影響可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定結(jié)果的因素分析及建議

陳勇 劉慧波

【摘要】可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器是化學(xué)計(jì)量領(lǐng)域常見的計(jì)量器具?？扇?xì)怏w檢測報(bào)警器關(guān)系到人們的財(cái)產(chǎn)安全和生命安全，因此，需要對(duì)其進(jìn)行檢定以保證計(jì)量性能。本文依據(jù)JJG 693—2011《可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器》檢定規(guī)程，對(duì)可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定結(jié)果產(chǎn)生影響的因素進(jìn)行分析，指出了檢定中的注意事項(xiàng)和常見問題，并提出相應(yīng)的解決措施，為可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的檢定提供了技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】可燃?xì)怏w；報(bào)警器；檢定

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.02.025

Analysis and Suggestion on the Factors Influencing the Verification Result of Combustible Gas Detection Alarm

CHEN Yong，LIU Huibo

（Shenyang Kangping County Centre for Market Regulatory Services，Shenyang 110500，China）

Abstract：Combustible gas detection alarm is a common measuring instrument in the field of chemical measurement. Combustible gas detection alarm is related to peoples property safety and life safety. Therefore，it is necessary to verify it to ensure the measurement performance. According to the verification regulation of Alarmer Detectors of Combustible Gas（JJG 693—2011），this paper analyzes the factors that affect the verification results of combustible gas detection and alarm，points out the precautions and common problems in the verification，and puts forward corresponding solutions，which provides technical support for the verification of combustible gas detection and alarm.

Key words：combustible gas；alarm；verification

可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器是實(shí)時(shí)監(jiān)測可燃?xì)怏w濃度的計(jì)量器具，廣泛應(yīng)用于學(xué)校、工廠、加油站、醫(yī)院等場所?；诳扇?xì)怏w檢測報(bào)警器的特殊性，其必須由市場監(jiān)督管理部門授權(quán)的檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行周期檢定，經(jīng)檢定合格后才能夠安裝和使用。本文分析了可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定結(jié)果的影響因素、檢定注意事項(xiàng)，并給出了應(yīng)對(duì)措施，可有效提升可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定概述

可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器由傳感器（探頭）、儀器主機(jī)（控制器）、報(bào)警裝置構(gòu)成，其中儀器主機(jī)包括檢測元件、放大電路、報(bào)警系統(tǒng)、顯示器等。按照傳感器的檢測原理，可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器可分為：催化燃燒型、熱導(dǎo)型、紅外線吸收型等。

可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的檢定需要嚴(yán)格依據(jù)JJG 693— 2011《可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器》檢定規(guī)程進(jìn)行。規(guī)程中明確了相關(guān)的計(jì)量性能要求、通用技術(shù)要求、檢定條件、檢定項(xiàng)目、檢定方法、檢定結(jié)果處理、檢定周期等，其中檢定項(xiàng)目分為：外觀及結(jié)構(gòu)、標(biāo)志和標(biāo)識(shí)、通電檢查、報(bào)警功能及報(bào)警動(dòng)作值的檢查、絕緣電阻、示值誤差、響應(yīng)時(shí)間、重復(fù)性、漂移；儀器的控制分為三個(gè)環(huán)節(jié)，即首次檢定、后續(xù)檢定、使用中檢定。JJG 693—2011《可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器》檢定規(guī)程科學(xué)地分析了可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器各個(gè)檢定項(xiàng)目的檢定方法，對(duì)儀器的控制和使用起到了重要作用。

2可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定結(jié)果的影響因素

2.1環(huán)境因素

檢定環(huán)境對(duì)可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的檢定結(jié)果有較大的影響。環(huán)境因素主要包括環(huán)境溫度、環(huán)境相對(duì)濕度、通風(fēng)情況。首先需要嚴(yán)格控制溫度位于0～40℃之間，環(huán)境相對(duì)濕度小于85%。若溫濕度超過檢定環(huán)境的要求，會(huì)導(dǎo)致檢定結(jié)果不準(zhǔn)，示值誤差和重復(fù)性超差。

2.2氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的檢定必須使用相匹配的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，若氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的選擇不正確，則會(huì)對(duì)檢定的結(jié)果產(chǎn)生不良影響。當(dāng)可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器未標(biāo)明可測氣體的類型時(shí)，可采用異丁烷、丙烷的通用氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行檢定。無論使用的是相匹配的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)還是通用氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，都需要滿足被檢儀器的測量范圍和不確定度的要求[1]。

