài）温性和抗氧化性（xìng），使（shǐ）用寿命较长（zhǎng）等（děng）。对以上（shàng）各种（zhǒng）火焰检测器进行比（bǐ）较，它们的特点如下（xià）：

1)利用热膨（péng）胀原理研制（zhì）的火焰检测器（qì），其优点（diǎn）是（shì）造价低，结构简单。缺（quē）点是（shì）热惯性大（dà），动作时间长，感（gǎn）受（shòu）元件直接承受高温火焰，可靠（kào）性（xìng）差。一般用（yòng）于小型工业炉。

2)利用（yòng）热电原理研制的火焰（yàn）检测器，其优点是造价（jià）低、结构简单。缺点（diǎn）是热（rè）电偶热（rè）惯性较大、灵敏度（dù）差、寿命较（jiào）短、可靠性差。一般用（yòng）于小型工业炉。

利用（yòng）声电（diàn）原（yuán）理研制（zhì）的火焰检测器（qì），其优点是信号简单，缺点是受外（wài）界（jiè）声源，噪声（shēng）影响，易产生误动作。现（xiàn）很少采用。

利用火焰周（zhōu）围压（yā）力变（biàn）化原理研制的火焰检测器，其优点是（shì）检测方法较为简（jiǎn）单（dān），可靠、反应灵敏。火焰检测的高压检测管紧接在涡流板上，低压检（jiǎn）测管装（zhuāng）于点火喇叭出口处。点火器熄火时（shí），则涡流（liú）板处压力比喇（lǎ）叭出口处低；在点（diǎn）火器点火时，开始在喇叭内（nèi）燃烧（shāo），由于燃烧（shāo）产物增加，高压检测管处（chù）的压力（lì）剧增（zēng），形成点火器点火、熄火（huǒ）时（shí）风箱一炉膛（táng）差压与（yǔ）点火器差压的关系。因而（ér）可以用差压变送器将风箱（xiāng）一炉膛（táng）差（chà）压变换成为接（jiē）点（diǎn）的开关信号作为火焰检测信号。

3)　利用火焰（yàn）导电原理研制的火（huǒ）焰检测（cè）器，信号导线连接端子是用（yòng）来将（jiāng）取出（chū）信（xìn）号的导线接在电（diàn）缆（lǎn）上。放大器（qì）是将检（jiǎn）测电极的输出电压（yā）进行放（fàng）大（dà）的（de）电进行放大的电子（zǐ）回路（lù），设置有燃（rán）烧指示灯（dēng）和输入整定（dìng）开关等。电极本体用以支持火焰（yàn）电极并（bìng）借助法兰固定在（zài）点火器的导（dǎo）管内。接触（chù）电（diàn）极直接插入火（huǒ）焰中（zhōng）取得（dé）输入信（xìn）号。其特点是利用火（huǒ）焰（yàn）电阻整定（dìng）回路来（lái）测定正常（cháng）运（yùn）转时的火焰导（dǎo）电性；利用动作区分回（huí）路（lù）来（lái）适应（yīng）火焰的稳定性；利用限时回路的时间（jiān）整定来解决邻近火焰（yàn）的卷入和火焰熄（xī）灭等过渡现象（xiàng）。

这种（zhǒng）型式较适用于（yú）无焰（yàn）燃（rán）烧（shāo）的煤气点（diǎn）火器，轻油（yóu）点火器以及煤粉炉（lú）用重油点火油枪。其缺点是（shì）探头必须置于高温火焰区，易损坏（huài），电极会积炭。此外火焰（yàn）突（tū）然熄灭后，导电性消失较慢，反（fǎn）应持续时间较长。

4)　利用火焰有整流原理研制的火（huǒ）焰检测器较适用于间断运行的点火器，特别（bié）是无焰燃烧（shāo）的气炉。

5)　利用火焰（yàn）产生电动势原理研制（zhì）的火焰（yàn）检测器（qì）的优（yōu）点是其检测系统动作（zuò）比较准确、灵敏，而且（qiě）具有自我监督作用。缺（quē）点是要（yào）求（qiú）有高灵（líng）敏度的检流（liú）计；电极易烧坏和（hé）积炭。多用于（yú）煤炉和气（qì）炉。

