影响可燃气体检测报警器测量结果的因素分析

张家梁

陕西省计量科学研究院 陕西西安 710065

为了保障人们的生命财产安全，安装一套安全可靠的可燃气体报警器对泄露进行实时监测显得很有必要。可燃气体检测报警器的应用范围很广，只要涉及到可燃气体（常见的有天然气、油气、氢气、易挥发的化学试剂等）的场所都在应用，如钢厂、化工厂、电厂、石油天然气场所、实验室、厨房、锅炉房等。在人们享受该仪器便捷的工作性能的同时，仪器本身的质量安全及测量结果越来越受到重视。

1 可燃气体报警器的校准

①直接校准在正常情况下，应根据仪器本身的要求。例如，标记在催化燃烧报警校准气体为i-C4H10或CH4。校准应符合本标准气体进行。如果没有说明，应该用等待检测的气体进行校准，以将尽可能多的试验来说明情况。通常先通入清洁空气或氮气（氮气纯度不低于99.99%）对报警器零点进行调整。然后再通入标准气体对报警器示值进行校准。一般满量程的10%，40%，60%的标准气体被优先选用。②相对校准最精确的校准仪器是待测气体校准仪器。如果没有进行测试的气体或者气体不明，只能选择一个相对的校准方法使用另外一种气体进行校准，检测另一种气体仍然使用校准系数法或校准曲线法。比如单位是%LEL，仪器本身要检测的气体是乙醇，用甲烷标准气体校准。此时，校准系数必须予以考虑。乙醇对甲烷的校准系数是1.25。也就是用此仪器测得的乙醇实际浓度应为仪器显示浓度乘以1.25。如仪器显示为40%LEL，则实际乙醇浓度为40%LEL×1.25=50%LEL。越接近所述校准系数1，更准确的测量结果将被展示。如果单位是×10，可以使用校准曲线。校准曲线的斜率越接近l，测量结果越准，更准确的测量结果将会显示。然而，由于不同的传感器的校准系数，该校准曲线将是不同的。校准系数或校正曲线必须由制造商提供，因此这种方法也具有更大的局限性[1]。

2 使用环境因素

报警器安装后，现场工作人员应熟悉各个检测器的位置和对应的控制器报警编号。控制室要时刻保持有人值守，且时刻保持通电状态，当控制器报警时，应及时确认现场是否有泄漏，若无有泄漏则应将该仪器送修。有气体泄漏时，即便没有达到报警点也应到现场巡检实际情况，记录检测到的浓度变化。报警器防雨设施应经常检查维修，避免检测器被雨水淋湿，因为在检测器浸水受潮后，轻则影响其使用性能，重则甚至损坏仪表。报警器的检测器经长期使用后，其灵敏度会有所下降，应当定期查验。对于报警器的易损件应该有备用并及时更换，从检测器的大量实际使用情况和设计寿命来看，一般报警器的检测器为（2-3）a的使用期限，在报警器检定时，经维修和调整，在没有其他的异常情况下，若技术指标仍达不到规程要求，则说明报警器需要更换新的检测元件。为保证报警器能正常检测和安全使用，就应及时更换损坏的配件。防止发生故障的重要手段就是采取预防措施。由于高浓度气体在检测器上的燃烧，能在短暂时间内产生大量热量，使测量电桥上的催化剂加速蒸发，导致检测器的灵敏度降低，所以，在使用中不要将高浓度的可燃气体直接释放在报警器的探测器上。同时，如果温度过高甚至测量电桥有可能被烧毁。另外如果检测器处于低浓度氧气、高浓度可燃气体的环境中时，由于可燃气燃烧有可能受氧气不足的影响，不能完全燃烧，形成的炭黑沉淀则会导致积累在检测器表面，就会损坏整个报警器而使检测器失效，以至于失去监控作用。

3 作为主导实验室要注意的问题

计量比对是政府计量行政部门加强计量基准、计量标准监督管理的有效手段，也是实验室对自身检定/校准结果的有效性进行质量监控所采取的一种方法，因此越来越受到各方重视。比对试验也是一种提高实验室检定水平、促进实验室之间横向交流的很好方式。在比对进行中，各个实验室不要只注重比对结果的满意与否，更应将提高实验室综合检定水平及长远的发展作为比对活动中关注的重点。①比对方案的设计参照国家计量技术规范JJF1117—2010《计量比对》，覆盖每个比对工作要素的同时要充分考虑到影响比对过程的各个因素，兼顾时间和空间的因素，做到细致全面，保证比对有效且有序进行，一旦出现意外情况要有判断方法及备样并启动备选方案。②确定参考值的计算方法时要充分考虑到传递标准的计量特性，比较典型确定参考值的方法有权威实验室的量值、算术平均值、加权平均值，通常传递标准为示值复现性较好的计量标准量器选用权威实验室的量值，传递标准为工作计量器具时选用后两者，其中如果参比实验室所评定不确定度较为接近时，选用算数平均值的方法确定参考值，反之则选用加权平均值的方法。③如果比对选用的加权平均值的方法确定参考值，每一个参比实验室的数据对参考值的贡献都很重要，尤其是不确定度数值越小的对参考值的影响越大，对比对最终结果也影响最大，这就需要主导实验室注重对参比实验室评定结果的判断，分析其评定过程是否合理。④离群值的剔除。在比对试验中难免会有一些实验室数据离群，通常我们选用格拉布斯准则作为剔除离群值的判断方法，在全部的异常值剔除后再进行参考值的计算[2-3]。

4 结语

催化燃烧型是较为常见的报警器类型，其工作原理是：可燃气体扩散到催化燃烧室，燃烧室跨中的传感器元件上附有的催化剂能够促使可燃气体无焰燃烧，产生一定的热量，导致燃烧室内温度上高，影响电阻阻值的变化，打破整体的电桥平衡，从而产生较为微小的电压差，对报警器释放信号，实现检测可燃气体浓度与泄露量的目的。基于此，在完善校准方法、加强日常保养和提高实验室能力的基础上，必须进一步加强产品自身的性能。