2.3操作因素

在檢定可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器時(shí)，檢定員的操作會(huì)對(duì)檢定結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。首先，通氣流量控制對(duì)檢定結(jié)果的可靠性產(chǎn)生影響。依據(jù)可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的工作原理可知，其測量值與傳感器內(nèi)的敏感元件接收可燃?xì)怏w的濃度、流量有一定的關(guān)系。在濃度相同的情況下，氣體的流量的大小對(duì)傳感器的穩(wěn)定性、靈敏性有較大的影響，進(jìn)而影響檢定結(jié)果。同時(shí)，通過對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)分析可知，可燃?xì)怏w進(jìn)入傳感器內(nèi)的敏感元件必須經(jīng)過三層擴(kuò)散，這一過程也叫氣體傳質(zhì)過程。在增加報(bào)警器防護(hù)帽上的通氣孔數(shù)量后，傳感器的靈敏性會(huì)提高三分之一，若去掉防護(hù)帽，會(huì)再次提高三分之一。當(dāng)傳感器處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，傳質(zhì)速率和催化燃燒反應(yīng)速率相同。由此可見，流量大小對(duì)傳感器靈敏性、穩(wěn)定性有著較大的影響。其次，氣罩的尺寸對(duì)檢定結(jié)果有影響。在計(jì)量檢定過程中一般會(huì)使用氣罩，避免外界空氣影響氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度。在戶外進(jìn)行檢測的時(shí)候，使用氣罩能夠避免風(fēng)速影響氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的流量。由于相關(guān)規(guī)定并沒有明確對(duì)氣罩的要求，這會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際通氣檢定中產(chǎn)生一定的差異[2]。

3可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的檢定注意事項(xiàng)

3.1完善準(zhǔn)備工作

在可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定之前，需要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。由于市場上可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的類型較多，針對(duì)儀器工作狀態(tài)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家也各不相同。因此，在開始檢定之前，工作人員需要認(rèn)真閱讀說明書，了解儀器的工作原理等各項(xiàng)基礎(chǔ)性信息，明確注意事項(xiàng)，保證儀器處于正常工作狀態(tài)。在檢定實(shí)驗(yàn)室檢定時(shí)，工作人員先要做好通風(fēng)工作，避免出現(xiàn)明火，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)禁止吸煙，同時(shí)仔細(xì)檢查實(shí)驗(yàn)室的溫濕度情況，在環(huán)境條件滿足規(guī)程的要求下方可進(jìn)行檢定。在可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定過程中，由于環(huán)境較為特殊，需杜絕靜電的產(chǎn)生。因此，禁止檢定人員穿化纖類的服裝和帶有鐵釘?shù)男舆M(jìn)入檢定現(xiàn)場。在檢定過程中，檢定現(xiàn)場與監(jiān)控室檢定人員需要互相配合，做到檢定過程安全，檢定數(shù)據(jù)可靠。

3.2選擇氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

在檢定過程中，氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的選擇十分關(guān)鍵。依據(jù)JJG 693—2011《可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器》檢定規(guī)程可知，如果被檢報(bào)警器沒有標(biāo)明具體的氣體類型，檢定人員可以使用異丁烷、丙烷作為氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。同時(shí)氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度應(yīng)分別選取被檢報(bào)警器最大量程的10%、40%、60%。并且還應(yīng)包含報(bào)警點(diǎn)的濃度值，這是對(duì)氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測量點(diǎn)或測量范圍的要求。氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在k=2時(shí)，擴(kuò)展不確定度小于2%[3]。

3.3檢查供電電源

很多可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的工作電源為蓄電池或干電池。在可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器正常運(yùn)行的情況下，通常需要工作電源提供一定的電流，從而為采樣的流量提供保障。當(dāng)電源的供電能力不符合儀器要求的時(shí)候，采樣的流量、指示的精準(zhǔn)性會(huì)下降，響應(yīng)時(shí)間也會(huì)增加，儀器便無法及時(shí)反映真實(shí)的氣體濃度。因此，對(duì)于供電電源的檢查，檢定員應(yīng)查閱說明書，明晰儀器需要的電量，并判斷電源能否提供穩(wěn)定電壓，保證使用和檢定的可靠性。

3.4儀器的使用環(huán)境

可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器對(duì)使用場所有一定的要求，最好和報(bào)警級(jí)別相對(duì)應(yīng)。對(duì)于儀器的性能，應(yīng)保證與使用場所的混合物防爆類別相符，以充分發(fā)揮儀器性能。對(duì)于普通型號(hào)的報(bào)警器，無法在含有磷、硫、鹵素化合物等環(huán)境中使用，主要是因?yàn)檫@些元素容易污染、腐蝕檢測元件，減少報(bào)警器的使用壽命，影響元件的靈敏性，甚至使檢測元件失效[4]。因此，在這類環(huán)境中，最好使用半導(dǎo)體型、抗毒性催化燃燒型報(bào)警器。

