淺談可燃氣體報警器檢定裝置計量標準的建立

李淼++侯欣宇

摘 要：計量檢定人員在對可燃氣體報警器進行計量檢定時，檢定用氣體標準物質應采用與被測氣體種類相同的氣體標準物質，對通用儀器可采用異丁烷或丙烷有代表性的氣體標準物質。一般，對于非通用型儀器，假如所使用的氣體標準物質與被測氣種不相同時，切不可輕易判定被檢儀器合格與否。

關鍵詞：可燃氣體；檢測報警器；標準復審

在石油化工裝置中不可避免地存在著各種易燃易爆、有毒有害的氣體（或蒸汽），這些氣體一旦泄露或積聚在周圍環境中，將可能引起火災、爆炸或人身中毒等惡性事故。為了保證生產和人身安全，應設置可靠的可燃氣體和有毒氣體檢測報警器，連續監控控制環境中可燃和有毒氣體的濃度情況，及時發出報警。JJG693-2011《可燃氣體檢測報警器》計量檢定規程規定，檢定可燃氣體報警器使用的標準氣體是異丁烷和丙烷。但使用這兩種氣體對可燃氣體報警器進行檢定，會給一些生產企業帶來不便，在此，我們擬通過可燃性氣體的等熱值特性，解決選擇多種標準氣體作為可燃氣體報警器檢定介質的難題。

一、計量標準的相關概念

計量基準指經國家質量監督檢驗檢疫總局批準，在中華人民共和國境內為了定義、實現、保存、復現量的單位或者一個或者多個量值，用作有關量的測量標準定值依據的實物量具、測量儀器、標準物質或者測量系統。計量標準是指準確度低于計量基準，用于檢定或者校準其他計量標準或工作計量器具的計量器具。計量標準在量值傳遞中處于中間環節，起著承上啟下的作用，將計量基準所復現的計量單位的量值，通過檢定或校準的方式傳遞到工作計量器具，從而確保工作計量器具量值的準確可靠。計量檢定是指查明和確認計量器具是否符合法定要求的程序，其目的是為確定或證實計量器具是否完全滿足計量檢定規程的要求。

二、計量標準的建立

可燃氣體檢測報警器計量檢定標準必須首先按照JJG693—2011《可燃氣體檢測報警器檢定規程》的技術要求搭建可燃氣體檢測報警器計量檢定裝置。

（一）計量標準的性能考核

計量標準是將各項計量基準的量值傳遞到生產、貿易和科學技術等領域的紐帶，是實現全國量值統一的基礎，為了保證計量標準量值的傳遞結果準確可靠，《計量法》規定對社會公用計量標準、部門和企事業單位的最高計量標準采取考核制度。即根據JJFl033—2008《計量標準考核辦法》的要求進行性能、指標的逐項評估和驗證，以確定其計量性能是否符合要求。包括：計量標準器和主要配套設備、主要技術指標、量值溯源渠道、重復性、穩定性、不確定度等，同時還要經過上一級或同一等級的計量標準對該計量檢定裝置的檢定結果進行準確性驗證。計量標準器和主要配套設備包括建立該計量標準所選用的標準氣體名稱、濃度、供應商、檢定部門、有效期限等信息。

（二）主要技術指標及條件

計量標準的主要技術指標取決于計量檢定裝置的測量范圍及其不確定度。本套計量檢定裝置使用的有證氣體標準物質為i-C4H10/Air氣體標準物質，標準物質證書號為GB（W）060959，測量范圍為（0-100）%LEL，U=1.5%，k=2。計量檢定裝置的使用環境必須滿足計量檢定規程規定的環境條件，包括溫度、濕度和大氣壓力。為了將測量結果的值與國家計量基（標）準聯系起來，需要編制量值溯源圖，以比較鏈的形式表明計量檢定裝置的計量特性與給定量的計量基（標）準之間關系。

（三）重復性和穩定性

重復性是指在相同測量條件下，重復測量同一個被測量所測示值的接近能力。除了新建計量標準時應當進行重復性實驗，并提供測得的重復性數據外，已建計量標準至少每年進行一次重復性實驗，并判斷其是否符合要求。使用濃度為60%LEL的異丁烷/空氣標準氣體標定可燃氣體檢測報警器。計算單次測定結果的實驗標準差，該值若不超過不確定度評定時的重復性最大值，則符合要求。穩定性表明了計量標準保持其計量特性隨時間恒定的能力。本標準所用的主要標準器為有效期內消耗性使用的有證標準氣體，可以不進行穩定性考核。

（四）檢定或校準結果的驗證

檢定或校準結果的驗證是指對給出的檢定或校準結果的可信程度進行實驗驗證。由于驗證的結論與測量不確定度有關，因此驗證的結論在某種程度上同時也說明了所給出檢定或校準結果的不確定度是否合理。本次利用準確度同等級的檢定裝置（使用的標準氣體濃度為60%LEL，標準不確定度為0.6%LEL）與本計量標準（使用的標準氣體為60%LEL，標準不確定度為0.59%LEL）進行比較。對該計量標準的測量方法和測量過程進行全面分析，建立不確定度評估的數學模型，找出不確定度的來源并進行逐項分析和定量評估，最后進行不確定度的合成與擴展。本計量標準不確定度來源于以下方面：可燃氣體報警器的分辨力、重復性測定過程、標準氣體、環境因素等，通過對各分量的析、結果的合成與擴展，本計量標準的不確定度為2.0%（k=2），滿足被檢對象MPE=±5%的要求。

三、結束語

為保證可燃氣體檢測報警器的準確性和可靠性，申請建立一套可燃氣體檢測報警器標準檢定裝置是十分必要的，凡建立在社會公用計量標準或部門企業事業最高計量標準的單位，每四年須通過一次考核和復查，并在標準考核到期前半年向國家標準考核中心提出申請，經考核合格后，方可持續開展可燃氣體報警器檢定工作。因此，只有確?？扇細怏w檢測報警器檢定裝置順利通過國家計量標準考核，才能確保可燃氣體檢測報警器檢定裝置持續有效開展檢定工作。本文通過對建立的可燃氣體報警器檢定裝置進行測量重復性、測量不確定度及測量結果的驗證得出，該計量標準的重復性為0.72%，擴展不確定度U=2.0%（k=2），能夠滿足可燃氣體檢測報警器檢定規程的要求，據此獲取《計量標準考核證書》和質量監督部門的機構考核證書即可承擔該類儀器的檢定任務。

參考文獻：

[1]蘇在政.標準氣體在檢測可燃氣體報警器中的重要性[J].化學分析計量，2014.

[2]閆志國.可燃氣體測報儀檢定工作中的問題及其解決方法[J].計量與測試技術，2014.