Capteur de flamme : définition, principe, types, 5 applications.

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Qu'est-ce qu'un capteur de flamme?

Un capteur de flamme, comme son nom l'indique, est utilisé pour détecter et réagir à la présence d'un incendie ou d'une flamme.

Le capteur de flamme répond généralement sous la forme d'alarmes sonores, de désactivations de la conduite de carburant (comme un gaz naturel  ou une ligne de propane) et l'activation de différents types de systèmes d'extinction d'incendie.

Les capteurs de flamme sont couramment utilisés pour vérifier si les fours fonctionnent correctement. Ces capteurs sont également utilisés dans un système d'allumage pour prendre des mesures précises ou pour avertir l'opérateur.

Les capteurs de flamme ou les détecteurs de flamme sont comparativement plus précis et plus rapides que les capteurs de fumée ou de chaleur.

capteur de flamme
Un allumeur de flamme et un capteur de flamme redresseur. Source des images : AlexBwinglass - Propre travail
CC BY-SA 4.0
Fichier:Flame-igniter(top)-and-flame-sensor.jpg

Contenu:

Quel est le principe de fonctionnement d'un capteur de flamme?

  • Les capteurs de flamme sont construits avec un circuit électronique qui reçoit les radiations électromagnétiques.
  • Le capteur est constitué d'une tige métallique isolée qui dirige un signal de courant alternatif dans la flamme.
  • La flamme reçoit ce courant alternatif et injecte sa partie de courant continu dans le brûleur.
  • Le brûleur est ensuite chargé de transmettre le signal CC reçu d'abord au support du brûleur, puis à la commande en utilisant un fil de terre.
  • La commande détecte alors la boucle de courant et se verrouille sur la vanne de gaz afin de continuer la course. Cela revient sous la forme d'un petit signal ampérage / tension qui a de fortes chances de dégradation du signal.
  • Le détecteur de flamme suit la méthode de flash de flamme infrarouge qui le rend capable de fonctionner à travers une couche de poussière, d'huile, de vapeur d'eau et parfois de glace.

Quels sont les types de capteurs de flamme?

Les types de capteurs de flamme :

  1. Capteurs ultraviolets
  2. Capteurs infrarouges
  3. Capteurs visibles
  4. Détecteur de flamme IR3

Capteurs ultraviolets:

Les capteurs ultraviolets (UV) détectent le rayonnement UV émis pendant le temps d'allumage. Les capteurs de flamme UV peuvent détecter les incendies et les explosions en 3 à 4 millisecondes. Cependant, il est préférable d'inclure un délai d'environ 2 à 3 secondes pour minimiser les fausses alarmes pouvant survenir en raison des rayonnements générés par d'autres sources UV telles que la foudre, les rayonnements, le soudage à l'arc et la lumière du soleil. Les détecteurs UV fonctionnent généralement mieux avec des longueurs d'onde inférieures à 300 nm pour réduire les effets du rayonnement de fond naturel. Les contaminants huileux peuvent facilement aveugler la bande de longueur d’onde UV aveugle au soleil.

Capteurs infrarouges :

Les détecteurs de flammes infrarouges (IR) ou infrarouges à large bande (plus de 1.1 μm) détectent et analysent la bande spectrale infrarouge pour détecter certains modèles prédéfinis émis par les gaz chauds. Ces modèles sont détectés ou détectés à l'aide de caméras thermographiques ou de caméras thermiques. Les capteurs de flamme proche infrarouge fonctionnent avec la technologie de reconnaissance de flamme pour détecter les rayonnements proches infrarouges à l'aide d'un CCD ou d'un dispositif à couplage de charge. La vapeur d'eau affecte considérablement les capteurs de rayonnement infrarouge, car l'eau absorbe une grande partie du rayonnement IR reçu. Pour cette raison, les capteurs infrarouges ne sont pas capables de fournir des résultats précis dans un environnement extérieur.

Allumette img pt
Image thermique d'une flamme.
Source de l'image: Hugues CRÉPIN, Allumette img pt, CC BY-SA 3.0

Capteurs visibles :

Des capteurs de flammes ou de rayonnements visibles sont utilisés pour fournir une image de sortie des diagrammes de rayonnement pouvant être compris par les humains. Ces types de capteurs sont souvent perturbés par la fumée et le brouillard. Les capteurs visibles sont souvent combinés avec des capteurs UV ou des capteurs IR collectant des informations, améliorant les résultats de détection et détectant les fausses alarmes. La caméra corona est un exemple de combinaison de capteurs UV et visibles. Ces capteurs sont particulièrement capables de détecter des flammes sur de longues distances.

Détecteur de flamme IR3 :

Les détecteurs de flammes IR3 peuvent comparer les diagrammes de rayonnement entre trois bandes spectrales IR différentes et le rapport des bandes de rayonnement les unes par rapport aux autres. Généralement, ces capteurs sont programmés pour détecter une bande de rayonnement appartenant à la plage de 4.4 micromètres et les deux autres bandes appartenant à la plage située au-dessus et au-dessous du spectre de 4.4 micromètres. Ainsi, le détecteur est capable de séparer les flammes réelles et les rayonnements autres que les flammes qui affectent les résultats. Ces détecteurs sont donc capables de fournir de meilleurs résultats de détection de flammes en ignorant les rayonnements de fond.

Outre les détecteurs de flammes UV, IR, visible et IR3, on trouve également plusieurs autres détecteurs ; comme les détecteurs de flammes 3IR+UV, les détecteurs de flammes IR/IR, les détecteurs de flammes UV/IR et les caméras thermiques infrarouges.

Quelle est la plage de détection d'un capteur de flamme?

La plage de détection d'un capteur de flamme dépend de l'endroit où il est monté, de l'accessibilité du détecteur et de l'atmosphère environnante du détecteur. La plage de détection de flamme est indiquée dans l'image ci-dessous.

Plage de détection de flamme
Le détecteur de flamme est placé à une hauteur égale au double de l'objet. L'angle de dépression est fixé à 45 degrés pour une couverture de portée maximale. Source des images : Jan. Nijkamp, Plage de détection de flamme, CC BY-SA 3.0

Quelles sont les applications d'un capteur de flamme?

Applications du capteur de flamme:

  • Turbines à gaz industrielles.
  • Stations d'hydrogène.
  • Dispositifs de détection d'incendie.
  • Alarmes incendie.
  • Systèmes de chauffage domestique et industriel.
  • Robots de lutte contre l'incendie.
  • Fours industriels.
  • Systèmes de séchage.
  • Appareils de cuisson au gaz.
  • Laboratoires de recherche sur les rayonnements.
  • Les mines.
  • Systèmes d'allumage.

Pour en savoir plus sur les capteurs, visitez https://techiescience.com/photocell-sensors/

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