3.5遠(yuǎn)距離的被測對(duì)象

對(duì)于遠(yuǎn)距離的可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器，在檢定的過程中，應(yīng)根據(jù)其實(shí)際工作環(huán)境，合理選擇檢定設(shè)備、方法。通常情況下，檢定人員最好使用對(duì)講機(jī)溝通，以保證精準(zhǔn)反映報(bào)警器的測量信息。對(duì)于主機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)字變化型報(bào)警器，通常在車間進(jìn)行，工作人員以500 mL/min的流量向可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器通氣，然后借助秒表進(jìn)行記錄，負(fù)責(zé)主機(jī)控制系統(tǒng)的工作人員發(fā)現(xiàn)數(shù)值編號(hào)時(shí)，開始使用秒表計(jì)時(shí)。在這個(gè)過程中，容易受到檢定人員主觀因素的影響，可能產(chǎn)生幾秒的誤差[5]。因此，檢定人員應(yīng)重復(fù)以上操作，得出所有結(jié)果的平均值，將其作為最終的響應(yīng)時(shí)間。另外固定式可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的檢定一般需要兩名工作人員完成，在操作中使用的對(duì)講機(jī)應(yīng)保證為防爆式對(duì)講機(jī)。至于檢定工作環(huán)境，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況靈活處理。

4可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定中的常見問題及應(yīng)對(duì)措施

4.1可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器沒有反應(yīng)

在檢定過程中，將氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通入之后，可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器沒有任何反應(yīng)。對(duì)于這種情況，檢定人員在檢定之前需要檢查傳感器的周邊有沒有可燃?xì)怏w，如果有，就需要摘下防雨罩，充入一定量的零點(diǎn)氣體，然后再充入一定濃度的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。但是，在具體操作中，一些可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器可能對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣體沒有任何反應(yīng)。這時(shí)，檢定人員應(yīng)及時(shí)檢查，判斷是否有灰塵將儀器堵塞，需要做好清理工作，如果清除灰塵之后，報(bào)警器仍然沒有反應(yīng)，就需要考慮傳感器的老化或者損壞問題，需要及時(shí)進(jìn)行元件更換。

4.2零點(diǎn)漂移

將傳感器和電源接通之后，通入零點(diǎn)氣體，運(yùn)行一段時(shí)間穩(wěn)定后，通入60%的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，穩(wěn)定后撤去60%的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，待可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的示值穩(wěn)定后，每間隔一段時(shí)間記錄可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的示值。若零點(diǎn)漂移超過±3%FS時(shí)，需要調(diào)節(jié)電路板上面的電位器，通過反復(fù)調(diào)節(jié)電位器的電阻值使其滿足要求。如果可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器采用的是總線制，此傳感器內(nèi)的微處理器有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，一般不需要借助人工的方式調(diào)節(jié)。若在通入零點(diǎn)氣體過程中可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的示值沒有歸零，一般情況是在傳感器的周邊殘留有樣氣，可以通過吹風(fēng)、充入清潔氣體的方式稀釋殘留的氣體，直到報(bào)警器的示值歸零[6]。

4.3示值誤差

由于生產(chǎn)廠商不同，可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的設(shè)計(jì)會(huì)存在差異，檢定時(shí)會(huì)存在示值誤差，對(duì)于該問題可通過兩種方法解決。第一，如果報(bào)警的控制裝置是單通道式，在傳感器內(nèi)置控制電路上會(huì)設(shè)置具有調(diào)節(jié)的電位器，通過調(diào)節(jié)電壓可以使可燃?xì)怏w濃度示值符合檢測的要求[7]。第二，如果報(bào)警的控制裝置是總線輸入式，在一臺(tái)控制器上連接多個(gè)傳感器，那么可以使用不同濃度的氣體分段進(jìn)行處理。以產(chǎn)品說明書作為依據(jù)，在控制裝置標(biāo)定菜單，然后充入濃度不同的標(biāo)準(zhǔn)氣體，相應(yīng)的電壓值經(jīng)過微處理器識(shí)別之后完成記憶儲(chǔ)存。分段標(biāo)定主要是減小線性誤差，從而提高報(bào)警控制器的精準(zhǔn)性[8]。

5結(jié)語

可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的檢定規(guī)程具有一定的科學(xué)性和可操作性，對(duì)檢定人員的操作有著嚴(yán)格要求。在實(shí)際檢定過程中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、環(huán)境因素、操作因素對(duì)檢定結(jié)果都有一定的影響，這需要檢定人員檢定時(shí)充分考慮影響可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器測量準(zhǔn)確性的因素，分析影響因素帶來的不利影響，從而降低對(duì)檢定結(jié)果的影響。檢定人員在充分考慮這些影響因素的基礎(chǔ)上，規(guī)范檢定流程，按照J(rèn)JG 693—2011《可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器》檢定規(guī)程的要求進(jìn)行檢定，才能夠保證檢定結(jié)果的可靠性，確保可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器符合使用要求。

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【作者簡介】

陳勇，男，1975年出生，助理工程師，研究方向?yàn)榭扇細(xì)怏w檢測報(bào)警器。

（編輯：李加鵬）