辐射式光纤温度计在电厂锅炉灭火保护装置中的应用

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1、辐射式光纤温度计在电厂锅炉灭火保护装置中的应用辐射式光纤温度计的测温原理是基于黑体辐射的普郎克定理。我们知道,任何物体,当它的温度高于绝对温度(T>0°K)时,就会向外发出辐射,辐射能量的大小与物体温度T、形状及物体材料的辐射系数有,对于黑体,其关系可由普郎克公式给出：式中、均为常数，对于非黑体辐射,引入辐射系数得：当物体的温度一定,其在某一波长入下的辐射强度也一定,测出此时辐射能量的大小,也就得到了物体温度的测量值。在进行物体的温度测量时,被测物体的热能(温度)经探测头导光纤维光电接收元件和前置放大器转换成相应电信号,与先前存入计算机中的一系列标定温

2、度的电信号遂一进行比对,并将最接近的一个值以数字形式显示出来，将它认作被测物体的温度值T。在电厂锅炉上的几个燃烧器都装有一个监视燃烧器火焰状态的紫外光敏火焰扫描器,构成锅炉的灭火保护装置。此装置在运行中保护锅炉免受由于灭火造成炉膛和烟风系统爆破事故具有重要意义。火焰扫描器是辐射式光纤温度计在电厂中的一种应用。主要由火检探头（探测单元）或传感器和扫描器或控器大部分组成。火焰检测器由探头、电缆及机箱等组成，其中探头主要包括以下部件：平镜、平凸镜、光导纤维、光敏元件(光敏电阻、硅光电池、光电二极管等)及放大电路，如图1所示。图1火焰检测器的探头以MB9000

3、型型双信号火焰扫描器为例，火焰扫描器主要由火检探头（探测单元）或传感器和扫描器监控器大部分组成。（1）火检探头：火检探头内由硅光电管和补偿放大电路组成。每台燃烧器配有2只火检探头，分别安装在燃烧器两侧偏上方的二次风箱上，通过二次风入燃烧器风孔检测燃烧器火焰，既检测轻油燃烧，又检测煤粉燃烧。（2）扫描器监控器：扫描器监控器组件由交、直流放大器，增益调节器，触发器，比较器，设定器等电路部分组成。每台锅炉共有块扫描器监控器组件，块电源组件，分8层，每层7块安装在计算机房火检控制柜内。扫描器监控器组件自上而下每2层上下组件对应磨煤机A、B、C、D的只（A、B）

4、火检探头。每块监控器组件有交流、直流双信号显示指针表，直流分量大小显示按钮，交、直流分量增益调节旋钮，还有显示火检状态的选择自检、自检、失败、着火、和电源指示灯等。火焰探测器是锅炉保护装置的关键部件。1.2检测原理（1）检测过程：燃料燃烧时火焰辐射的可见光照在探头镜面上，经传输到达光电转换电路板硅光敏元件，将光转换成微弱电信号，再经扫描器监控器组件进一步放大调制处理后，输出与火焰光强度及频率成比例的信号量供运行人员参考。包括火焰ON/OFF信号，交流、直流模拟分量等。火焰扫描器检测原理见图1。图1扫描器检测原理框图（2）检测方式：火焰扫描器火焰信号的检

5、测方式主要有火焰光亮度检测和火焰光闪烁频度检测2种方式。亮度检测就是常规的通过探测火焰红外线热辐射能量来确定目标火焰燃烧状况，也叫DC模拟分量检测回路。频度检测是通过探测火焰光闪烁频率高低来确定目标火焰燃烧状况，也称AC模拟分量检测回路。辐射式光纤温度计由于采用了光导纤维来传输热辐射从探测头到数据处理系统的很长一段距离上,对于环境中存在的任何干扰,像烟雾、水汽、腐蚀性气体、有毒、强辐射及强电磁场等等,都不会对仪器产生影响。因此在工业领域中得到广泛的运用。