紫外紅外火焰探測器在海洋平臺上的應用

【摘 要】紫外紅外火焰探測器具有靈敏度高、響應速度快、探測距離遠、適應性強能等優越的性能，具有可靠地檢測火焰能力。本文根據紫外紅外火焰探測器的特點，探討了紫外紅外火焰探測器在海洋平臺上的應用，以期在未來的操作中提供經驗。

【關鍵詞】火焰探測器；火災；消防；海洋平臺

海洋平臺上密布著油氣、電氣管道，作業又在遠離陸地的惡劣海洋環境，偶發火災事故的風險大，一旦發生火災，施救難度高，易釀成大范圍災難性事故，因此火災報警及控制系統是海洋平臺上必須安裝的控制系統。紫外紅外火焰探測器具有靈敏度高、響應速度快、探測距離遠、適應性強能等優越的性能，具有可靠地探測碳氫化合物燃燒火焰的能力。為了防止火災的發生，紫外紅外火焰探測器逐步在海洋平臺上火災監控系統中得到廣泛應用。

1.紫外紅外火焰探測器基本原理

物質燃燒時，在產生煙霧和放出熱量的同時，也產生可見或不可見的光輻射。火焰的輻射是具有離散光譜的氣體輻射和伴有連續光譜的固體輻射，其波長在0.1-10μm或更寬的范圍，為了避免其他信號的干擾，常利用波長<300nm的紫外線，或者火焰中特有的波長在4.4μm附近的CO2輻射光譜作為探測信號。

紫外紅外火焰探測器具有紫外傳感器和紅外傳感器兩個傳感器，紫外線傳感器只對185～260nm狹窄范圍內的紫外線進行響應，而對其它頻譜范圍的光線不敏感。紫外傳感器利用它可以對火焰中的紫外線進行檢測，因該傳感器對波長為185～260nm以外的其它光線均不敏感，而只有火焰和火花等明火才能發射出該波段的光線，故該紫外線傳感器對太陽光、各種燈光及高溫輻射光線均不敏感，從而避免了各種雜散光線的干擾；紅外探測器用以探測4.3μm特殊頻帶的紅外信號，紫紅外復合火焰探測器就是通過檢測火焰輻射的紫外線和紅外線來識別火災，這樣就確保了檢測器具有極強的抗誤報警能力。

工作中，火焰探測器同時監控同一個危險場所，監測的范圍為90℃的錐形體，當兩個傳感器同時探測到火焰存在時，才產生一個火焰警報信號。

紫外紅外火焰探測器具有靈敏度高、響應速度快、探測距離遠、適應性強能等優越的性能，具有可靠地探測碳氫化合物燃燒火焰能力。

2.紫外紅外火焰探測器的性能

紫外紅外火焰探測器紅外線和紫外線兩個傳感器，工作中，兩個傳感器同時監控同一個危險場所，監測的范圍為90℃的錐形體，當兩個傳感器同時探測到火焰存在時，才會產生一個警報信號，因此誤報率大大降低。

紫外紅外火焰探測器配置有高性能微處理計算芯片，帶有先進的智能算法和火焰危險判據，是火焰探測和拒絕誤報警性能的最佳組合，具有非常卓越的火焰識別靈敏度并對非火焰紅外干擾源有極強的免疫力，很好地解決和克服了探測距離增大時容易產生錯誤報警的難題，從根本上解決了紫外傳感器容易受到閃電、電焊弧光、x射線等因素影響和紅外傳感器容易受到工業照明、太陽光、閃爍或移動的發熱物等因素的影響而造成探測器誤報警的問題，從而實現了對火焰信號的快速響應和準確識別。

3.X5200紫外紅外火焰探測器的優越性能

3.1本體結構性能良好、適用范圍廣

X5200探測器經FM3260系統認證，符合世界范圍內最嚴格的技術規范要求，擁有最先進的火焰探測性能和干擾免疫性能。由微處理器控制的可加熱鏡片使設備能夠更好地抵抗水氣和冰。X5200的外殼用無銅鋁合金或不銹鋼制成，防護等級為NEMA4X或IP66，可以用于任何防爆區域。X5200紫外紅外火焰探測器擁有更先進的探測能力和對外來干涉源的抗干擾能力，能滿足世界范圍內的最高應用的要求，尤其適合于可能存在紫外輻射源的碳氫類火焰。

3.2時域信號分析（TDSA）

TDSA信號處理技術可實時分析輸入信號，它要求紅外信號隨機閃爍，以便在火災情況下進行識別。通過使用TDSA信號處理，X5200可忽略定期斷開的黑體源（在其出現的區域中，相互臨近的移動傳送帶和高溫物體會產生定期斷開的紅外信號），因為它可發現一致性較低的信號，但是如果存在定期斷開的信號，由于時有時無的紅外線在與定期斷開的信號同時出現時會起到觸發器的作用，因此設備更容易受到錯誤報警的影響。

3.3具備光學完整性（oi）功能

X5200帶有自動光學完整性（oi）功能、每分鐘自動執行一次的校準性能測試、用于驗證探測器的完整操作功能，不需要使用外部測試燈進行測試。這款探測器會自動執行維修人員通過測試燈進行的相同測試，每分鐘一次。但是成功的自動oi測試不會生成火警情況，同時還可以利用手動或磁棒進行光學（oi）測試。

這款探測器還結合了磁動oi和手動oi功能，可以像自動oi一樣提供校準測試，還會促使火警繼電器驗證輸出操作是否符合預防性維護要求。

3.4快速火災（高速）功能

X5200探測器與一般的探測器的優點是具有快速火災（高速）功能，一旦出現強烈信號時，快速火災功能激活，探測器能夠在30ms內響應強烈的火災信號，配合使用快速火災功能和時域信號分析（TDSA）信號處理讓探測器不僅能夠響應較小的火災，同時還能對大規模的非閃爍火災（例如在高壓氣體應用中）進行高速響應。

探測器在任何時候都可以在數秒鐘內發現火焰并啟動保護措施，火焰探測器提供了可靠和迅捷火焰探測響應，同時也采用了先進技術，降低了維護及使用成本，并且探測器外殼堅固，可適應任何環境。

4.現場應用

月東A平臺屬海上平臺，平臺主要設有井口30多口、原油儲罐及原有生產處理設施等。火災危險性高，因此月東A島采用了X5200紫外紅外火焰探測器，共計安裝了12個火焰探測器，用以監測關鍵區域火災。

4.1與火災報警系統連接

火焰探測器與火災報警控制系統連接，通過輸入模塊，將火焰探測器的火警、故障等信號傳送至火災報警控制系統。

4.2功能檢驗

月東A島火焰探測器自投產至今已經運行了兩年多的時間，實踐證明：紫外紅外火焰探測器能有效的檢測火災，且該探測器穩定性好、靈敏度高，完全滿足了海洋平臺消防安全要求，為平臺的安全生產提供了堅強保障，取得了良好的安全效益。

5.結束語

紫外紅外火焰探測器具有靈敏度高、響應速度快、探測距離遠、適應性強能等優越的性能，具有可靠地探測碳氫化合物燃燒火焰能力，尤其適合于可能存在紫外輻射源的碳氫類火焰。

紫外紅外火焰探測器在海洋平臺上的成功應用，有效的預防了火災和爆炸以及人身事故的發生，為平臺的安全生產提供了安全保障。

【參考文獻】

[1]宋雪飛，陸建輝.海洋平臺池火火災模型概述[J].石油工程建設，1998，37（2）：1-4.