气体检测报警器检定装置关键技术研究

鲁长斌

（大庆石化机械厂有限公司，黑龙江大庆 163000）

1 气体检测报警器的原理及分类

1.1 气体检测报警器的工作原理

探测器中的报警机制是气体检测报警器的主要构成部分。在探测器里安设传感器，可以对气体浓度进行检验。探测器能够把传感器所测出的气体浓度信号通过仪器检测转化成另一种电信号，通过线缆将电信号传送到报警控制器。电信号会在控制器内再次转变为数字信号，传送到下一阶段的报警器。气体检测报警器里设置了报警设定值，当传感器的气体浓度大于设定值时，会自动发出警报进行提醒。

1.2 气体检测报警器的分类

1.2.1 根据使用场所进行分类

（1）作为一种新型报警器，便携式的气体检测报警器有其独特优点，设计小巧，便于携带安装，可在不同坏境下进行气体检测。

（2）固定式气体检测报警器和便携式气体检测报警器不同，只能在固定工作地点使用。

1.2.2 按测试对象分类

（1）催化燃烧式可燃气体检测报警器，能够对多种可燃气体进行检测。

（2）电化学式可燃气体检测报警器，能够检验到CO、NO 等诸多有毒气体。

（3）红外线可燃气体检测报警器，可以检验可燃气体。

2 气体检测报警器检定方法及注意事项

2.1 检定方法

计量检定气体检测报警器时，要依据检定要求开展检定实验，同时还要对获取的检定实验数据做出准确运算。通常，检定工作主要参照《可燃气体检测报告器检定规程》。本文进行的检定操作以及参数运算，也是参考这个规程的有关内容。具体的检定方法如下。

（1）对外观和结构进行检查。确认气体检测报警器外表没有生锈现象，还要保证气体检测报警器硬件的质量，以免影响工作。

（2）对标志和标识进行检查。检定前要先检验气体检测报警器的标志以及标识。

（3）通电检查。气体检测报警器在完成通电情况下，要检查气体检测报警器是否可以有效使用，以及数据显示屏能否正常使用。

（4）报警功能检查。气体检测报警器具有自身报警点，向气体检测报警器通入比其报警点高的气体，检查气体检测报警器是否有声光等报警信号。

（5）绝缘电阻。测试不给报警器通电情况下的绝缘电阻值是否达到标准。

（6）示值误差。气体检测之前要先做通电预热，时间要达到5 min。等到预热达到标准要求后，开启电瓶开关，然后使用流量控制器，将流量保持在500 mL/min 左右。然后向气体检测报警器灌进零点气体，并进行调控。接着依次往气体检测报警器灌入足够浓度的标准气体，等气体检测报警器中的数值趋于平稳以后，对其进行记录。要注意的是，对各个浓度的气体要进行3 次检测。

2.2 注意事项

2.2.1 标准气体

检定过程中，要采用我国明确指定的标准气体，以降低检定过程中产生误差的可能性，这样可以保证数据的精准度达到标准要求。

2.2.2 检定环境条件

气体检测报警器为电子仪器，因此环境会决定检定结果。如果检定环境较差，则意味着很有可能出现误差。下面介绍影响检定效果的环境因素。

（1）通风条件。可燃气很容易受到扩散，如果在通风差的环境中检定，则空气里的可燃气体浓度就会变多，并逐渐处于爆炸边缘，难以保证检定的精准性。

（2）环境温度。温度的变化会影响气体分子的活力，会导致检定产生明显的误差，因此通常在0 ℃的情况下进行检定。

查看《可燃气体检测报警检定规程》了解到，在开展检定时，环境温度要达到0～40 ℃，相对湿度不应超过85%，要保证通风效果，无干扰。

3 主要参数计算及不确定度分析

3.1 主要参数计算

3.1.1 示值误差

示值误差是计量器的测量值与被测量值之间的差，可以充分展示测量仪器的精确性。示值误差明显，表示精准性差；示值误差低，则表示具有很高的精准性。对传感器进行预热时，呈现的数据会产生漂移情况。为避免这种情况，要满足预热时间，等预热结束后再开展检定。

