可燃氣體檢測報警器檢定不確定因素分析

趙愛生(四川省南充市計量測試研究所, 四川 南充 637000)

可燃氣體檢測報警器檢定不確定因素分析

趙愛生(四川省南充市計量測試研究所, 四川 南充 637000)

可燃氣體檢測報警器是集可燃氣體檢測、報警功能于一體，由探測器和報警控制器兩部分組成的計量器具，根據使用場所可分為固定式檢測報警器和便攜式檢測報警器。其廣泛應用于石油、化工、燃氣行業，用于監測環境中是否存在可燃氣體，當儀器探測器檢測到所在環境中可燃氣體濃度達到報警控制器設置的報警點時，探測器將氣體濃度信號轉換成電壓信號或電流信號傳送到報警控制器，促發報警控制器發出聲光信號提示可燃氣體濃度超標報警，并提醒使用單位該環境存在可燃氣體泄漏情況存在易燃易爆危險，應立即采取有效措施，防止爆炸、火災等事故發生，從而達到保護使用單位及人員的財產和人身安全的作用。它是《計量法》中列入環境監測、保障安全的強制檢定計量器具。

可燃氣體；檢測報警器；檢定；因素

0 引言

可燃氣體檢測報警器的檢測原理很多，但目前多采用催化燃燒型原理。制成的傳感器靈敏度本來是很高的，因其原理主要是化學反應，在正常使用情況下，會根據日常監測中產生化學反應的頻率使其靈敏度逐年降低，準確度降低，壽命減少，一般使用3到5年便需要更換新的。所以，可燃氣體檢測報警器需每年定時進行周期檢定，確保其量值準確性。

可燃氣體檢測報警器的檢定依據是JJG693－2011《可燃氣體檢測報警器檢定規程》，在檢定過程中，為保證檢定結果的準確性，提高測量結果的準確度，有效減少測量誤差，筆者從以下幾個方面談談影響檢定結果的不確定因素。

1 檢定環境影響

所謂影響檢定結果的檢定環境就是檢定工作應該在可靠的溫度 、濕度等條件下進行，JJG693－2011在第5.1.1條中明確規定了檢定過程中環境條件的要求，環境溫度：0～40℃；相對濕度：＜85%；通風良好，無干擾被測氣體。滿足了規程中環境條件要求，才能有效減少影響測量結果的不確定因素。

1.1 環境溫度

環境溫度：0～40℃，相對濕度：＜85%。對于催化燃燒式可燃氣體檢測報警器，雖然現在其靈敏度設計得都非常高，受環境溫度、濕度影響較小，但不等于沒有影響，因為檢測前后溫度的變化會顯著地改變分子的活力，影響測量結果，那么在檢定時，就一定要控制環境溫度和濕度，保持在規定要求內，也不能控制在規定范圍的極限值如0℃或40℃。

1.2 通風良好，無干擾被測氣體

確保可燃氣體檢測報警器探頭的周圍環境中是否充溢有可燃的被測氣體，如果缺乏良好的通風條件，一旦存在可燃氣體泄漏、逐級擴散，很容易使檢測報警設備某部位空氣中的可燃氣體含量過高甚至達到爆炸下限濃度，影響檢定結果的準確度。因為高濃度的可燃氣體會產生過大的電橋電壓差及大量熱量，同時降低了報警器中催化劑的含量，導致報警器靈敏度降低，嚴重時還會破壞測量電橋，直接影響檢定結果。所以要保持良好的通風環境，以求最快將探測器附近的可燃氣體排出去，使濃度降低和在檢定開始前要先充入一定量的潔凈空氣，確保檢測環境無被測干擾氣體后，再連續通入標準氣體開展檢定工作，以保證檢定的準確性。

1.3 無其他干擾成分

因可燃氣體檢測報警器設計屬電子設備，容易受電磁波干擾，所以在檢定過程中還應要防止人體靜電產生，必要時可穿防靜電工作服。同時在周圍環境中要保證無過強振動源，影響儀器探測靈敏度。

2 檢定用設備影響

2.1 標準氣體

規程中要求檢定可燃氣體檢測報警器宜采用與儀器所測氣體種類相同的氣體標準物質作為檢定用標準設備。若儀器未注明所測氣體種類，可以采用異丁烷或者丙烷氣體標準物質。規程中同時要求氣體標準物質的擴展不確定度應不大于2%(k＝2)。如果檢定時使用采用標準氣體稀釋裝置制配的氣體標準物質，規程要求稀釋裝置的流量示值誤差應不大于±1%，重復性應不大于0.5%。否則將直接增加檢定結果的測量不準確度，因為標準氣體的不確定度是評定測量結果不確定度的其中一個重要影響分量，且占有相當比例。

