浅谈可燃气体报警器的使用原理及故障处理

赵丹+柳添耀

摘 要：本文就可燃气体报警器的使用原理，介绍不同类型的可燃气体报警器，通过对可燃气体报警器原理的分析，探索故障产生的原因，描述报警器在工作当中出现的常见故障及解决方法，对于新安装可燃气体报警器的使用者给出合理的建议。

关键词：可燃气体报警器；原理；故障分析及解决方法

中图分类号：TM925 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）23-0054-02

伴隨着国民经济飞速发展，企事业单位燃气管网建设项目、化工石油项目的陆续兴建，易燃易爆气体必然存在行业的生产运营中，这些气体的细小泄漏都会对生命财产安全造成重大影响，如何提高使用气体安全防护措施，合理使用气体报警装置，解除安全防护装置即报警器在实际使用中存在的相关故障是对使用者提出的具体要求。

可燃气体报警器广泛用于散发可燃气体、可燃蒸汽的场所。可适用于化工企业、油库、油气站、燃气锅炉房、燃气管道附近等散发可燃气体、可燃蒸汽的场所进行气体泄漏报警。当被探测区域内的可燃气体浓度达到报警设定值时，探测器立即发出声音信号，同时发出灯光报警信号，以提醒即早采取安全措施，防止发生爆炸、火灾事故，从而保障消防安全。

可燃气体报警器安装要求，目前尚无统一规定。都是根据被测气体比重来决定安装高度，可燃气体报警器运行过程中，会出现许多故障，此处所指故障是指可燃气体报警器运行过程不探测或探测出现误差的现象。可燃气体报警器出现故障除了产品方面的原因以外，主要是由于使用者不了解探测器性能，安装、使用不当引起的。使用者如何正确使用可燃气体报警器，防止故障的发生首先使用者应了解可燃气体报警器的原理、性能，找出故障产生的根本所在，了解使用过程中如何防止故障的产生，从而提高操作人员的水平。

1 简述可燃气体的种类及其常见报警器工作原理

可燃气体是可燃物质的一个态，指能够与空气在一定的浓度范围内均匀混合形成预混气，遇到火源会发生爆炸的，燃烧过程中释放出大量能量的气体。

通常在实际使用中与可燃气体报警一并连接的有控制器、声光报警装置、驱动排风、切断阀等装置，一旦发现气体泄漏可燃气体报警器就会发出声、光报警信号，以提醒采取人员疏散、强制排风、关停设备等安全措施。可燃气体报警器及其组成如图1所示。

2 从可燃气体报警器原理分析故障的产生

用于气体安全检测仪表的气体传感器按照其检测原理的不同，主要分为金属氧化物半导体式传感器、催化燃烧式传感器、电化学式传感器、红外吸收式传感器、PID光离子化传感器。

可燃气体报警器是企事业单位安装后探测可燃气体浓度发出响应的检测器。平时使用较广泛的可燃气体报警器是催化型可燃气体报警器和半导体型可燃气体报警器两种类型。厨房、食堂制作间等使用煤气、天然气、液化气的场所主要使用半导体型可燃气体报警器，散发可燃气体的工矿企业单位主要使用催化型可燃气体报警器。

催化燃烧式传感器属于高温传感器，催化元件的检测元件是在铂丝线圈上包以氧化铝和粘合剂形成球状，经烧结而成，其外表面敷有铂、钯等稀有金属催化层。对铂丝通电流，使检测元件持续高温，此时若与可燃气体接触如甲烷气体，甲烷就会在催化层上燃烧，燃烧的本质是元件表面吸附的甲烷与吸附的氧离子之间的反应，即燃烧使铂丝线圈升温，线圈的电阻值上升。测量铂丝电阻值的变化就可以知道可燃气体的浓度。

半导体式气体传感器结构是在微型陶瓷基管上包以金属氧化物半导体气敏材料和粘合剂烧结成气敏元件，在陶瓷基管内穿入加热铂丝形成加热器用电极引线引出。其原理简单表述为金属氧化物半导体在空气中加热到一定程度时，氧原子被吸附在带负电荷的半导体表面，半导体表面电子会被转移到吸附氧上，氧原子就变成了氧负离子，在半导体表面形成一个正的空间电荷层，导致表面势垒不断升高，阻碍电子流动，此刻传感器为高阻状态。

