اسکنر شعله چیست و چه کاربردی دارد؟ راهنمای کامل عملکرد و اهمیت اسکنر شعله در صنایع

تجهیزات نظارت و کشف حریق از حیاتی‌ترین ابزارها در صنایع مختلف هستند. در بسیاری از فرایندهای صنعتی که از مشعل و کوره استفاده می‌شود، آتش پایدار و کنترل ‌شده نقش مؤثری در ایمنی و بهره‌وری دارد. هرگونه خاموشی یا نوسان در شعله، احتمال آسیب‌ رساندن به تجهیزات یا حتی خطرات جانی را تشدید می‌کند. اسکنر شعله به‌عنوان یکی از مهم‌ترین ابزارهای پایش و نظارت بر احتراق، وظیفه‌ شناسایی حضور یا عدم حضور شعله را بر عهده دارد. این دستگاه با استفاده از فناوری‌های نوری و الکترونیکی، تغییرات شعله را رصد کرده و اطلاعات دقیقی را به سیستم کنترل منتقل می‌کند. برای آشنایی بیشتر با اسکنر شعله و انواع و طرز کار آن در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.

تعریف اسکنر شعله و نحوه عملکرد آن

اسکنر شعله، ابزاری است که با تشخیص تابش الکترومغناطیسی (مانند فرابنفش یا مادون‌قرمز) بر شعله، وجود و وضعیت آن را در سیستم‌های احتراقی نظارت می‌کند. وظیفه اصلی دستگاه اسکنر شعله «نظارت مداوم بر شعله برای ارائه بازخورد به سیستم کنترل» است.

هدف اساسی این دستگاه، اطمینان از وجود شعله است؛ به‌عبارت‌دیگر قصد دارد تا مطمئن شود که آیا شعله وجود دارد، پایدار است و به شیوه درستی می‌سوزد یا نه. در این حین، اگر شعله خاموش شود یا ویژگی غیرعادی از خود نشان دهد، اسکنر شعله سیگنالی را به سیستم کنترل ارسال می‌کند. این سیگنال‌ها با ایجاد اقدامات و تنظیمات ایمنی مؤثر، شرایط احتراق مطلوبی را ایجاد می‌کنند. برخی از اسکنرهای شعله پیشرفته نیز الگوهای سوسو زدن شعله را تجزیه ‌و تحلیل می‌کنند تا اطلاعات بیشتری در مورد فرایند احتراق ارائه دهند.

استفاده از حسگرها و اپتیک برای تشخیص وجود شعله در اسکنرها بسیار مرسوم است. متداول‌ترین روش برای تشخیص در اسکنرهای شعله «اشعه ماورا بنفش و مادون‌قرمز» است. طرز کار شعله به این صورت است که طول ‌موج، شدت و سایر ویژگی‌های اسکنر شعله را برای تعیین حضور آن بررسی می‌کند. این دستگاه بین مدل‌های مختلف شعله مانند شعله گاز، شعله نفت یا شعله زغال‌سنگ تمایز قائل می‌شود.

کاربردها در نیروگاه‌ها، صنایع نفت و گاز و سیستم‌های احتراق صنعتی

اسکنرهای شعله برای پایش و کنترل عملکرد مشعل‌ها در سوخت‌های مختلف طراحی شده‌اند. این تجهیزات، امکان تحلیل دقیق کیفیت و دمای شعله را فراهم کرده و به اپراتورها در نیروگاه‌ها و صنایع کمک می‌کنند تا از وضعیت احتراق مطمئن شوند. داده‌های لحظه‌ای مانند شدت تابش، فرکانس و دامنه سوسو زدن شعله، کیفیت احتراق و پایداری آن در تلاش‌اند تا اطلاعات ارزشمندی را در اختیار سیستم‌های کنترل قرار ‌دهند.

در نیروگاه‌های حرارتی، وجود شعله پایدار در بویلرها تضمین ‌کننده تولید برق بدون وقفه است. هرگونه خاموشی ناگهانی شعله باعث توقف فرایند، کاهش راندمان و حتی بروز خطرات ایمنی می‌شود. این وسیله در صنایع نفت و گاز به‌عنوان یکی از مهم‌ترین ابزارهای پایش احتراق در مشعل‌ها و کوره‌ها به کار می‌رود و با تشخیص سریع تغییرات شعله از انفجارها و نشتی‌های احتمالی جلوگیری می‌کند.

در کارخانه‌های سیمان، فولاد، شیشه‌سازی و پتروشیمی از اسکنر شعله در کنار اسکنر صنعتی استفاده می‌شود تا علاوه بر افزایش ایمنی، به بهینه‌سازی مصرف سوخت و کنترل دقیق فرایندهای حرارتی کمک شود. به همین دلیل می‌توان گفت اسکنر شعله نه‌تنها ابزاری برای حفاظت از تجهیزات و نیروی انسانی است؛ بلکه عاملی کلیدی در افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های عملیاتی محسوب می‌شود.

معرفی انواع اسکنر شعله

به‌طورکلی انواع اسکنر شعله عبارت هستند از:

• اسکنر شعله IR

هنگامی که یک سوخت مشتعل است، لبه شعله با فرکانس خاصی از نور در طیف مادون‌قرمز سوسو می‌زند. اسکنرهای شعله مادون‌قرمز از یک کریستال لیتیوم / تانتالوم برای تشخیص این نور مادون‌قرمز سوسو زن کمک می‌گیرند و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند که سیستم کنترل آن را به‌عنوان وجود شعله تفسیر می‌کند. اشعه مادون‌قرمز با وجود ذرات سنگین در هوا به اسکنر شعله می‌رسد و به‌عنوان شعله ثبت می‌گردد.

