可燃氣體檢測報警器檢定時應注意的問題

張娟蓉

【摘 要】可燃氣體檢測報警器（以下簡稱報警器或儀器）在實際檢定過程中，由于對規程的理解不同，對檢定細節的處理上也就各有不同。本文對規程就檢定方面應注意的問題進行了如下分析。

【關鍵詞】可燃氣體檢測報警器;檢定;數據處理

中圖分類號： TP277文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）17-0224-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.106

Problems to be Noticed in Verification of Flammable Gas Detection Alarm

ZHANG Juan-rong

（Yulin Metrological Testing Institute， Yulin Shaanxi 719000， China）

【Abstract】Combustible gas detection alarm （hereinafter referred to as alarm or instrument） in the actual verification process， due to the different understanding of the rules， the processing of verification details is also different. In this paper， the problems that should be paid attention to in the verification of the regulations are analyzed as follows.

【Key words】Combustible gas detection alarm; Verification; Data processing

1 環境條件

1.1 溫度影響

規程中只規定了環境溫度范圍為0～40℃，并沒有對溫度的波動提出要求，這是不合理的。因為當溫度發生變化時，氣體的體積也會發生變化，從而引起氣體的質量濃度發生變化。反映在實際工作中，也就是溫度的變化可能會使一些儀器的顯示值發生變化。所以在檢定中，除了將溫度控制在0～40℃，還要考慮溫度波動度，溫度波動度應盡可能小，最好不要超過5℃。

1.2 濕度影響

規程中只規定了環境濕度應小于85%RH，并沒有對濕度的下限提出要求，這是不合理的。因為當環境濕度過低時容易產生靜電，從而會引起報警器內部元件受損。所以在檢定中，最好將實驗室的環境濕度控制在20%RH～85%RH之間。

1.3 其它影響

規程中還規定應“通風良好，無干擾被測氣體”。有些報警器開機后會自動校準（沒有調零電位器或調零程序），如果通風條件不好，存在干擾氣體時會直接影響報警器的示值準確度。另外在整個檢定過程中，應注意防靜電干擾，作為檢定人員，應穿棉質材料工作服，關閉手機等設備。

2 檢定用設備

2.1 標準物質

規程中規定了“采用與儀器所測氣體種類相同的氣體標準物質”，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。如找不到相同種類的標準物質，在用不同的標準物質檢定后，要根據生產廠提供的氣體濃度修正值表，對測量的結果進行換算，計算出相應的濃度值。這種換算會不可避免地產生一定的“偏差”，雖然不會影響到儀器的安全性能，但它的大小不能確定，也就不能保證檢定結果完全符合規程要求。因此在檢定完成后，檢定證書中應注明采用何種氣體標準物質檢定或者直接出具為校準證書。

2.2 流量計

根據報警器采樣方式的不同使用流量控制器。對于擴散式儀器，應按照儀器說明書要求的流量。如果說明書中未具體說明，那么流量一般控制在200mL/min～500mL/min之間。調整流量計的流量時要使標定罩內的空氣完全且充分地被所通入的氣體標準物質置換掉，標定罩外的空氣也不能進入到罩內。對于吸入式儀器，要將檢定流量計完全打開（盡可能不增加吸氣時的阻力，保持通道暢通無阻），使報警器處于日常的自然吸入狀態，且流量應達到制造廠的設計值。同時保證旁通流量計有氣體放出（使得多余的氣體能通過旁通流量計得到有效的發散）。這也說明氣體標準物質供應量大于報警器的吸入量，氣路系統內沒有形成負壓倒吸現象。

2.3 標定罩

檢定擴散式儀器時，應使用生產廠家提供的專用標定罩，如沒有原廠專用的，應選擇與報警器探頭尺寸大小合適、松緊得當的標定罩，標定罩應有合適的流通孔，以便檢定時能將標定罩內的多余氣體排出。

通入標準物質時，進氣氣路不能直接連接到報警器上，待氣體標準物質完全置換氣路后，再將標定罩罩到報警器探頭上，以此消除置換氣路所引起的報警器響應時間的滯后影響。檢定時不要將標定罩緊緊地扣住報警器的探頭，應該保留一些空間。

3 檢定時應注意的問題

3.1 報警功能及報警動作值的檢查

此項檢查是報警器最主要的檢定項目。檢定時只要該項目檢定不合格，就不必再進行其他項目的檢定了，可以直接判定報警器不合格。

數字式報警器報警點一經設置，報警動作值就是“設定值”。實際讀數中，觀察到的報警動作值往往大于設定值，這是由于報警器的數據采集和顯示需要一定的響應時間。無論通入氣體的濃度值是多少，無論觀察到的報警動作值是多少，報警動作值只記錄設定值，即“報警設置”是無誤差的，只要儀器示值誤差合格，所謂的“報警設置誤差”也就認為是合格的。

由于有些報警器靈敏度很高，當達到報警設定點時，儀器的示值會迅速地超過報警動作值，造成觀測上的困難，所以建議當儀器的示值接近報警設定點時，可以適當地減小流量計的流量，減慢示值上升速度，這樣就容易觀測多了。減小流量有可能影響示值，但不會影響動作值的讀數。