2.2 流量控制器

按照JJG693-2011《可燃氣體檢測報警器檢定規程》檢定要求，需要根據報警器的不同采樣方式使用流量控制器控制標準氣體流速，從而獲得檢定所需要的氣體流量。對于檢定擴散式儀器時，流量的大小控制按照儀器自有使用說明書要求來設計流量；對于檢定吸入式儀器時，除了流速按說明書要求控制，還要保證流量控制器的旁通流量計有氣體放出。在實際應用當中，采用催化燃燒性傳感器的可燃氣體檢測報警器非常普遍，流量控制的大小對于這類型報警器影響較為明顯，直接影響檢定結果的準確度。因此檢定這類報警器需要使用流量控制器準確控制標氣流速才能使其保持較高的靈敏度、測量準確度。流速過高或過低都會對儀器靈敏度產生比較大的影響。當流量小于測量要求時會使傳感器原件表面達不到需要的濃度，可燃氣體燃燒后，新氣體因流量控制器設置的流量小，流動緩慢，未能及時得到補充，燃燒就不能繼續進行，造成報警器靈敏度降低。當通過流量控制器增大氣體流量后，探測器的熱效應相應增加，靈敏度也會逐漸上升，在氣體流量繼續加大后，過大的氣流又會使探測器元件散熱增加，這時反而降低了靈敏度，所以當流量大于測量要求時，報警器準確度就下降了，甚至還有可能損壞傳感器。一般廠家在對儀器進行設計時，都是通過反復試驗，計算出最佳流量范圍給出說明書。所以基本上的報警器都應按照技術說明書實施流量控制，保障檢定結果的準確性。但在實際情況中，可燃氣體報警器種類繁多，檢定的時候不一定能找到正確的說明書，所以筆者根據多年檢定經驗，認為在檢定過程中不要給探頭壓力，一般采用側面進氣的標定罩，流量控制在500ml/min；采用底部供氣的標定罩，流量可以在控制(300-500)ml/min之間。同時檢定過程中還要保持流量的穩定均勻性，一旦開啟流量控制器，固定好流量就不能隨意改變流量大小，時大時小的流速會容易造成檢定示值的波動，不能準確讀數及判斷示值，造成檢定結果的不準確。根據現場報警器探測器位置的安裝情況，有時需要較長的輸氣管路才能接觸探頭，為了在探頭處得到合適的標氣流速，需要適當加大減壓裝置的流速設置，確保檢定結果準確性。

2.3 標定罩

檢定規程5.1.2.6中明確規定擴散式儀器應有專用標定罩。目前生產可燃氣體檢測報警器檢定標準設備的廠家都有自己的專用標定罩，但是在實際檢定中檢定員可能會以自封袋和自制標定罩代替。原廠標定罩有底部進氣和側面進氣兩種方式，對儀器的響應時間和示值誤差是有一定影響的。更何況采用自封袋或自制標定罩如果不能很好控制氣體溢流出口的松緊或者接觸的嚴密度，則會使溢流口產生正壓或者導致外界氣體進入，從而使得標準氣體實際值偏小，直接影響檢定示值，測量誤差增大。建議使用原廠專配的標定罩比較好，確保檢定結果準確性。

3 時間影響

在對可燃氣體檢測報警器的響應時間進行檢定時，可燃氣體檢測報警器的探測器和報警控制器一般是沒有安裝在同一地方，有的可能相隔10米以上或好幾個房間，在檢定響應時間時，探測器現場的檢定人員就要和報警控制器現場記錄響應時間人員盡量保持時間同步，通入標準氣時通過對講機或其他方式立即通知記錄人員，免得產生時間差，影響記錄結果，造成人為誤差。

4 結語

可燃氣體檢測報警器多應用于石油化工行業作安全環境監測，是保證安全生產的前提條件，定期的檢定才能保證報警器性能和量值的準確可靠。為了確保可燃氣體檢測報警器起到有效的環境監測作用，確保企業、人生安全，建議在對報警器進行檢定工作時一定注意以上幾點測量結果不確定度的影響因素。