6)　利用火（huǒ）焰有脉动特（tè）性原理研制的火（huǒ）焰检测器，与利用发光性原理研制的检（jiǎn）测器（qì）主（zhǔ）要区别（bié）在（zài）于放大器。此放（fàng）大器只放大同（tóng）火（huǒ）焰光照脉（mò）动频率一（yī）致的交流电脉（mò）冲信号，因此它（tā）能（néng）非常准确地反（fǎn）映火（huǒ）焰的熄灭的工况，能检测出煤粉火焰的（de）“闪动（dòng）”。其缺点是因（yīn）为火焰闪动只能在可见光区才能检测到（dào），不太适用于气（qì）炉，而（ér）多用于煤炉、油炉。

7)利用（yòng）火焰发光性原理研制的（de）火焰检测器

试（shì）验表明，利用火焰的声（shēng）学和热量特（tè）性（xìng）研制的检测（cè）器易受锅（guō）炉（lú）其它声源和热源的干扰（rǎo）而（ér）难以准确使用。目前（qián）电厂使用较多的是（shì）下述的光电火焰检（jiǎn）测（cè）器。

a)　光电（diàn）管

在抽真空的玻璃泡内（nèi）放（fàng）置两个电极：阳极与具有（yǒu）光敏面（miàn）的阴（yīn）极。有氧化铂和锑铂光电管(真空和充气的（de）)。它们（men）对可见光敏感，动（dòng）作惰性小，结构简单，用（yòng）来监视整（zhěng）个炉（lú）膛（táng）熄（xī）火较好。光（guāng）电管的缺点是（shì）炉墙的红外线会干（gàn）扰其（qí）测量信号；管子使用（yòng）温度不高；工作一段时（shí）间后（hòu）灵（líng）敏度会降（jiàng）低。光电管多用于（yú）煤炉。

b)光导管(光敏电阻（zǔ）)

光导管（guǎn）是由铊、镉、铅、鉍等的（de）硒（xī）化物制（zhì）成的，例如红外（wài）线（xiàn）硫化铅（qiān）光导管，它（tā）是应用于燃油炉上的一种。光敏电阻多用硫化铅、硫（liú）化镉等，它（tā）主要对红外线、可见光感光。光导管结构简单（dān）、体积小、有一定灵敏度。缺点是用光导（dǎo）管监（jiān）视（shì）火焰检（jiǎn）测器信号（hào）会受到高温耐火炉墙射出红（hóng）外线的干扰，且（qiě）尚（shàng）无法区（qū）分不同（tóng）热源。为了避（bì）免干扰，可将（jiāng）控制系统设计（jì）成选（xuǎn）择性（xìng）地接受某一脉动频（pín）率内的信号（hào）；但（dàn）相邻（lín）燃烧器火焰对信（xìn）号干扰（rǎo）难以完（wán）全避免（miǎn），而且不同燃料发出的红外线辐射的（de）波（bō）长差（chà）别很大，光导管对不同燃（rán）料（liào）火焰的灵敏度（dù）不同，因此不适用于（yú）混合燃料。此外，管子（zǐ）耐温不（bú）高（gāo）(不得高于（yú）60℃)，管子工作稳定性差，照度特性呈（chéng）非线性，动作惰性（xìng）也较光电管大。国内（nèi）电（diàn）厂（chǎng）用反光镜（jìng）解决光导（dǎo）管工作（zuò）温（wēn）度过（guò）高问题或用专门（mén）供（gòng）光（guāng）导管用的冷却风机（jī），也有研（yán）制成功（gōng）用水（shuǐ）冷却装置的光（guāng）导管灭（miè）火报警放大器（qì）。光（guāng）导（dǎo）管检测器可用于油、气（qì）炉和煤（méi）粉炉（lú）。

c)紫（zǐ）外（wài）线管

优点（diǎn）是管子结构（gòu）牢固，灵敏度高、体积小（xiǎo）、工（gōng）作（zuò）环境温度高(200℃以下能长期工（gōng）作)，它仅（jǐn）对光谱（pǔ）中的狭小波长段0．2—0．3μm的紫外线敏感，对可见光和（hé）红外线（xiàn）不敏感，因此它能进行优（yōu）异的辐射源的辨别（bié），避免因炉（lú）墙发出辐射红外线（xiàn）而引起的误动作。而且紫（zǐ）外线辐（fú）射主要存在（zài）于火焰的初始