火焰检测器的工作原理是基于火焰的物理特性来检测火焰的存在与否。

火焰检测器的工作原理是基于火焰的物理特性来检测火焰的存在与否。 
检测辐射能：火焰燃烧过程中会释放紫外线、可见光和红外线。不同燃料燃烧产生的火焰，其辐射的光线强度和光谱范围不同。例如，煤粉火焰中除了含有不发光的 CO2 和水蒸气等三原子气体外，还有部分灼热发光的焦炭粒子和炭粒，它们辐射较强的红外线、可见光和一些紫外线；用于暖炉和点火用的油火焰中，除了有一部分 CO2 和水蒸气外，还有大量的发光碳黑粒子，能辐射较强的可见光、红外线和紫外线；可燃气体作为主燃料燃烧时，在火焰初始燃烧区辐射较强的紫外线。
紫外线检测：对于可燃气体等在火焰初始燃烧区紫外线辐射较强的燃料，可采用对紫外线敏感的检测元件，如紫外光电二极管、紫外线探测器、紫外线传感器等。这些元件能将紫外线辐射转换为电信号。例如，磷化钾（GaP）传感器是一种对紫外辐射特别敏感的光敏电阻，燃料燃烧时产生闪烁的紫外线辐射使它感应，转换成电信号，经放大器处理后输出模拟量。
可见光检测：利用火焰发出的可见光进行检测。某些火焰检测器通过检测可见光的强度和特征来判断火焰是否存在。例如，当使用劣质煤粉或混烧煤时，火焰的黑龙区变长，可见光检测器可检测火焰闪烁高频分量，因为可见光在黑龙区和初始燃烧区部分仍有一定的表现，能更准确地反映火焰情况。
红外线检测：适用于检测煤粉火焰或油火焰等。例如硫化铅（PbS）传感器是一种对红外线辐射特别敏感的光敏电阻，燃料燃烧产生的闪烁红外线辐射使它感应，转换成电信号后经放大器处理输出模拟量。其光谱灵敏度范围能有效收集大部分红外辐射，还可覆盖可见光中的部分红光，保证采集到火焰信号的真实性。
利用火焰的脉动特性：除了辐射稳态电磁波外，所有的火焰均呈脉动变化，且不同燃料、不同燃烧器的闪烁频率不同。例如，单燃烧器工业锅炉的火焰监视可以利用火焰脉动变化特性，采用带低通滤波器（10 - 20Hz）的红外固体检测器（通常采用硫化铅）；煤粉有火与无火之间辐射强度*大差异处的闪烁频率约 300Hz，油有火与无火之间区别在较高频率（100Hz 以上）才能较好地实现检测。火焰检测器就是利用火焰的闪烁频率和光的辐射强度来综合判断火焰的有无及强弱。一般来说，火焰闪烁频率在初始燃烧区较高，然后向燃烬区依次降低；检测器距火焰初始燃烧区越近，检测到的高频成分（100 - 400Hz）越强；检测器探头视角越狭窄，所检测到的火焰信号越真实。