在现实生活中,油脂类、气体类、金属类易燃物质的燃烧常有发生,这种情况一旦发生,其后果不仅仅是简单的火灾,而是不可抑制的爆燃与爆炸。火焰探测器是火灾自动报警和灭火抑爆系统中最基本和最重要的器件,鉴于现有火焰探测器响应时间过长,且防误报性能较差,不能满足灭火抑爆的需要,本文研究设计了一种具有高精度、高可靠性的紫红外火焰探测装置。探测器采用紫外光敏管(185-260 nm)、双红外光敏管(2.7μm、4.35μm)的三探头设计,具有超快时间响应(≤2 [email protected] m标准火)、视场大(110°)、可靠性高、使用寿命长等优势。本文采用高精度的紫外传感器和双波段的红外传感器,扩大了对火焰光谱的探测范围;为了实现对火焰信号的高精度探测,在信号采集电路中加入了实时温度调节电路,通过改变实时参考电压,来减小温度漂移的影响,实现了火焰探测的精确度;为了达到硬件电路的高可靠性,设计中对整体电路板做了优化处理,采用四层电路板设计,将电源和地有效的隔离,对模拟信号和数字信号进行隔离处理,减小了硬件电路信号的串扰,提高了硬件电路的整体可靠性。在软件设计中,采用单一紫外逻辑触发和紫红外逻辑触发的算法设计,单一紫外触发逻辑是利用紫外传感器快速响应特性,实现对大面积、近距离火焰的快速探测,利用实验中采集的多种阈值作为触发逻辑,再对火焰特征信息进行比对,判断是否输出预报警信号;紫红外逻辑触发是利用紫红外三探头共同作用,对中小型强度的火焰信号进行判断,在满足紫外阈值的情况下,还要进行双红外的逻辑判断以及特征比对,才能实现火焰的判别。为了改善中小型火焰条件下的响应速度,程序设计中采用对双红外采集的数据进行高阶求导,以此来提高紫红外逻辑触发的灵敏度。软件设计和硬件电路合理有效的结合,实现了紫红外火焰探测器高可靠、低误报、快速报警的最优化设计。本文设计的紫红外火焰探测器面向实际应用,具备预防多因素干扰的能力,可有效排除日光、各类人工光源等非火焰辐射引发的误报警,解决了感光型火焰探测器一直存在的误报率过高的问题,同时具备快速报警能力。经过实际测试,该探测器的主要指标达到国内领先水平,可满足燃烧监控、火灾自报警、以及油田、矿井、石化等行业对灭火抑爆的需求。