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浅谈火焰探测器种类和原理及发展方向 作者：刘建翔
来源：《科技创新与应用》2013年第21期
摘 要：笔者在参考前人研究调研的基础上，结合多年在火焰探测领域的实际设计经验体会，阐述了目前火焰探测器的种类、原理和特点，并探讨了火灾探测技术今后的发展方向。 关键词：红外热释电；紫外光电；火灾探测
引言
火灾是一种失去人为控制的燃烧过程，它能够造成人员伤亡和财产损失等危害。火灾通常以燃烧的形式表现，燃烧产生的物理参量有热（温度）、烟（烟雾粒子）、光（火焰）、气（气体）、声（燃烧音）。火灾探测的本质就是将火灾中出现的物理现象，利用传感元件进行感受，并将其转化为易处理的物理信号，并告知预警设备或人类。按照探测火灾物理量的不同，火灾探测器可以分为：感温火灾探测器、感烟火灾探测器、气体火灾探测器、感光火灾探测器、声音探测器五大类型[1]。针对这些火灾参量的探测结合具体的探测实现技术，现有火灾探测器种类又可具体分为如图1所示。其中感光型火灾探测器即火焰探测器具有响应速度快、探测距离远、保护面积大等优点，已被用于航天工业、化学工业、公路隧道、弹药仓库、油漆工厂、石化企业、制药企业、电厂、物流仓库等易燃易爆工业和民用场所。
1 火焰探测器的种类和原理
1.1 火焰探测器的种类
根据目前消防标准规定和探测器的原理差别，通常火焰探测器分为两大类：第一类是以探测火焰辐射光谱中红紫外光为目标的感光型火焰探测器，第二类是基于模式识别技术，以识别火焰发生时表现出来的颜色、亮度、闪烁、边缘变化等视觉特征为目标的图像型火焰探测器。根据火焰燃烧所产生的光谱特性，目前使用的感光型火焰探测器又可分为三种：一种是对火焰中波长较短的紫外光辐射敏感的紫外探测器；另一种是对火焰中波长较长的红外光辐射敏感的红外探测器；第三种是同时探测火焰中紫外线和红外线的红紫外复合型探测器。
1.2 火焰光谱特征
图2是火焰和地表太阳光的光谱简图。不同的物质燃烧，其发射的红紫外光谱有所差别，但从图中可以明显看出三个火焰辐射曲线凸起部分，其中一个是紫外段0.28um以下部分，另两个分别是红外段4.4um和2.6um附近，在这三个波段，地表上的日光辐射曲线恰好处于波谷位置。其中4.4um附近出现的火焰辐射波峰部分，是燃烧产物CO2受热而发出的共鸣辐射发光光谱，它比其他光谱具有绝对大的辐射强度，此特征为火焰所特有，通常对火焰的红外探测就是利用本波段。因大气层的强烈吸收，太阳光的辐射在0.28um以下短波长辐射在地球表面
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浅谈火焰探测器种类和原理及发展方向 作者：刘建翔
来源：《科技创新与应用》2013年第21期
摘 要：笔者在参考前人研究调研的基础上，结合多年在火焰探测领域的实际设计经验体会，阐述了目前火焰探测器的种类、原理和特点，并探讨了火灾探测技术今后的发展方向。 关键词：红外热释电；紫外光电；火灾探测
引言
火灾是一种失去人为控制的燃烧过程，它能够造成人员伤亡和财产损失等危害。火灾通常以燃烧的形式表现，燃烧产生的物理参量有热（温度）、烟（烟雾粒子）、光（火焰）、气（气体）、声（燃烧音）。火灾探测的本质就是将火灾中出现的物理现象，利用传感元件进行感受，并将其转化为易处理的物理信号，并告知预警设备或人类。按照探测火灾物理量的不同，火灾探测器可以分为：感温火灾探测器、感烟火灾探测器、气体火灾探测器、感光火灾探测器、声音探测器五大类型[1]。针对这些火灾参量的探测结合具体的探测实现技术，现有火灾探测器种类又可具体分为如图1所示。其中感光型火灾探测器即火焰探测器具有响应速度快、探测距离远、保护面积大等优点，已被用于航天工业、化学工业、公路隧道、弹药仓库、油漆工厂、石化企业、制药企业、电厂、物流仓库等易燃易爆工业和民用场所。
1 火焰探测器的种类和原理
1.1 火焰探测器的种类
根据目前消防标准规定和探测器的原理差别，通常火焰探测器分为两大类：第一类是以探测火焰辐射光谱中红紫外光为目标的感光型火焰探测器，第二类是基于模式识别技术，以识别火焰发生时表现出来的颜色、亮度、闪烁、边缘变化等视觉特征为目标的图像型火焰探测器。根据火焰燃烧所产生的光谱特性，目前使用的感光型火焰探测器又可分为三种：一种是对火焰中波长较短的紫外光辐射敏感的紫外探测器；另一种是对火焰中波长较长的红外光辐射敏感的红外探测器；第三种是同时探测火焰中紫外线和红外线的红紫外复合型探测器。
1.2 火焰光谱特征
图2是火焰和地表太阳光的光谱简图。不同的物质燃烧，其发射的红紫外光谱有所差别，但从图中可以明显看出三个火焰辐射曲线凸起部分，其中一个是紫外段0.28um以下部分，另两个分别是红外段4.4um和2.6um附近，在这三个波段，地表上的日光辐射曲线恰好处于波谷位置。其中4.4um附近出现的火焰辐射波峰部分，是燃烧产物CO2受热而发出的共鸣辐射发光光谱，它比其他光谱具有绝对大的辐射强度，此特征为火焰所特有，通常对火焰的红外探测就是利用本波段。因大气层的强烈吸收，太阳光的辐射在0.28um以下短波长辐射在地球表面