影響可燃氣體檢測報警器測量結果的因素分析

張家梁

陜西省計量科學研究院 陜西西安 710065

為了保障人們的生命財產安全，安裝一套安全可靠的可燃氣體報警器對泄露進行實時監測顯得很有必要。可燃氣體檢測報警器的應用范圍很廣，只要涉及到可燃氣體（常見的有天然氣、油氣、氫氣、易揮發的化學試劑等）的場所都在應用，如鋼廠、化工廠、電廠、石油天然氣場所、實驗室、廚房、鍋爐房等。在人們享受該儀器便捷的工作性能的同時，儀器本身的質量安全及測量結果越來越受到重視。

1 可燃氣體報警器的校準

①直接校準在正常情況下，應根據儀器本身的要求。例如，標記在催化燃燒報警校準氣體為i-C4H10或CH4。校準應符合本標準氣體進行。如果沒有說明，應該用等待檢測的氣體進行校準，以將盡可能多的試驗來說明情況。通常先通入清潔空氣或氮氣（氮氣純度不低于99.99%）對報警器零點進行調整。然后再通入標準氣體對報警器示值進行校準。一般滿量程的10%，40%，60%的標準氣體被優先選用。②相對校準最精確的校準儀器是待測氣體校準儀器。如果沒有進行測試的氣體或者氣體不明，只能選擇一個相對的校準方法使用另外一種氣體進行校準，檢測另一種氣體仍然使用校準系數法或校準曲線法。比如單位是%LEL，儀器本身要檢測的氣體是乙醇，用甲烷標準氣體校準。此時，校準系數必須予以考慮。乙醇對甲烷的校準系數是1.25。也就是用此儀器測得的乙醇實際濃度應為儀器顯示濃度乘以1.25。如儀器顯示為40%LEL，則實際乙醇濃度為40%LEL×1.25=50%LEL。越接近所述校準系數1，更準確的測量結果將被展示。如果單位是×10，可以使用校準曲線。校準曲線的斜率越接近l，測量結果越準，更準確的測量結果將會顯示。然而，由于不同的傳感器的校準系數，該校準曲線將是不同的。校準系數或校正曲線必須由制造商提供，因此這種方法也具有更大的局限性[1]。

2 使用環境因素

報警器安裝后，現場工作人員應熟悉各個檢測器的位置和對應的控制器報警編號。控制室要時刻保持有人值守，且時刻保持通電狀態，當控制器報警時，應及時確認現場是否有泄漏，若無有泄漏則應將該儀器送修。有氣體泄漏時，即便沒有達到報警點也應到現場巡檢實際情況，記錄檢測到的濃度變化。報警器防雨設施應經常檢查維修，避免檢測器被雨水淋濕，因為在檢測器浸水受潮后，輕則影響其使用性能，重則甚至損壞儀表。報警器的檢測器經長期使用后，其靈敏度會有所下降，應當定期查驗。對于報警器的易損件應該有備用并及時更換，從檢測器的大量實際使用情況和設計壽命來看，一般報警器的檢測器為（2-3）a的使用期限，在報警器檢定時，經維修和調整，在沒有其他的異常情況下，若技術指標仍達不到規程要求，則說明報警器需要更換新的檢測元件。為保證報警器能正常檢測和安全使用，就應及時更換損壞的配件。防止發生故障的重要手段就是采取預防措施。由于高濃度氣體在檢測器上的燃燒，能在短暫時間內產生大量熱量，使測量電橋上的催化劑加速蒸發，導致檢測器的靈敏度降低，所以，在使用中不要將高濃度的可燃氣體直接釋放在報警器的探測器上。同時，如果溫度過高甚至測量電橋有可能被燒毀。另外如果檢測器處于低濃度氧氣、高濃度可燃氣體的環境中時，由于可燃氣燃燒有可能受氧氣不足的影響，不能完全燃燒，形成的炭黑沉淀則會導致積累在檢測器表面，就會損壞整個報警器而使檢測器失效，以至于失去監控作用。

3 作為主導實驗室要注意的問題

計量比對是政府計量行政部門加強計量基準、計量標準監督管理的有效手段，也是實驗室對自身檢定/校準結果的有效性進行質量監控所采取的一種方法，因此越來越受到各方重視。比對試驗也是一種提高實驗室檢定水平、促進實驗室之間橫向交流的很好方式。在比對進行中，各個實驗室不要只注重比對結果的滿意與否，更應將提高實驗室綜合檢定水平及長遠的發展作為比對活動中關注的重點。①比對方案的設計參照國家計量技術規范JJF1117—2010《計量比對》，覆蓋每個比對工作要素的同時要充分考慮到影響比對過程的各個因素，兼顧時間和空間的因素，做到細致全面，保證比對有效且有序進行，一旦出現意外情況要有判斷方法及備樣并啟動備選方案。②確定參考值的計算方法時要充分考慮到傳遞標準的計量特性，比較典型確定參考值的方法有權威實驗室的量值、算術平均值、加權平均值，通常傳遞標準為示值復現性較好的計量標準量器選用權威實驗室的量值，傳遞標準為工作計量器具時選用后兩者，其中如果參比實驗室所評定不確定度較為接近時，選用算數平均值的方法確定參考值，反之則選用加權平均值的方法。③如果比對選用的加權平均值的方法確定參考值，每一個參比實驗室的數據對參考值的貢獻都很重要，尤其是不確定度數值越小的對參考值的影響越大，對比對最終結果也影響最大，這就需要主導實驗室注重對參比實驗室評定結果的判斷，分析其評定過程是否合理。④離群值的剔除。在比對試驗中難免會有一些實驗室數據離群，通常我們選用格拉布斯準則作為剔除離群值的判斷方法，在全部的異常值剔除后再進行參考值的計算[2-3]。

4 結語

催化燃燒型是較為常見的報警器類型，其工作原理是：可燃氣體擴散到催化燃燒室，燃燒室跨中的傳感器元件上附有的催化劑能夠促使可燃氣體無焰燃燒，產生一定的熱量，導致燃燒室內溫度上高，影響電阻阻值的變化，打破整體的電橋平衡，從而產生較為微小的電壓差，對報警器釋放信號，實現檢測可燃氣體濃度與泄露量的目的。基于此，在完善校準方法、加強日常保養和提高實驗室能力的基礎上，必須進一步加強產品自身的性能。