[发明专利]一种基于光电二极管的火焰检测装置

摘要

本发明涉及一种基于光电二极管的火焰检测装置，主体包含有火焰检测头、数据采集卡、计算处理机构，火焰检测头内含有防爆玻璃防尘罩、能将发散光束折射变换成平行光束的平凸状准直透镜、能将平行光束聚焦变换成与光电二极管的光接收点尺寸相符的聚焦光斑的非球面双凸聚焦透镜、光电二极管及金属壳体。由于壳体的直径较大，形成的光源光束也较大，平凸状准直透镜及非球面双凸聚焦透镜表面上均镀有对紫外光波段有很强穿过率的紫外增透膜，防尘罩能确保光束在壳体腔内无干扰地穿透传播，聚焦生成的光斑与光电二极管的受光点尺寸大小相符，故能确保光束能量的充分利用，有利于提高检测火焰的灵敏度、检测装置的工作稳定性和可靠工作寿命。

主权项

一种基于光电二极管的火焰检测装置，主体包含有火焰检测头（1）、数据采集卡（2）、计算处理机构（3）和系统工作电源（4），其特征在于所述的火焰检测头（1）包含有防尘罩（11）、平凸状准直透镜（12）、非球面双凸聚焦透镜（13）、光敏元件（14）、壳体（15）及电缆连接线（16），其中：所述的防尘罩（11）具有防止周围环境尘埃进入壳体腔内的功能，由防爆玻璃板充任；所述的平凸状准直透镜（12）具有将采集到的发散光束折射变换成平行光束的功能，由扁平圆柱A（121）和表面上镀有紫外增透膜的外凸状弧形面A（122）构成；所述的非球面双凸聚焦透镜（13）具有将平行光束收敛、聚焦变换成与光电二极管受光点尺寸相符光斑的功能，由中间扁平圆柱B（131）和位于中间扁平圆柱B（131）两端、表面上镀有紫外增透膜的外凸状弧形面B（132）构成；所述的光敏元件（14）由光电二极管充任；所述的壳体（15）由直径较大、其内径与所述的防尘罩（11）、平凸状准直透镜（12）、非球面双凸聚焦透镜（13）的外径装配相符的金属管充任；在装配状态下，所述的防尘罩（11）由罩环限位、固定安装设置在壳体（15）的顶端部上，所述的平凸状准直透镜（12）、非球面双凸聚焦透镜（13）、光敏元件（14）、依次固定限位设置在金属管壳体（15）腔内；工作时，所述的火焰检测头（1）固定设置在燃烧器（5）的侧旁，其壳体（15）的顶端对准燃烧器（5）的火焰，来自火焰的发散状光束透过防尘罩（11）后照射在平凸状准直透镜（12）的扁平圆柱A（121）端面上，然后经所述的外凸状弧形面A（122）折射变换成平行光束；此平行光束之后照射在所述的非球面双凸聚焦透镜（13）的一个外凸状弧形面B（132）上、经折射后生成收敛状光束，再透射穿越所述的中间扁平圆柱B（131）后由另一个外凸状弧形面B（132）折射、聚焦生成与光电二极管的受光点尺寸大小相符的聚焦光斑，经光电二极管转换成电信号后由电缆连接线（16）传输至数据采集卡（2），转换成数字信号后再传送到计算处理机构（3）分折处理、给示出火焰的即时检测信息；由于平凸状准直透镜（12）和非球面双凸聚焦透镜（13）的外凸状弧形面上均镀有对紫外光波段有很强穿过率的紫外增透膜，防尘罩（11）能确保光束在壳体（5）腔内无干扰地穿透传播，聚焦生成的光斑与光电二极管的受光点尺寸大小相符，故能确保光束能量的充分利用，有利于确保检测火焰的灵敏度、检测装置的工作稳定性和可靠工作寿命。