火焰原理

火焰探测器又称感光式火灾探测器，即探测火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探测器。下面工采网小编给大家介绍一下火焰探测器工作原理。火焰燃烧过程释放紫外线、可见光、红外线，在特定波长、特定闪烁频率（0.5HZ-20HZ）具有典型特征，有别于其他干扰辐射，阳光、热物体、电灯等辐射出的紫外线、红外线没有闪烁特征。火焰探测器工作原理是通过检测火焰辐射出的特殊波长的紫外线、红外线及可见光等，同时配合对火焰特征闪烁频率来识别，来探测火焰。一般选用紫外光电二极管、紫外线探测器、紫外线传感器等作为探测元件。[img=,446,450]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712011704_01_3332482_3.jpg!w446x450.jpg[/img]紫外线探测器是将一种形式的电磁辐射信号转换成另一种易被接收处理信号形式的传感器，光电探测器利用光电效应，把光学辐射转化成电学信号。光电效应可分为外光电效应和内光电效应。外光电效应器件通常指光敏电真空器件，主要用于紫外、红外和近红外等波段。具有内增益的外光电效应器件包括光电敏倍增管、像增强器等光敏电真空器件，它们具有极高灵敏度，能将极微弱的光信号转换成电信号，可进行单光子检测，其灵敏度比内电光效应的半导体器件高几个量级。内光电效应分为光导效应和光伏效应。光导效应中，半导体吸收足够能量的光子后，把其中的一些电子或空穴从原来不导电的束缚状态激活到能导电的自由状态，导致半导体电导率增加、电路中电阻下降。光伏效应中，光生电荷在半导体内产生跨越结的P-N小势差。产生的光电压通过光电器件放大并可直接进行测量。根据光导效应和光伏效应制成的器件分别称为半导体光导探测器和光伏探测器。最后给大家介绍三款性能非常优秀的紫外线探测器和紫外线二极管，都是应用在火焰检测和防紫外辐射源等领域的顶尖产品。[b]德国SGLUX 紫外光电探测器 - TOCON_ABC1[img=,298,298]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712011705_01_3332482_3.jpg!w298x298.jpg[/img]基于碳化硅的宽频紫外光电探测器，带有集成放大器TOCON是5伏供电的紫外光电探测器，带有的集成放大器使紫外辐射转化成0~5V电压输出。TOCON的输出电压引脚可以直接连接到控制器，电压计或其他带有电压输入的数据分析装置。高度现代化的电子元件和带有紫外玻璃窗的密封金属外壳可消除封装内寄生电阻路径导致的噪声或电磁干扰。对各个工业紫外传感应用来说，TOCON 是完美的解决方案，从pW/cm2水平的火焰检测到W/cm2水平的紫外固化灯控制。十种不同的TOCONs覆盖了这13个数量级范围，它们的灵敏度有所不同。TOCONs生产为紫外宽频传感器或带有过滤器进行选择性测量。在恶劣环境和极低或极高的紫外辐射中，精密电子件使TOCON成为了一个可靠的元器件。但是sglux内部生产的SIC探测器芯片使TOCON成为了永存的准传感器，以PTB所报告的强抗辐射为特点。应用在紫外辐射和火焰检测领域。[b]紫外光电探测器TOCON_ABC1特性：[/b]基于碳化硅的宽频紫外光电探测器放于TO5 外壳中，带有集中器镜头盖0…5 V电压输出峰值波长是280 nm在峰值处最大辐射(饱和极限)是18 nW/cm2 ,最小辐射(分辨极限) 是1,8 pW/cm2[b]德国SGLUX 紫外光电探测器 - TOCON_ABC10[/b][img=,298,298]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712011705_01_3332482_3.jpg!w298x298.jpg[/img]TOCON是5伏供电的紫外光电探测器，带有的集成放大器使紫外辐射转化成0~5V电压输出。TOCON的输出电压引脚可以直接连接到控制器，电压计或其他带有电压输入的数据分析装置。高度现代化的电子元件和带有紫外玻璃窗的密封金属外壳可消除封装内寄生电阻路径导致的噪声或电磁干扰。对各个工业紫外传感应用来说，TOCON 是完美的解决方案，从pW/cm2水平的火焰检测到W/cm2水平的紫外固化灯控制。十种不同的TOCONs覆盖了这13个数量级范围，它们的灵敏度有所不同。TOCONs生产为紫外宽频传感器或带有过滤器进行选择性测量。在恶劣环境和极低或极高的紫外辐射中，精密电子件使TOCON成为了一个可靠的元器件。但是sglux内部生产的SIC探测器芯片使TOCON成为了永存的准传感器，以PTB所报告的强抗辐射为特点。应用在紫外辐射、淬火控制和火焰检测领域。[b]紫外光电探测器TOCON_ABC10特性：[/b]基于碳化硅的宽频紫外光电探测器放于TO5 外壳中，带有衰减器0…5 V 电压输出峰值波长是290 nm在峰值处最大辐射(饱和极限)是18 nW/cm2 ,最小辐射(分辨极限) 是1,8 mW/cm2[b]德国SGLUX 紫外光电二极管 - SG01D-5LENS[img=,394,291]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712011706_01_3332482_3.jpg!w394x291.jpg[/img]SiC 具有独特的特性，能承受高强度的辐射，对可见光几乎不敏感，产生的暗电流低，响应速度快和噪音低。这 些特性使SiC成为可见盲区半导体紫外探测器的最佳使用材料。SiC探测器可以一直工作于高达170°C(338°F)的温度中。信号（响应率）的温度系数也很低， 0,1%/K。由于噪音低(fA级的暗电流), 能够有效地检测到极低的紫外辐射强度。请注意这个装置需要配置相应的放大器。(参见第3页中的典型电路)。SiC光电二极管有七个不同的有效敏感面积可供选择，从0.06 mm2 到36 mm2。标准版本是宽频UVA-UVB-UVC。四个滤波版本导致更严格的感光范围。所有光电二极管都有密封的金属外壳（TO型），直径为5.5mm的TO18 外壳或9.2mm 的TO5外壳。进一步的选项是2只引脚（1绝缘，1接地）或3只引脚（2绝缘，1接地）。[b]德国SGLUX 紫外光电二极管 SG01D-5LENS 特点[/b]宽频UVA+UVB+UVC, PTB报道的芯片高稳定性, 用于火焰检测辐射敏感面积 A = 11,0 mm2TO5密封金属外壳和聚光镜, 1绝缘引脚和1接地引脚10μW/cm2 峰值辐射约产生350 nA电流[b]德国SGLUX 紫外光电二极管 SG01D-5LENS参数：[/b][b][img=,690,365]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712011706_02_3332482_3.jpg!w690x365.jpg[/img][/b][/b][/b]

