可燃气体检测报警器的检测原理很多, 但目前多采用催化燃烧型原理。制成的传感器灵敏度本来是很高的, 因其原理主要是化学反应, 在正常使用情况下, 会根据日常监测中产生化学反应的频率使其灵敏度逐年降低, 准确度降低, 寿命减少, 一般使用3到5年便需要更换新的。所以, 可燃气体检测报警器需每年定时进行周期检定, 确保其量值准确性。
可燃气体检测报警器的检定依据是JJG693-2011《可燃气体检测报警器检定规程》, 在检定过程中, 为保证检定结果的准确性, 提高测量结果的准确度, 有效减少测量误差, 笔者从以下几个方面谈谈影响检定结果的不确定因素。
所谓影响检定结果的检定环境就是检定工作应该在可靠的温度、湿度等条件下进行, JJG693-2011在第5.1.1条中明确规定了检定过程中环境条件的要求, 环境温度:0~40℃;相对湿度:<85%;通风良好, 无干扰被测气体。满足了规程中环境条件要求, 才能有效减少影响测量结果的不确定因素。
环境温度:0~40℃, 相对湿度:<85%。对于催化燃烧式可燃气体检测报警器, 虽然现在其灵敏度设计得都非常高, 受环境温度、湿度影响较小, 但不等于没有影响, 因为检测前后温度的变化会显著地改变分子的活力, 影响测量结果, 那么在检定时, 就一定要控制环境温度和湿度, 保持在规定要求内, 也不能控制在规定范围的极限值如0℃或40℃。
确保可燃气体检测报警器探头的周围环境中是否充溢有可燃的被测气体, 如果缺乏良好的通风条件, 一旦存在可燃气体泄漏、逐级扩散, 很容易使检测报警设备某部位空气中的可燃气体含量过高甚至达到爆炸下限浓度, 影响检定结果的准确度。因为高浓度的可燃气体会产生过大的电桥电压差及大量热量, 同时降低了报警器中催化剂的含量, 导致报警器灵敏度降低, 严重时还会破坏测量电桥, 直接影响检定结果。所以要保持良好的通风环境, 以求最快将探测器附近的可燃气体排出去, 使浓度降低和在检定开始前要先充入一定量的洁净空气, 确保检测环境无被测干扰气体后, 再连续通入标准气体开展检定工作, 以保证检定的准确性。
因可燃气体检测报警器设计属电子设备, 容易受电磁波干扰, 所以在检定过程中还应要防止人体静电产生, 必要时可穿防静电工作服。同时在周围环境中要保证无过强振动源, 影响仪器探测灵敏度。
规程中要求检定可燃气体检测报警器宜采用与仪器所测气体种类相同的气体标准物质作为检定用标准设备。若仪器未注明所测气体种类, 可以采用异丁烷或者丙烷气体标准物质。规程中同时要求气体标准物质的扩展不确定度应不大于2% (k=2) 。如果检定时使用采用标准气体稀释装置制配的气体标准物质, 规程要求稀释装置的流量示值误差应不大于±1%, 重复性应不大于0.5%。否则将直接增加检定结果的测量不准确度, 因为标准气体的不确定度是评定测量结果不确定度的其中一个重要影响分量, 且占有相当比例。
按照JJG693-2011《可燃气体检测报警器检定规程》检定要求, 需要根据报警器的不同采样方式使用流量控制器控制标准气体流速, 从而获得检定所需要的气体流量。对于检定扩散式仪器时, 流量的大小控制按照仪器自有使用说明书要求来设计流量;对于检定吸入式仪器时, 除了流速按说明书要求控制, 还要保证流量控制器的旁通流量计有气体放出。在实际应用当中, 采用催化燃烧性传感器的可燃气体检测报警器非常普遍, 流量控制的大小对于这类型报警器影响较为明显, 直接影响检定结果的准确度。因此检定这类报警器需要使用流量控制器准确控制标气流速才能使其保持较高的灵敏度、测量准确度。流速过高或过低都会对仪器灵敏度产生比较大的影响。