火檢

根據國際通行的研究結果，認為燃料在工業鍋爐爐膛中燃燒形成的火焰，主要有下面幾個特點：第一，火焰具有很寬的連續光譜，發射形態與波長關係圖類似黑體曲線，波長從200nm的紫外線區，經400～700nm的可見光區，一直延伸到4000nm的紅外線區。第二，光輻射強度的波動（火焰閃爍頻率）能表徵燃料種類和燃燒階段火焰狀態，火焰閃爍頻率伴隨燃燒階段不同而變化，頻率分佈在2～600Hz之間，火焰底部或點火處閃爍頻率較高。第三，工業火焰是不透明的。油燃燒器的火焰、煤粉燃燒器的火焰和具有較強發光率的火焰，一般都能發射出幾乎連續的發光光譜，其放射源多為燃燒過程中產生的高溫碳微粒子群（碳墨）及粉煤粒子群（燒成碳）等，其光譜主要分佈於可見光和紅外區。燃料在爐膛內燃燒產生的火焰，以各種形式向四周輻射，而最便於檢測的是火焰的光輻射（包括紫外、紅外），因此利用光學原理檢測火焰是如今大部分火焰檢測器所採用的方法。煤粉火焰的燃燒信號是一種不規則的脈動信號，是由火焰在燃燒過程中，微粒的集結、運動、發光、燃盡的結果所致。

煤粉的燃燒可分為如下4個區段。

a.預熱區風粉混合物在逐步加熱的過程中與燃燒中的明火開始接觸，逐漸加熱至燃燒點。

b.初始燃燒區風粉混合物開始燃燒，大量地輻射光和熱，形成閃爍，這時火焰的亮度不是最大，但閃爍的頻率達最大。

c.完全燃燒區這時火焰釋放的光和熱達到最高。

d.燃盡區燃料燃燒完畢，形成灰粉，熾熱的灰粉仍能發光，但其亮度和閃爍頻率都很低。

火檢放大器主要用於檢測在不同燃燒工況下火焰的存在與否。火檢放大器的工作原理：其主要靠火檢內紅外線掃描器掃描火焰后產生一定的脈衝率，經火檢辨認火焰存在與否。火焰檢測裝置是依據火焰信號的特性來檢測火焰的。首先將火焰信號分成2路信號：強度信號和頻率信號。強度信號代表火焰的亮度，頻率信號代表火焰的閃動。對強度信號的處理比較簡單，只需將實時火焰強度與強度閾值進行比較，當火焰強度高於強度閾值時，判定火焰強度條件成立。

頻率的處理實際上是對火焰信號波動部分的處理。頻率信號包含信號的頻譜、帶寬、峰—峰值等參數，要對這部分信號進行濾波、交換，從中提取火焰的燃燒特徵。由於火焰的頻率信號大約為1～200Hz，而爐膛內熾熱的焦渣及灰粉發光的頻率不超過2Hz，所以通過頻率信號的頻譜分析完全可以確定火焰的存在。對火焰頻率信號不只是要進行簡單的分析，還要對火焰的波形進行數字濾波、傅立葉變換，提供火焰波形中最具火焰特徵的信號。這些參數處理最終得到的綜合標量仍稱為頻率，作為判定火焰“有”、“無”的依據。

按照檢測的火焰的波長，火檢分為紫外線火檢、紅外線火檢、可見光火檢。按照檢測設備的形態，可以分為普通型火檢、智能一體式火檢、智能分體式火檢。

對於來自不同燃燒器火焰的識別是火焰檢測的難點。由於相鄰燃燒器火焰的頻率和主火焰有時非常接近，要對頻率信號進行頻譜分析，從而提高識別能力。火焰檢測器除提供增益調整方式外，還具有頻段選擇功能。共有8個頻段，可以選擇不同頻率以適應火焰識別的需要。頻段選擇與增益設定值配合，可獲得最終的識別效果。頻段選擇還具有一個自動頻段，由信號處理器根據頻率信號的不同自動調整頻段頻率和強度均高於設定的閾值時，判定為“有火”；反之，判定為“無火”。這在多數情況下是十分可靠的。但也有時由於火焰燃燒過程中偶爾出現擾動或“黑龍”的影響，火焰的強度或頻率會短時間低於閾值，這時如果發出“無火”信號，就將增加滅火保護系統誤動的可能性。為了避免誤發滅火信號，提高火焰檢測器的可靠性，一般的火焰檢測器都增加1～5s的延時。但延時長短很難確定，因為延時短了難免誤動，延時太長又會降低保護動作的靈敏性，甚至引起拒動。智能型火焰檢測裝置專門設計了一種反時限特性的延時電路，使無火延時的長短取決於滅火前的強度和頻率的變化速率。當火焰的強度、頻率值以高速率降至閾值以下時，延時應長一些。因為這時爐內有足夠的能量支持燃燒，不會達到真正滅火的狀態。當火焰的強度、頻率緩慢地降至閾值時，說明火焰的支持能量較小，延時時間就要短一些，以防止拒動。“無火”—“有火”延時與強度、頻率的上升速率成反比；“有火”—“無火”延時與強度、頻率的下降速率成反比。從而提高了火焰檢測的可靠性和準確性。