长期以来我在做火焰测试的时候一直都没有扣除背景，测试结果也没有受什么影响。在这里跟专家和老师们交流，很多同行业倾向于不扣。然而，火焰测试真的不需要扣背景吗？近期有版友发现背景扣与不扣，结果相差很大，提出到底要不扣背景的问题，再次将这个原吸测试的基本问题之一推到了大家面前。 我用的机子是PE800，购机时厂家附送了一些资料，在其中对火焰测试部分关于扣背景方面是这样描述的：“。。。背景吸收是原子吸收的干扰之一，。。。为了解决这个问题，我们必须测量背景吸收，并将其从总的测量结果中减去，这样就可以确定原子吸收的真实情况。。。。对于火焰原子吸收，我们通常采用连续光源技术来进行背景扣除，而其它技术，例如塞曼效应背景扣除。同样被应用到石墨炉原子吸收分析中。。。”并且还以测铅为例说明了火焰测试扣背景原理：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508150750_560900_2076515_3.png上图显示了如何使用连续光源背景扣除仪将背景吸收从测量得到的信号中自动扣除。在这个例子中，在未扣除背景（A）和扣除背景（B）的情况下对铅的测量。两个测量的条件均为：Pb 283.3nm 波长，15×刻度展宽，10秒积分时间 令人好奇的是在该机关于调整火焰燃烧头高度和水平方向时，也涉及到了背景吸收的扣除问题。火焰燃烧头的调整实际上分为三部分：水平方向，垂直方向和观察火焰的位置高度。在调整燃烧头垂直方向时不开扣背景仪器，而在调整燃烧头的水平方向和观察高度时，如果测试元素的波长小于250nm，则需要开扣背景仪。见下图：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/08/201508150816_560905_2076515_3.bmp 从上面看起来，似乎如果测试波长大于250nm时不需要开扣背景仪。当然这一点在前面以铅为例说明扣背景原理时已经证明不是那么回事，令人困惑。 总的说来，要不要扣背景关系到的是最终的检测结果。如果我们做了标物检测和加标回收，两者都没有问题那么不扣应该是可以的，但是这个结果不应是普遍性的，而应该分别对不同的样品逐一实验。反过来看，开下扣背景只是举手之劳，并不多费油和气，所以实在搞不清楚的话就开了算啦

