Détecteurs de flamme

Les détecteurs optiques de flammes sont constitués à la base par des capteurs travaillant dans l'ultra violet et/ou dans l'infrarouge. Ces capteurs reçoivent les rayonnements émis par les flammes. Suivant leurs performances, ils sont équipés d'un ou plusieurs capteurs soit dans l'UV seul soit dans l'IR seul. Quant aux appareils les plus performants, ils disposent d'une combinaison des deux types de capteurs.
La détection de flammes est rendue difficile par les divers rayonnements venant interférer avec le spectre du feu. Ces rayonnements sont des plus divers et la qualité première d' un détecteur optique de flammes est de ne pas être perturbé par cet environnement.

Les Capteurs Ultra Violet (185 / 265 nm)

Principe:

Photo-tube à avalanche, capture de photons et transformation en énergie électrique
Un photo-tube est constitué d’une cathode et d’une anode mises sous une très forte différence de potentiel (290v) et scellées dans un tube de quartz rempli de gaz inerte ionisant.
Lors d’un rayonnement à une longueur d’onde inférieure à 265 nm, les photons frappant la cathode libèrent des électrons qui sont propulsés vers l’anode. Les électrons, porteurs d ’énergie ionisent les molécules de gaz contenues dans l’ampoule créant ainsi une réaction en chaîne. Le capteur génère un signal de sortie sous forme d'une suite d’impulsions de tension.
La détection UV seule:
- Foudre, arcs électriques, certains éclairages artificiels peuvent interférer avec la mesure
- La mesure peut être perturbée par une fumée épaisse ou des dépôts d’huile sur l’optique

Les Capteurs Infrarouge (2 / 6 µm)

Principe:

Pyro-électrique, détection d’un rayonnement thermique
Un cristal en lithium / tantale est associé à un transistor à effet de champ et à un filtre à une longueur d ’onde précise.
Les vacillements aléatoires émis par la flamme dans le proche infrarouge sont perçus par le cristal qui génère un signal traité par un filtre passe-bande, basse fréquence (1-20 Hz).
La détection IR seule:
- Faibles atténuations à travers les fumées, particules, encrassements des optiques
- Reste performant sur les mauvais taux de combustion
- Matériel peu coûteux
- D'autres sources chaudes en mouvement ou vibrations (Chauffage, tubulures d’échappement) peuvent interférer avec la mesure
- La présence d’eau atténue la sensibilité
- Peu performant sur les combustions très vives (Flamme de gaz de méthane, acétylène, GPL.. )
La détection multi IR:
- Longue portée (Triple IR), grande sensibilité
- Taux d’alarmes intempestives très bas
- Insensible aux soudures à l’arc, éclairs, peu sensibles aux rayonnements des corps noirs
- Peu sensible à l’encrassement des optiques
Mais:
- Grande sensibilité aux combustions lentes
- Perte de sensibilité avec le givre
- Atome de carbone nécessaire dans la combustion
La détection UV combinée à une détection double IR :
- Cumul les avantages des deux technologies
- Niveau d’alarmes intempestives très faible
- Sources parasites non communes
- Parfaite sélectivité aux feux d’hydrocarbures
- Temps de réponse très court (Entre 600 et 800 ms)
- Large cône de vision
- Amplification IR sans fausses alarmes
Mais:
- Mal adapté aux combustions très chargées en carbone (Mauvaise combustion => fortes fumées)
- Atome de carbone nécessaire dans la combustion