火焰传感器的工作原理、类型与Arduino应用

传感器是相关环境数据采集的主要设备，是物联网的重要组成，广泛应用于工业、农业等不同场景；柴火创客将在每个月的第2周推出【硬件加油站 - 传感器】栏目，每期将介绍一种传感器的原理和程序使用方法（基于Arduino或树莓派），欢迎您“关注”柴火公众号，持续关注相关内容！

火焰传感器

火焰传感器是一种能够检测火焰的传感器。它通过检测空气中的特定波长的光线来检测火焰的存在，并输出一个信号来通知系统发生了火灾。

火焰传感器的工作原理

火焰传感器的工作原理基于光学检测技术。当火焰燃烧时，会产生一些特定波长的光线，这些光线可以被称为“火焰光谱”。火焰传感器利用光电效应，将这些特定波长的光线转换成电信号，从而检测火焰的存在。

火焰传感器的类型

紫外线检测原理

紫外线火焰传感器使用一种叫做“窗口”的玻璃来过滤掉可见光和红外线，只允许紫外线透过。当火焰燃烧时，会产生大量的紫外线，紫外火焰传感器可以用探测火源发出的400纳米以下热辐射，这些紫外线会被传感器检测到，并将其转换成电信号。紫外线火焰传感器检测到的是火焰产生的紫外线辐射能量，因此它的检测速度非常快，适用于需要快速响应的场合。

红外线检测原理

我们知道，人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62~0.76pm; 紫光的波长范围为0.38 ~0.46um。比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。红外线是波长个于微波和可见光之间的电磁波，波长在760纳米到1毫米之间，是波形比红光长的非可见光。自然界中的一切物体，只要它的温度高于绝对零度(-273就存在分子和原子的无规则运动，其表面就会不停的辐射红外线。当然了，虽然是都辐射红外线，但是不同的物体辐射的红外强度是不一样的，而我们正是利用了这一点把红外技术应用到我们实际开发中。

红外线火焰传感器则利用火焰产生的红外辐射能量来检测火焰的存在。红外线火焰传感器使用一种特殊的光学滤波器，只允许特定波长的红外线透过。当火焰燃烧时，会产生大量的红外线，红外火焰传感器能够探测到波长在700纳米～1000纳米范围内的红外线，这些红外线会被传感器检测到，并将其转换成电信号。红外线火焰传感器对于不同类型的火焰都具有很好的响应能力，因此适用于各种不同的应用场景。

热电偶

热电偶是由两块金属制成的传感器，用于测量温度。这两块金属在一端焊接在一起，形成一个测量温度的结点。对于火焰感应，它广泛用于燃烧加热系统，以在火焰失效时切断燃料。

火焰传感器的类型

与Arduino一起使用

我们可以使用Arduino平台快速搭建火警报警装置，下面我们使用Seeeduino的开源硬件一起学习一下如何在Arduino开发板中使用火焰传感器。我们先了解一下Grove - 火焰传感器

它是基于YG1006传感器，YG1006传感器是一款高速，高灵敏度NPN硅光电晶体管，Grove – 火焰传感器能够检测760nm – 1100nm波长范围内的火源或其他光源！

它是一种红外火焰传感器类型，由于其黑色环氧树脂对红外线具有高度灵敏度，使其适用于火警报警或充当机器人眼睛寻找火源！

该模块当检测到火焰发出的红外线后会输出0信号，否则输出1信号，可以通过模块上的电位器调整灵敏度。

实验设备清单

1、Seeeduino V4.2

2、扩展盾

3、Grove - 火焰传感器

4、Grove - 红色LED模块

设备连接

1、将扩展盾（扩展板）插入到Seeeduino 开发板上

2、将Grove- 火焰传感器利用连接线接到扩展扩展盾（扩展板）的D2数字接口上

3、将Grove - Led模块用连接线接到扩展扩展盾（扩展板）的D3数字接口上

编写代码

打开Arduino IDE软件 ，输入下面的代码并保持验证后上传到开发板中，注意选择开发板类型为“Arduino UNO”及端口号再上传代码。

当火焰传感器检测到火焰发出的红外线后，会输出0信号并点亮led灯，当输出信号为1信号后熄灭Led灯。

审核编辑：汤梓红