可燃气体报警器检测部分的原理是仪器的传感器采用检测元件与固定电阻和调零电位器构成检测桥路。桥路以铂丝为载体催化元件，通电后铂丝温度上升至工作温度，空气以自然扩散方式或其它方式到达元件表面。当空气中无可燃性气体时，桥路输出为零，当空气中含有可燃性气体并扩散到检测元件上时，由于催化作用产生无焰燃烧，使检测元件温度升高，铂丝电阻增大，使桥路失去平衡，从而有一电压信号输出，这个电压的大小与可燃性气体浓度成正比，信号经放大，模数转换，通过液体显示器显示出可燃性气体的浓度。

3 使用者使用可燃气体报警器故障分析及对策

使用者使用可燃气体报警器出现的故障的原因十分复杂，总的说来主要因为使用者不了解探测器性能，设备选型不当、使用者使用不当、未按规范要求施工、维护保养不够等引起故障。以下主要通过分析使用者使用可燃气体报警器出现故障的原因，同时提出如何正确使用可燃气体报警器，减少装置故障的发生频次。

3.1 使用者使用不当

使用者使用探测器过程中，将空调和散热器靠近可燃体探测器安装，当使用空调和散热设备的过程中，如果冷、热气流直接吹过可燃气体报警器，就有可能造成可燃气体报警器铂丝元件表面吸附的氧离子与可燃气体之间的反应，从而导致电阻率发生变化，显示出检测误差，因此可燃气体报警器应远离风扇、锅炉设备、散热器，避免安装位置不合理出现故障。

可燃气体报警器在安装过程中应安装在无冲击、无振动、无强电磁场干扰、易于检修的场所，安装探头的地点与周边管线或设备之间留有不小于0.5m的净空和出入通道。可燃气体报警器安装位置、安装角度、防护措施以及系统布线等方面应防电磁干扰。电磁环境对可燃气体报警器的影响途径主要有两条：空中电磁波干扰、电源及其他输入输出线上的窄脉冲群。

当安装可燃气体报警器的场所需安装排气扇时，排气扇如与可燃气体报警器相邻设置，泄漏的可燃气体将无法充分扩散到可燃气体报警器附近，造成不能及时探测，怡误战机。

使用者使用可燃气体报警器过程中应注意易引起失灵的因素，如：雷电、低温、高温、潮湿等。

另外使用者还应注意防爆场所的可燃气体报警器的设置，如散发可燃气体的甲类厂房应选用防爆型的可燃气体报警器，其防爆等级不应低于现行规范相应的防爆等级要求。使用者使用可燃气体报警器还应注意避免高温、潮湿、水汽、浓烟可到的地方。探测器上不要放置物品或悬挂与设备无关的其他物品。使用者使用可燃气体报警器尽量选用容易拆卸的组成装置。

3.2 施工过程不规范

气体检测设备线缆铺设时，报警系统应单独布线，系统内不同电压等级、不同电流类别的线路，不应布在同一导管内或线槽的同一槽孔内。城镇燃气报警系统的布线，应符合现行国家标准《建筑电气工程施工质量验收规范》中的相关规定。

施工过程不规范会在使用过程中使可燃气体报警器产生探测故障。如可燃气体报警器未设在设备易于泄漏可燃气体附近，距离过远或安装时与风扇相邻设置，泄漏的可燃气体无法被可燃气体报警器及时探测，从而贻误消除安全隐患的最佳时机。

可燃气体报警器如不可靠接地，不能消除电磁干扰，必将影响电压，出现探测数据不准的故障。所以可燃气体报警器施工过程中应可靠接地此外，气体报警器及接线端子设于易遭受碰撞或易进水处，应做好保护和防范措施，避免电器线路断路或短路。

指示报警设备应安装在操作人员常驻的控制室、现场操作室等内部。现场报警器应就近安装在检测器的区域。

在实际使用可燃气体报警器的环境中，除了定期申请计量部门开展计量检定以外，维护人员还应不定期检查设备电源、排风等装置是否正常运转，也要定期排查电源线连接和屏蔽线连接，排除灰尘、高温、潮湿、雨淋外导致的探头检测不灵敏。endprint