可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器原理及故障分析

程祥瑞　姜碧瑩　惠紹楠

摘 要：可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器可用于監(jiān)測泄漏在空氣中的可燃?xì)怏w的濃度并發(fā)出警報(bào)，是保證安全生產(chǎn)的重要計(jì)量器具。在可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的計(jì)量檢定工作中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)使用者對(duì)該報(bào)警器的基本原理、安裝位置和合理選型不了解，常導(dǎo)致報(bào)警器故障頻發(fā)。因此，對(duì)可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的基本原理、常見問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器；故障分析；檢測元件；顯示系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.147

可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器主要由檢測元件、信號(hào)調(diào)理電路、報(bào)警系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)構(gòu)成，已廣泛應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域，比如原油、液化氣泵房；污油、污水泵房；非敞開式的天然氣、液化氣壓縮機(jī)房；各類以天然氣或液化氣作為燃料的場所，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測所處環(huán)境中存在的可燃?xì)怏w的濃度，并在濃度大于或小于一定閾值時(shí)發(fā)出警報(bào)，是保證安全生產(chǎn)、避免事故發(fā)生的重要計(jì)量器具。

1 可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的基本原理

常用可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器為催化燃燒型。該類型報(bào)警器的檢測元件主要為難熔的金屬鉑絲。鉑絲與被檢測可燃?xì)怏w接觸后，會(huì)在自身表面發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量將使鉑絲溫度升高，電阻率發(fā)生變化。此時(shí)，配合檢測橋路，可將電阻變化轉(zhuǎn)化為電壓變化，從而實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w濃度的測定。

檢測橋路主要由檢測元件、固定電阻和調(diào)零電位器構(gòu)成。橋路通電后，鉑絲溫度上升至正常工作溫度。當(dāng)被檢測環(huán)境中無可燃?xì)怏w時(shí)，橋路平衡，輸出電壓為0 V；當(dāng)被檢測環(huán)境中有可燃?xì)怏w與鉑絲接觸后，會(huì)在鉑絲表面發(fā)生氧化反應(yīng)，放出熱量，導(dǎo)致鉑絲溫度逐漸升高，電阻增大，進(jìn)而使橋路失去平衡，輸出與被測環(huán)境中可燃?xì)怏w濃度成正比的電壓信號(hào)。該電壓信號(hào)經(jīng)過調(diào)理電路的降噪、放大和AD轉(zhuǎn)換后送至顯示系統(tǒng)顯示。同時(shí)，也將該電壓信號(hào)與設(shè)定的電壓閾值進(jìn)行比較，如果該電壓信號(hào)大于或小于設(shè)定的電壓閾值，即可燃?xì)怏w濃度超過限定值，則會(huì)觸發(fā)蜂鳴器，發(fā)出警報(bào)，發(fā)光二極管閃爍，以及時(shí)起到警示提醒的作用。

2 常見故障和解決對(duì)策

通過分析可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的原理，可將常見故障和解決對(duì)策歸納為以下幾類。

2.1 遠(yuǎn)離無關(guān)冷暖氣流

由報(bào)警器的基本原理可知，鉑絲電阻率的變化會(huì)受環(huán)境溫度的影響。因此，在使用報(bào)警器時(shí)，不應(yīng)將其置于空調(diào)或其他制冷、制暖設(shè)備附近，應(yīng)避免因環(huán)境中的冷、暖氣流導(dǎo)致鉑絲的電阻率變化，從而引發(fā)檢測數(shù)據(jù)偏差或故障誤報(bào)。

2.2 避免電磁干擾

被測環(huán)境中存在的電磁波干擾、電源、電纜中信號(hào)脈沖或人體靜電都會(huì)成為影響報(bào)警器穩(wěn)定運(yùn)行的不利因素。此外，不可靠的參考地也會(huì)影響檢測電壓輸出，造成檢測數(shù)據(jù)偏差。因此，安裝報(bào)警器時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離動(dòng)力線、高壓電纜和大功率設(shè)備，盡量做好報(bào)警器的防護(hù)措施，正確選取可靠參考地，防止誤報(bào)。

2.3 合理選取安裝位置

要想報(bào)警器發(fā)揮其最大功效，正確的安裝位置至關(guān)重要。應(yīng)將報(bào)警器安裝在易泄漏位置附近，遠(yuǎn)離排氣扇，否則會(huì)導(dǎo)致檢測結(jié)果為稀釋后的可燃?xì)怏w濃度，與真實(shí)情況存在偏差。對(duì)于普通民用住宅，報(bào)警器宜應(yīng)安裝在廚房燃?xì)夤艿?、灶具附近。因天然氣密?lt;空氣密度<液化石油氣密度，所以，如果燃?xì)鉃樘烊粴?，則報(bào)警器應(yīng)安裝在距頂棚30 cm處；如果燃?xì)鉃橐夯蜌?，則應(yīng)安裝在距地面30 cm處。

2.4 優(yōu)化檢測系統(tǒng)

可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器可與排風(fēng)扇等裝置聯(lián)動(dòng)。當(dāng)報(bào)警器檢測到環(huán)境中的可燃?xì)怏w濃度超過閾值且發(fā)出警報(bào)時(shí)，可及時(shí)啟動(dòng)排風(fēng)扇，降低可燃?xì)怏w的濃度，降低危險(xiǎn)發(fā)生概率，從而避免因可燃?xì)怏w濃度過高對(duì)報(bào)警器造成損壞。

2.5 合理選型

可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的類型多種多樣，如果環(huán)境不同，則被測氣體也不盡相同。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇報(bào)警器的類型。如果被測氣體是易燃易爆型，則應(yīng)選擇防爆型報(bào)警器；如果被測氣體是有毒氣體，則應(yīng)根據(jù)氣體本身選擇專用儀器檢測。

2.6 定期維護(hù)和保養(yǎng)

可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的運(yùn)行環(huán)境惡劣，各種污染性氣體、粉塵進(jìn)入報(bào)警器是無法避免的。如果長時(shí)間不清理，則容易造成報(bào)警器靈敏度下降，甚至無法正常運(yùn)行。因此，應(yīng)定期對(duì)報(bào)警器進(jìn)行除塵、校準(zhǔn)等維護(hù)工作，以延長其使用壽命。

3 結(jié)束語

引起可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器故障的原因十分復(fù)雜，但主要原因?yàn)槭褂谜卟涣私馄浠驹?、安裝位置不當(dāng)、未根據(jù)實(shí)際情況合適地選擇報(bào)警器的類型、維護(hù)保養(yǎng)不到位等。在使用中，如果能“對(duì)癥下藥”，在本文所述的幾個(gè)方面多加注意，則報(bào)警器一定能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，從而為人身安全和財(cái)產(chǎn)安全提供保障。

〔編輯：張思楠〕

Abstract： Combustible gas detection alarm can be used to monitor the concentration of the leak in the air and combustible gas alarm is important to ensure the safe production of measuring instruments. In the combustible gas detection alarm metrology work found that the majority of users of the basic principles of alarms， installation location and a reasonable selection do not know， often lead to frequent failure alarm. Therefore， the basic principle of the combustible gas detection alarm， common problems were analyzed and the corresponding solutions.

Key words： combustible gas detection alarm； failure analysis； detecting element； display system