3.2 示值誤差

在示值誤差檢定前，應按儀器使用說明書的要求對儀器進行預熱，使傳感器及其內部的電子元件都能達到最佳測量狀態。還有些儀器開機后會自動校準，而現場往往存在一定濃度的干擾氣體，所以不能在使用現場開機，否則儀器的自校會受到影響，直接影響到示值的準確度。

多數數字式儀器不顯示負值，開機預熱后，通入零點氣體。儀器就顯示為“0”，這時為避免儀器存在零點負漂移，應先將儀器調至正值，當儀器顯示為“1”或“2”時，再反方向將儀器調整回“0”，以此來消除儀器零點負漂移。

零點調整后，規程規定要給儀器通入濃度約為滿量程60%的標準物質進行調整。但許多報警器在出廠時就設定了標定點，按照國家規定設置在了量程的50%。這與規程產生了矛盾，此時就需要在標定開始前，仔細閱讀說明書，將廠家設定的標定點修改為規程規定的標定點（滿量程的60%），然后再進行示值的調整。當示值誤差檢定完成后，應將儀器的標定點重新調回廠家預先設定的標定點，以便于用戶在使用過程中能隨時用相應的氣體標準物質進行調整。

示值誤差結果的表述。規程中規定“取絕對值最大的ΔC為示值誤差”，這是不合理的。應該表述為以絕對值最大的ΔC的來判定報警器的示值誤差檢定結果。在檢定完成后，應分別給出各個濃度點的ΔC，且各個濃度點的等待時間應大體上一致，盡可能減小響應特性對示值讀數的影響。

3.3 響應時間與重復性

響應時間與重復性的檢定可同時進行。報警器通入零點氣體調整儀器零點后，再通入濃度約為滿量程40%的氣體標準物質，讀取第一次穩定示值C1，并記錄于重復性檢定項目。停止通氣，回到零點。再次通入上述氣體標準物質，同時啟動秒表，待儀器上升至C1的90%時，停止秒表，將秒表顯示的時間t1記錄于響應時間表格內。繼續通氣，直至示值穩定后，將穩定值C2記錄于重復性檢定項目。按上述操作方法重復測量3次，得到3次的響應時間t1、t2和t3，并得到4次穩定示值C1、C2、C3和C4。再重復上述操作2次，只是不再使用秒表來記錄響應時間。得到2次穩定示值C5和C6。這樣，響應時間和重復性的檢定就完成了。既節省了時間，又節約了成本。

3.4 漂移

漂移應該有正、負兩種情況。對于多數數字式儀器不顯示負值，儀器零點的負漂移無法得到檢測。因此，在通入零點氣體調零時，將示值調到規程中規定的零點漂移的允許值，即2%FS。對于指針式儀器，將示值調到5%FS。

4 數據處理

根據GB/T8170，關于測定值或其計算值與標準規定的極限數值，比較的方法有全數值比較法和修約值比較法。若對極限數值無特殊規定時，使用全數值比較法。

4.1 標準物質濃度值的表示

規程中規定，氣體標準物質的濃度單位在使用時應換算成與被檢儀器的表示單位一致。如氣體標準物質的標準值為0.501×10-2mol/mol，而被檢儀器測量范圍為0～100%LEL，LEL表示爆炸下限，甲烷的爆炸下限（體積分數）的為5.0%。氣體標準物質的濃度值換算后為10.0%LEL。濃度值換算前后均為3位有效數字。

4.2 報警動作值的表示

實測報警值綜上所述，應填寫儀器的報警設定值（如果儀器除了低報外還設定了高報，那么分別填寫3次低報值和3次高報值），報警動作值為3次測量的算術平均值，保留的位數應與實測報警值對齊。例如：3次的實測報警值分別為25%LEL、25%LEL和25%LEL，那么報警動作值為25%LEL。

4.3 示值誤差檢定項目中數據的表示

儀器示值的平均值為3次測量的算術平均值，保留的位數應與儀器示值對齊。示值誤差應與計算數據中小數位最少者對齊。例如：3次的示值分別為10%LEL、10%LEL和11%LEL，那么平均值為10%LEL，該濃度點示值誤差ΔC為0%。

有時，為了提高測量的精度，或者實驗后要計算不確定度，或者其他特殊的測量，也可將平均值多保留一位，示值誤差相應的也多保留一位。例如：3次的示值分別為10%LEL、10%LEL和11%LEL，那么平均值為10.3%LEL，該濃度點示值誤差ΔC為0.3%。

4.4 響應時間的表示

規程中規定檢定時所用的秒表分度值不大于0.1s。響應時間為3次測量的算術平均值，保留的位數應與測量值對齊。例如：秒表的分度值為0.01s，3次的測量值分別為7.00s、8.00s和9.00s，那么平均值為8.00s。

4.5 重復性的表示

儀器示值的平均值為6次測量（測量次數大于4次）的平均值，按照平均值原則，平均值保留的位數可比儀器示值多取一位。重復性用單次測量的相對標準偏差表示，在0～10%之間一般取一位，如果首位為“1”或“2”時則取兩位。例如：6次的示值分別為40%LEL、40%LEL、39%LEL、39%LEL、39%LEL和39%LEL，那么平均值為39.3%LEL，重復性為1.3%。