Навигация
Для чего нужен, как классифицируется и как работает датчик пламени, разбираем в статье.
Для чего нужен датчик пламени
Датчик пламени – это устройство, которое контролирует наличие огня в топочной камере котла, печи или другой установки, обеспечивающей сгорание топлива. Его основная задача – обеспечить безопасность работы оборудования. Если пламя по каким-либо причинам гаснет (например, из-за сбоя в подаче топлива, недостаточного нагнетания воздуха), устройство мгновенно реагирует и подает сигнал на блок управления для отключения подачи газа/дизеля/мазута, тем самым предупреждая аварийные ситуации.
Кроме того, датчик пламени помогает поддерживать стабильную работу оборудования. За счет непрерывного мониторинга наличия/отсутствия огня, он обеспечивает постоянный контроль за процессом горения. Это позволяет системе автоматически регулировать подачу топлива и воздуха для оптимального соотношения компонентов и максимального сгорания энергоресурса. В результате повышается рабочая эффективность теплогенератора, снижается расход топлива и минимизируются вредные выбросы.
Очевидно, что от работоспособности датчика контроля пламени зависит и безопасность эксплуатации, и экономические показатели отопительной системы. Поэтому при выявлении некорректной работы, прибор нужно заменить или восстановить его функциональность. Характерными признаками неисправности датчика могут служить: частое отключение отопительного оборудования без видимой причины, появление сообщений об ошибках на панели управления. Устройство может перестать корректно фиксировать пламя из-за загрязнения или повреждения чувствительного элемента.
Классификация датчиков пламени
Приборы для обнаружения пламени можно классифицировать по нескольким признакам:
- сенсорной технологии, определяющей принцип работы и спектральный диапазон устройств
- типу топлива, напрямую влияющему на выбор датчика
- точке замера, которая может располагаться сбоку, фронтально или с обеих сторон
В зависимости от принципа работы, датчики контроля пламени делятся на ионизационные, фотодатчики (оптические), термопары. В свою очередь оптические приборы подразделяются на ультрафиолетовые и инфракрасные, в соответствии с типом светового излучения, на которое они реагируют. УФ-спектр охватывает длины волн от 10 до 400 нанометров, но каждый датчик рассчитан не на весь, а на конкретный диапазон. Например, модель Lamtec F200K2 UV-1 Ex обладает спектральной чувствительностью в рамках 260–400 нм, тогда как датчик Lamtec F200K2 UV-3 Ex обнаруживает электромагнитные волны длиной 210–380 нм.
В целом ИК-излучение занимает спектральную область от 0,74 до 1000 мкм. Как и в случае УФ-датчиков, оптические инфракрасные приборы работают в своем рабочем диапазоне. Так, измерительное устройство Lamtec FFS 05 предназначено для фиксации излучения с характеристиками волн 1200–2800 нм (1,2–2,8 мкм), а модель Lamtec F200K1 IR-2 работает в спектре 850–1200 нм (0,85–1,2 мкм).
Спектральная чувствительность сенсорных устройств определяет их применение, поскольку горение газа, дизеля, мазута или топлива другого вида сопровождается излучением с определенными длинами волн. Например, датчики пламени Lamtec FFS 05 UV-1, работающие в диапазоне 260–400 нм, рассчитаны на мазутные или газовые котлы.
Место расположения точки замера – конструктивная особенность сенсорного прибора, которую учитывают в зависимости от особенностей топочной камеры. Примером решений с фронтальным замером может быть инфракрасный датчик Lamtec KLC2002, с боковым и передним расположением точек – модель Lamtec KLC1000, поддерживающая УФ-спектр электромагнитного излучения.
Как работают датчики пламени
Принцип работы приборов с разной сенсорной технологией различается.
Функциональность ионизационных датчиков основана на способности пламени проводить электрический ток. При наличии огня в топке теплогенератора, между электродами возникает слабый ток ионизации, который распознается системой управления как сигнал о наличии пламени. Если горение прекращается, ток исчезает и автоматика отключает подачу топлива. К достоинствам ионизационных приборов относятся высокая чувствительность, мгновенное срабатывание, простая конструкция. Вместе с тем устройства этого типа зависимы от загрязнений, поэтому требуют периодической очистки.
Ультрафиолетовые датчики работают на основе регистрации коротковолнового УФ-излучения, которое характерно для пламени с высокой температурой. Их основной рабочий компонент – высокочувствительный фотоэлемент, который фиксирует волны, излучаемые при горении топлива. Сигналом для отключения подачи энергоносителя служит прекращение генерации импульса, направляемого датчиком в систему управления горелкой. Приборы особенно эффективны в промышленных котлах, работающих на газе или жидком топливе, так как позволяют быстро и точно определить наличие или отсутствие пламени. УФ-датчики не реагируют на тепло или свет от других источников, что повышает их надежность. Они быстро срабатывают, отличаются высокой чувствительностью и долговечностью. Их основной недостаток – более высокая стоимость по сравнению с ионизационными приборами.
Инфракрасные датчики фиксируют длинноволновое тепловое излучение, характерное для тлеющего пламени или низкотемпературного горения. Прибор оснащен оптическим сенсором, настроенным на определенный диапазон ИК-излучения. При попадании электромагнитных волн на чувствительный элемент, датчик преобразует их в электрический импульс. Если пламя погасло, прибор фиксирует его отсутствие и прекращает генерировать сигналы. Среди основных достоинств ИК-устройств – высокая точность, надежность, способность работать в сложных условиях. Из недостатков – цена, обычно превышающая стоимость ионизационных и УФ-приборов.
Независимо от типа датчика пламени, его исправность и корректная работа гарантируют безопасность и эффективность теплогенерирующего оборудования. Поэтому выбор модели должен основываться на соответствии ее параметров и функциональности требованиям системы, тогда как фактор стоимости нужно рассматривать в последнюю очередь.