硫化鉛(PbS)感測器,這是一種硫化鉛光敏電阻,其特點(diǎn)是對紅外線輻射特別敏感。燃料在燃燒時,由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生閃爍的紅外線輻射,使硫化鉛光敏電阻感應(yīng),轉(zhuǎn)變成電信號,再經(jīng)放大器處理后,輸出4-20mA 或 0-10V 的模擬量。在光譜中,紅外線的波長為600nm 以上,而這種硫化鉛感測器的光譜靈敏度為600nm-3000nm,對絕大部分紅外線輻射都可以有效采集,同時還涵蓋了部分可見光中的紅光,這樣充分保證采集到火焰信號的真實(shí)性。 磷化鉀(GaP)感測器,它是一種磷化鉀光敏電阻,其特點(diǎn)是對紫外線輻射特別敏感。燃料在燃燒時,由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生閃爍的紫外線輻射,使磷化鉀光敏電阻感應(yīng),轉(zhuǎn)變成電信號,再經(jīng)放大器處理后,輸出4-20mA 或 0-10V 的模擬量。在光譜中,紫外線的波長小于380nm,而這種硫化鉛感測器的光譜靈敏度為190nm-550nm,對絕大部分紫外線輻射都可以有效采集,同時還涵蓋了大部分可見光中的紫光,同樣這樣充分保證采集到火焰信號的真實(shí)性。
在低頻范圍(10—20Hz),煤粉與油有火與無火之間閃爍強(qiáng)度的差異都很??;煤粉有火與無火之間輻射強(qiáng)度最大差異處的閃爍頻率約300Hz,油有火與無火之間區(qū)別都要在較高的頻率(100Hz 以上)才能較好地實(shí)現(xiàn)檢測。 閃爍頻率與輻射強(qiáng)度之間的關(guān)系取決于燃燒器結(jié)構(gòu)布置、檢測方法、燃料種類、燃燒器的運(yùn)行條件(如燃料與空氣比、一次風(fēng)速)、以及觀察角度等因素。一般來說: 1) 火焰閃爍頻率在火焰的初始燃燒器較高,然后向燃燼區(qū)依次降低, 2) 檢測器距火焰初始燃燒區(qū)越近,檢測到的高頻成分(100—400Hz)越強(qiáng); 3) 檢測器探頭視角越狹窄,所檢測到的火焰信號越真實(shí);反之亦然。 可以推斷,全爐膛監(jiān)視的閃爍頻率要比單只燃燒器監(jiān)視的頻率低得多。
燃燒器火焰的形狀,我們?nèi)藶榈貙⑵浞譃樗牟糠郑簭暮砜陂_始依次為黑龍區(qū)、初始燃燒區(qū)、燃燒區(qū)和燃燼區(qū)。 從一次風(fēng)口噴射出的第一段是一股暗黑色的煤粉和一次風(fēng)的混合物流,我們稱其為黑龍區(qū),其輻射強(qiáng)度和閃爍頻率都很低; 第二段是初始燃燒區(qū),煤粉因受到高溫爐氣和火焰回流的加熱開始燃燒,大量煤粉顆粒爆燃形成亮點(diǎn)流,此段的特點(diǎn)是這部分煤粉燃燒亮度不是很大,但其閃爍頻率卻達(dá)到最大值,往往可以在100Hz 以上; 第三段為燃燒區(qū),也稱完全燃燒區(qū),各個煤粉顆粒在與二次風(fēng)的充分混合下完全燃燒,產(chǎn)生出很大熱量,此段的火焰亮度最高且最穩(wěn)定,但閃爍頻率要低于初始燃燒區(qū); 第四段為燃燼區(qū),這時的煤粉絕大部分燃燒完畢形成飛灰,少數(shù)較大的顆粒繼續(xù)進(jìn)行燃燒,最后形成高溫爐氣流,其火焰亮度和閃爍頻率都比較低。有一點(diǎn)需要說明,上面提到的頻率是指閃爍(Flicker)頻率,它和有些火焰檢測器中的脈沖(Pulse)頻率有本質(zhì)區(qū)別,前者是燃料混合物火焰燃燒所特有的屬性,而后者只是對火焰強(qiáng)度的一種顯示方法。