火焰?zhèn)鞲衅骷捌鋺?yīng)用

檢測火焰的方法有多種，例如可用紅外線傳感器檢測火焰發(fā)出的紅外線。但紅外傳感器的響應(yīng)波長范圍太寬，對檢測目標(biāo)以外的光和熱、太陽光、點燃的煙頭等都能感測到。
在火災(zāi)發(fā)生初期，先有小的火焰出現(xiàn)，這時的火光含有200nm左右狹窄的紫外線頻帶，只要檢測到這段頻帶的紫外線，就說明有火焰發(fā)生，具有這種功能的傳感器就是被稱為UVtron的充氣放電管，管內(nèi)有兩個電極，外觀如圖1。圖2是這種火焰?zhèn)鞲衅鞯墓庾V靈敏度特性?？梢钥闯?，它對紅外線及可見光完全沒有響應(yīng)，只對200nm的火焰紫外線有高靈敏度。
下面以日本產(chǎn)UVtrol(型號R2868)說明其工作原理：當(dāng)其接收到紫外線時，管內(nèi)會產(chǎn)生連續(xù)的脈沖放電，放電時管內(nèi)陽極和陰極導(dǎo)通，從陰極輸出寬度為10us的脈沖信號。這個脈沖信號的密度隨入射紫外線的光量而變化，兩者關(guān)系見圖3。

在沒有紫外線入射的場合，UVtron也可能每小時出現(xiàn)幾次到幾十次的放電脈沖，即背景放電，其原因是α線、β線、γ線等宇宙射線引起管內(nèi)氣體電離而放電；或是周圍帶靜電的物體產(chǎn)生高電場使管內(nèi)氣體電離而放電。
UVtron在水平方向和垂直方向都有寬的指向特性，因而適合在大范圍內(nèi)監(jiān)視火焰的發(fā)生。利用UVtron的火災(zāi)報警器電路如圖4。要使UVtron工作，需給陽極加上350V電壓，由反相器U1a、U1b、三極管Q1及變壓器T1等構(gòu)成開關(guān)電源，經(jīng)D2整流后供給陽極直流高壓。電路供電電壓Vcc=5V。
為了防止因背景放電產(chǎn)生誤動作，由U2a(單穩(wěn)多諧振蕩器)、U2b(單穩(wěn)多諧振蕩器)、U3(十進(jìn)計數(shù)器)構(gòu)成誤動作防止電路。當(dāng)火焰紫外線入射時，產(chǎn)生的脈沖間隔在1秒之內(nèi)，而背景放電產(chǎn)生的脈沖。其間隔在10秒至數(shù)百秒，所以，如果在2秒內(nèi)有連續(xù)5個脈沖出現(xiàn)，可判定為有火焰。輸出脈沖經(jīng)三極管Q2后，一路觸發(fā)U2a，產(chǎn)生2秒脈沖；另一路同時由U3計數(shù)，當(dāng)計數(shù)達(dá)到5個以上時，U2b被觸發(fā)，其“Q”端輸出高電平，使Q3導(dǎo)通而驅(qū)動繼電器或蜂鳴器。R7、D3、C5構(gòu)成上電復(fù)位電路，使U2的復(fù)位端為0，避免在接通電源時產(chǎn)生不需要的脈沖。
在安裝UVtron時需注意：1．陽極和陰極不能接錯，UVtron引腳長的一端為陽極；2．焊接引腳時溫度不能過高，以免引起玻殼破裂，一般焊接時應(yīng)使溫度低于300℃，持續(xù)時間不超過5秒：3．安裝地點要避免受到電焊弧光、紫外滅菌燈、鹵素?zé)?、氙燈以及金屬鹵化物燈的直射：4．由于UVtron在放電時自身也產(chǎn)生紫外線，因而若在5米范圍內(nèi)安裝多個UVtron時，要注意避免相互間的影響。