当碳氢化合物在一种氢气火焰中燃烧时，便会有电子释放出来。通过一个电场来将这些释放出来的的电子收集在一个电极处，并使用一个高灵敏放大器来测量其大小。测量所得的电流和样气中有机形态的C原子数量成比例。通过控制带有压力的样气的自然流入或一个隔膜泵吸入样气并产生一个特定的压力。样气通过一个无阻塞熔融石英限流器通入到测量室中。在测量室中，样气和氢气或者氢气/氦气（4：6）以及一定量的空气混合在一起，然后通过喷嘴通入到燃烧室中。通过一个压力调节器来将氢气的压力保持稳定。泵的平衡系统、限流器和压力调节器一起确保了样气压力保持稳定。总碳氢分析仪的操作在很大程度上会自动进行。如果参数（压力，温度）已经被设置，当分析仪被开启时，它便会自动进行启动；当设定点温度被达到时，它便会自动进行点火。当分析仪被开启时，便开始测量氢气和助燃空气的压力，并且控制面板会显示它们的参数是否被不正确地设置。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/08/200808201245_104871_1605035_3.jpg[/img]1、火焰；2、石英喷嘴；3、助燃空气；4、样气；5、H2；6、测量电极；7、放大器本想按顺序讲的，有人想知道，总碳氢这一块就先带一点吧；