当流量小于测量要求时会使传感器原件表面达不到需要的浓度, 可燃气体燃烧后, 新气体因流量控制器设置的流量小, 流动缓慢, 未能及时得到补充, 燃烧就不能继续进行, 造成报警器灵敏度降低。当通过流量控制器增大气体流量后, 探测器的热效应相应增加, 灵敏度也会逐渐上升, 在气体流量继续加大后, 过大的气流又会使探测器元件散热增加, 这时反而降低了灵敏度, 所以当流量大于测量要求时, 报警器准确度就下降了, 甚至还有可能损坏传感器。一般厂家在对仪器进行设计时, 都是通过反复试验, 计算出最佳流量范围给出说明书。所以基本上的报警器都应按照技术说明书实施流量控制, 保障检定结果的准确性。但在实际情况中, 可燃气体报警器种类繁多, 检定的时候不一定能找到正确的说明书, 所以笔者根据多年检定经验, 认为在检定过程中不要给探头压力, 一般采用侧面进气的标定罩, 流量控制在500ml/min;采用底部供气的标定罩, 流量可以在控制 (300-500) ml/min之间。同时检定过程中还要保持流量的稳定均匀性, 一旦开启流量控制器, 固定好流量就不能随意改变流量大小, 时大时小的流速会容易造成检定示值的波动, 不能准确读数及判断示值, 造成检定结果的不准确。根据现场报警器探测器位置的安装情况, 有时需要较长的输气管路才能接触探头, 为了在探头处得到合适的标气流速, 需要适当加大减压装置的流速设置, 确保检定结果准确性。
检定规程5.1.2.6中明确规定扩散式仪器应有专用标定罩。目前生产可燃气体检测报警器检定标准设备的厂家都有自己的专用标定罩, 但是在实际检定中检定员可能会以自封袋和自制标定罩代替。原厂标定罩有底部进气和侧面进气两种方式, 对仪器的响应时间和示值误差是有一定影响的。更何况采用自封袋或自制标定罩如果不能很好控制气体溢流出口的松紧或者接触的严密度, 则会使溢流口产生正压或者导致外界气体进入, 从而使得标准气体实际值偏小, 直接影响检定示值, 测量误差增大。建议使用原厂专配的标定罩比较好, 确保检定结果准确性。
在对可燃气体检测报警器的响应时间进行检定时, 可燃气体检测报警器的探测器和报警控制器一般是没有安装在同一地方, 有的可能相隔10米以上或好几个房间, 在检定响应时间时, 探测器现场的检定人员就要和报警控制器现场记录响应时间人员尽量保持时间同步, 通入标准气时通过对讲机或其他方式立即通知记录人员, 免得产生时间差, 影响记录结果, 造成人为误差。
可燃气体检测报警器多应用于石油化工行业作安全环境监测, 是保证安全生产的前提条件, 定期的检定才能保证报警器性能和量值的准确可靠。为了确保可燃气体检测报警器起到有效的环境监测作用, 确保企业、人生安全, 建议在对报警器进行检定工作时一定注意以上几点测量结果不确定度的影响因素。
摘要：可燃气体检测报警器是集可燃气体检测、报警功能于一体, 由探测器和报警控制器两部分组成的计量器具, 根据使用场所可分为固定式检测报警器和便携式检测报警器。其广泛应用于石油、化工、燃气行业, 用于监测环境中是否存在可燃气体, 当仪器探测器检测到所在环境中可燃气体浓度达到报警控制器设置的报警点时, 探测器将气体浓度信号转换成电压信号或电流信号传送到报警控制器, 促发报警控制器发出声光信号提示可燃气体浓度超标报警, 并提醒使用单位该环境存在可燃气体泄漏情况存在易燃易爆危险, 应立即采取有效措施, 防止爆炸、火灾等事故发生, 从而达到保护使用单位及人员的财产和人身安全的作用。它是《计量法》中列入环境监测、保障安全的强制检定计量器具。
关键词：可燃气体,检测报警器,检定,因素
