近年来汕气田、加油站、煤矿、电厂等工业场所的火灾时有发生,对我们的生命财产安全造成了极大的损失。而常规的烟感、温感探测方式有探测距离短、响应慢等缺点,无法满足要求,因此,研制一种能在火灾初期准确、快速报警的火焰探测装置变得很有必要。本文调研了目前国内外火焰探测器的发展状况,深入分析了火焰燃烧的特性和常规火焰探测方法在本质安全、防爆、探测距离、响应时间、误报以及稳定性等方面存在的不足和局限性。研制了基于红外热释电原理的火焰探测器样机系统,以胆酸锂传感器作为敏感元,来感知火焰燃烧时所发射的特征红外线辐射强度信息,利用多波段红外探测技术(MIR)提高探测距离、灵敏度和复杂背景下的抗干扰能力。研究并设计了火焰识别算法与控制软件。算法根据传感器的中心波长和通带宽度可得出进入三只不同光学特性传感器的火焰辐射功率与十扰辐射功率的含量比例矩阵,据此可将三通道红外辐射功率换算成火焰红外辐射功率与干扰红外辐射功率。通过能量阈值分析、波段间相关性分析,火焰频率峰值频谱分析等方法来判断是否有真实火焰存在,对于不符合火焰特征的假火信号予以剔除,算法在Matlab中进行了多组真实火焰数据仿真,结果表明算法对阳光、人工光源、热源、背景干扰等具有很强的免疫能力。最后,样机系统在真实环境中验证了火焰识别算法的可行性和有效性,通过了产品功能、探测灵敏度、探测距离、抗干扰能力、实时响应能力、防误报等、方面测试。测试结果表明,本文的火焰探测方法具有可行性,样机系统具有灵敏度参数配置灵活,报警输出接口多样,响应快速,抗干扰能力强等特点,达到来设计要求。该系统已于2012年7月在紫金港太阳能热发电的熔盐加热塔现场试用,运行可靠稳定。