检定前，通常会以通电方式对气体检测报警器进行5 min的预热。完成预热后，开启电瓶开关，把流量调控到500 mL/min上下。然后往气体检测报警器灌进零点气体。紧接着再往气体检测报警器灌进120×10-6、500×10-6、700×10-6的气体。等到气体检测报警器中的数据区域平稳以后，进行相应记录。要对各个浓度的气体进行3 次检定。按照C=（C1+C2+C3）/3（重复测量3 次的平均值）和ΔC=C-Co/R×100%（示值误差）来运算ΔC。通过3 次获取的实验数据，运算出3 种ΔC。公式中，C1、C2、C3是3 次测量的报警器示值，C 是灌入气体检测报警器标准气体的浓度值，R 是报警器的满量程。

依次将120×10-6、500×10-6、700×10-6浓度的气体灌入气体检测报警器，通过鉴定实验得到实验数据。3 次报警器示值分别是117×10-6、119×10-6和120×10-6，平均值分别为118.7×10-6、495.3×10-6和689.7×10-6，示值误差分别为-1.11%、-0.93%和-1.48%。

3.1.2 响应时间

氮气的作用等同于调零，往气体检测报警器里灌进99.99%浓度的氮气，然后做好气体检测报警器的零点调试工作。然后再向报警器里灌进40%满量程的气体，等到气体检测报警器中的数据平稳后，做好相应记录。然后立即灌注氮气，之后往气体检测报警器里放入氮气，而且要进行计时。等到气体检测报警器中的数据值为首次测量稳定值的90%后，立即结束计时。将此方法重复3 遍，得到的平均值就是气体检测报警器的响应时间T=（t1+t2+t3）/3。

3.2 确定度分析

检定时会因多种因素影响，造成检定不是十分准确，进而出现不确定度。如果运算结果和被测量值差距不大，则表明不确定度小、精准度高，反之，则表明不确定度明显、精准度低。

3.2.1 不确定度来源

影响气体检测报警器示值误差的不确定因素有：①标准气体的定值不稳定；②气体受到稀释，因为流量具有不确定度，进而形成检定的不确定度；③所处检定环境、工作人员的能力等因素。

3.2.2 输入量的标准不确定度评定

（1）标准气体的定值不确定度产生的不确定度urel（C01）。根据相关规定，标准气体定值的不确定度不超过2.0%，则标准气体的定值不确定度形成的不确定度为urel（C01）=2.0%/2=1.0%。

（2）标准气体西式装置形成的不确定度urel（C02）。C标=C样+F样/F稀+F样，其中C标是所配标准气体的浓度，C样是被稀释样品气体的浓度，F样是被稀释样品气体的流量，F稀是稀释气体的流量。稀释装置产生的不确定度，主要是流通气体的流量变化所致，主要体现在流量的重复性中。目前主要是用RSD=，其中，C 是10 次测量的平均值，Ci是第i 次的示值。具体实验数据：显示流量为120.0 mL/min；10 次实测流量为119.5 mL/min、120.1 mL/min、120.2 mL/min、119.6 mL/min、119.8 mL/min、120.2 mL/min、120.3 mL/min、119.7 mL/min、119.8 mL/min、120.1 mL/min；平均流量为119.9 mL/min；RSD 为0.24%。

对所获取的实验数据进行分析、运算后了解到，满足《可燃气体检测报警器检定规程》的要求。

4 结语

在检测实验过程中，介绍气体的检测报警器检定装置原理，气体检测报警器检定方法和注意事项，以及主要参数计算和不确定度。发现在检定实验期间具有一定的误差，根据检定所获取的数据对结果进行不确定度分析，证明检定气体检测报警器的精准性。