• اسکنر شعله UV

اسکنرهای شعله فرابنفش، عملکردی مشابه اسکنرهای شعله مادون‌قرمز دارند؛ اما روش آن‎‌ها با یکدیگر متفاوت است. درون هر اسکنر شعله UV، یک کپسول کوارتز حاوی گاز بی‌اثر وجود دارد. فرکانس‌‌های خاص نور فرابنفش تولید شده توسط احتراق به این کپسول‌ها برخورد کرده و گاز درون آن را یونیزه می‌کند. این فرایند موجب اتصال الکتریکی بین آند و کاتد در درون کپسول می‌شود و پالس‌های الکتریکی حاصل از این اتصال، برای اسکنر حکم وجود شعله را دارد.

• اسکنر شعله ترکیبی

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های اسکنر شعله «قابلیت تشخیص تابش UV و IR» است؛ بنابراین دو سنسور UV و IR نیز در آن وجود دارند که مانند آنچه توضیح دادیم عمل می‌کنند. سیگنال‌های تکمیلی هر دو، فرایندی مداری شکل به خاطر وجود هر دو حسگر دارند.

• اسکنر شعله دیجیتال

اسکنر شعله دیجیتال، نسل جدیدی از تجهیزات ایمنی است که با استفاده از سنسورهای نوری و پردازش دیجیتال، شعله را با دقت بالاتر شناسایی می‌کند. این اسکنرها علاوه بر سرعت پاسخ‌گویی بیشتر، قابلیت فیلتر کردن نویزهای محیطی مانند نور خورشید یا انعکاس‌ها را دارند و باعث کاهش آلارم‌های اشتباه می‌شوند.

بررسی مزایا و معایب استفاده از اسکنر شعله

شناخت مزایا و معایب اسکنر شعله کمک می‌کند تا انتخابی آگاهانه‌تر و متناسب با نیاز هر صنعت داشته باشیم. اسکنر شعله در شرایط اضطراری، سریعاً زمان وجود یا نبود شعله را شناسایی کرده و سیستم ایمنی را فعال می‌کند. بسیاری از مدل‌های مدرن این اسکنر، مقاومت بالایی در برابر گرما، رطوبت و آلودگی دارند. اسکنرهای شعله از قابلیت هماهنگی با سیستم‌های اتوماسیون و کنترل مرکزی برخوردارند و با این عمل، مدیریت ایمنی را ساده‌تر می‌کنند. برخی از مدل‌ها، اطلاعات دقیقی درباره شعله می‌دهند که به بهبود راندمان و کاهش مصرف سوخت کمک می‌کند.

بااین‌حال این ابزار کاربردی، در برخی موارد یکسری معایب را در بر می‌گیرد. قیمت اسکنر شعله نسبتاً بالا است و خرید آن‌ها به سرمایه‌گذاری قابل‌توجهی نیاز دارد که برای صنایع کوچک کمی چالش‌برانگیز است. اسکنرهای شعله برای اطمینان از عملکرد دقیق باید به‌طور دوره‌ای کالیبره و سرویس شوند؛ این امر مشمول هزینه‌های مختلفی می‌شود. گاهی اوقات احتمال آلارم اشتباه این دستگاه‌ها وجود دارد و عواملی مانند گردوغبار، نور شدید یا انعکاس باعث هشدارهای بی‌مورد می‌شوند. ضمناً راه‌اندازی و نگهداری صحیح از اسکنر نیازمند نیروهای آموزش ‌دیده است.

معرفی برندها و مدل‌های معتبر بازار

سال‌ها است که در بازارهای بین‌المللی، شرکت‌هایی مانند Honeywell، Siemens، Fireye  و Drexelbrook در زمینه تولید اسکنر شعله و اسکنر چند کاره فعالیت می‌کنند. این برندها به خاطر به‌کارگیری فناوری‌های نوین مانند حسگرهای چند طیفی (UV/IR) یا سیستم‌های مقاوم در برابر شرایط محیطی سخت، به گزینه‌های اول صنایع بزرگ تبدیل شده‌اند. به‌عنوان‌مثال برخی مدل‌های Honeywell قابلیت تشخیص شعله در بازه‌های مختلف نوری را دارند و حتی در محیط‌های آلوده یا پرنور نیز عملکرد مطمئنی ارائه می‌دهند.

در بازار داخلی نیز برندهایی وجود دارند که با تولید اسکنرهای سازگار با استانداردهای جهانی، نیاز صنایع کشور را تا حد زیادی تأمین کردند. انتخاب مدل مناسب شما بستگی به نوع کاربرد اسکنر شعله دارد؛ به‌عنوان‌مثال در صنایع نفت و گاز معمولاً مدل‌هایی با مقاومت بالا در برابر انفجار مانند Ex-proof استفاده می‌شوند؛ درحالی‌که برای کارخانه‌های کوچک‌تر باید از مدل‌های ساده‌تر و اقتصادی‌تر استفاده کرد.

سخن پایانی

اسکنر شعله، ابزاری کلیدی در ایمنی و بهره‌وری صنایع است که با تشخیص سریع و دقیق وضعیت شعله، هم از بروز خطرات جلوگیری می‌کند و هم به بهینه‌سازی فرایند احتراق کمک می‌نماید. انتخاب درست این دستگاه، تضمین‌کننده امنیت و کاهش هزینه‌های عملیاتی خواهد بود. برای خرید یا دریافت مشاوره تخصصی درباره اسکنر شعله و سایر تجهیزات صنعتی، به فروشگاه یگانه‌کالا مراجعه کنید.