火灾探测与自动报警工程第三章火灾探测器原理及应用 火焰探测器 2/63一、火焰光谱 3/63光谱分布?燃烧产生的电磁波主要有红外波段的热辐射、可见光波段的光辐射、紫外波段辐射 4/63火焰光谱?不同物质燃烧火焰的辐射光谱各不相同 ?m 火焰辐射包括从紫外光到红外光的辐射,红外波段辐射能量明显强于紫外波段,故火焰有灼热感二氧化碳共鸣碳氢化合物燃烧辐射光谱分布 5/63火焰探测器?通过感应火焰辐射的电磁波,将辐射能量转换为电流或电压信号而探测火灾的探测器宽带红外火焰探测器早期的紫外火焰探测器紫外光敏管火灾探测器新一代红外火焰探测器图像感焰探测器 20 世纪 60 年代 20 世纪 60 年代末 20 世纪 70 年代初 20 世纪 80 年代分辨火焰闪烁频率火工品的监视可用于室外环境应用新的窄带滤波器紫外及复合火焰探测器红外特征火焰图像特征 6/63光敏传感器?光敏传感器: 能对光信号的变化作出有效反应, 并将光信号转变为电信号的器件?探测火焰的光敏器件主要有: ①光电效应传感器②红外热释电传感器③ CCD 图像传感器④ MOS 图像传感器利用光敏材料的光电效应制成的光敏器件利用传感器吸收红外光变为热能使材料升温,材料电学性质发生变化 D 光电转换和电荷转移功能利用光敏二极管和 MOS 晶体管使光信号变为电荷或电流信号 7/63二、光电效应及光电效应传感器 8/63光电效应传感器?为了避免可见光的干扰,火焰探测器主要响应火焰中的紫外波段和红外波段紫外火焰探测器红外火焰探测器响应波长低于 400nm 的辐射能通量响应波长高于 700nm 的辐射能通量外光电效应内光电效应光电效应传感器 9/63光电效应?外光电效应:在光线的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。发射出的电子称为光电子。主要有光电管、光电倍增管等?内光电效应:当光线照射在物体上,使物体的电导率发生变化或产生光生电动势的效应 10/63外光电效应?光子能量 E=h?? h 为普朗克常数,?????????????????????????????为光的频率?若入射光子的能量大于金属的逸出功 A 0,则电子逸出物体表面,产生光电子发射 34 10 J s ??? 2 0 0 12 h mv A ?? ?爱因斯坦光电效应方程 m为电子质量, * 10 -31kg 使得物体表面电子逸出的最小光子能量对应的光频率, 称为红限频率
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