在原子吸收火焰分析方式中，大家比较关心的一个隐患就是火焰“回火”故障。当因某种原因造成助燃气流量突然中断供给或者减弱时，原本燃烧正常的火焰就会突然缩回到燃烧室（雾化室），产生很可怕的爆破声，甚至有可能将燃烧头或者雾化器炸开。这绝不是危言耸听，而是我亲身经历过的场景，那是在70年代在使用PE340型原吸火焰测试时，燃烧器发生回火爆炸，造成喷雾器前盖从燃烧室脱离，并从两个操作仪器的女孩子的面颊之间飞出，前些酿成人身伤害。为了杜绝这种“回火”隐患，目前许多仪器厂家均在仪器上设计有一种防回火的装置，这个装置的名称就是“火焰监测器”。这种装置的工作示意图见图-1所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612112021_01_1602290_3.jpg图-1 火焰检测器工作示意图从图-1可以看出，这个装置的其实就是一个闭环的光→电控制电路。其工作原理如下：当燃烧头的火焰被点燃后就会产生一定波长的辐射光，而这个辐射光就会被火焰传感器（亦称为检测器）立刻检测到；通过识别控制器的鉴别放大作用，去控制通往燃烧头的乙炔气供给的电磁阀，使电磁阀保持导通供气。如果火焰突然熄灭或者缩回到燃烧室里时，火焰检测器就会检测不到火焰辐射信号于是识别控制器就会立刻控制乙炔电磁阀关闭，从而阻断了燃气的继续供给，保障了仪器和操作者的人身安全。这种防回火装置看起来并不复杂，但是最主要的一个技术指标就是要反应迅速；为此对于火焰传感器的灵敏度的要求的就比较高。在有些仪器上，这个传感器使用的是硅光电池。但是硅光电池的反应速度有时跟不上火焰熄灭的监测速度，也就是电路上所说的“滞后”现象。于是目前比较先进的仪器均使用了更为反应灵敏的紫外监测器，也称之为UV监测管。这种检测器见图-2 所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612112021_02_1602290_3.jpg图-2 UV监测管目前配套的紫外火焰监测器已经有市售的产品售出了，网上可以卖到；例如浜松（HAMAMATSU）公司生产的C3704火焰监测器套件就是例子。这种套件外形见图-3所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612112021_03_1602290_3.jpg图-3 火焰UV监测器外观http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612112021_04_1602290_3.jpg图-4 火焰UV监测器电路板日立系列原子吸收仪器里面均都安装了这款火焰检测器配套装置。下面就是这款火焰监测器安装在仪器里面的实际位置图例：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612112021_05_1602290_3.jpg图-5 日立180-80型原吸的火焰传感器的位置http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612112021_06_1602290_3.jpg图-6 日立Z-2000型原吸的火焰传感器的位置后 记：据统计，仪器安装上了这款防回火的监测器后，从未发生过回火现象。可见火焰监测器在仪器里的“防患于未然”的作用是多麽重要啊！

[b][size=32px][color=#33cc00]请教下各路高手，根据PE提供的培训资料中火焰的反应区原理，我们在使用仪器进行分析时，是否需要将观测高度设置为5mm以以上？[/color][/size][/b][img=,690,395]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112241120171933_5743_3109800_3.jpg!w690x395.jpg[/img]

用间接火焰[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原吸[/color][/url]测水中铝消解水样是先用硝酸消解后，用硼酸消解，请问用硼酸消解的目的是什么，原理是什么？[img=,690,355]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/07/202007230833380683_5426_4155818_3.png!w690x355.jpg[/img]

今天给仪器做了全面的维护，对日常接触的这个部件所起作用提出了疑问，不知大家是否清楚这是用来干啥的？PE 800 火焰系统中火焰观察窗中的一块银白色金属网。观察窗正面：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/10/201310162159_471408_2269539_3.jpg背面的金属网，质硬，应该是不锈钢。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/10/201310162200_471409_2269539_3.jpg相似的在岛津ICPE-9000中也有。这个质地较软，应该是铝。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/10/201310162201_471410_2269539_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/10/201310162201_471411_2269539_3.jpg是用于防辐射么？印象有版友说原吸没什么辐射的呢。如果是这用途，是什么原理呢？

[font=Arial][size=12pt][back=transparent]火焰离子化检测器（FID）是最常用的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]器之一，主要用于检测有机化合物。FID的工作原理是在火焰中离子化烃类，如下图。[/back][/size][/font][img=,254,372]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/01/202001151708225511_8120_3471557_3.jpg!w254x372.jpg[/img][font=Arial][size=12pt][back=transparent]和其他类型的检测仪器一样，在使用FID进行检测时需要将样品带着载气一起进入仪器。一般，FID使用的载气有氦气或氮气（根据实际情况）。基于FID的工作原理，该仪器还需要通入氢气和空气进行燃烧。下表以我们法液空的Alphagaz为例，列出了每种高纯气体对应的Alphagaz类型。[/back][/size][/font][font=Arial][size=12pt][back=transparent][img=,541,148]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/01/202001151709160831_8615_3471557_3.jpg!w541x148.jpg[/img][/back][/size][/font]