固定式可燃气体检测仪故障分析及对策

杨彭彭

【摘要】本文主要介绍第三输油处固定式可燃气体检测仪的应用现状研究在使用过程中常见的故障，从分析气体检测原理入手，确定故障产生的原因与机理提出日常正确的使用方法及科学的检测维护手段为保障油气生产场所安全、环保运行提供参考依据。

【关键词】可燃气体检测仪;常见故障;解决办法

固定式可燃气体检测仪主要安装在计量间输油泵房、加药间、燃油泵房、烧火间、储罐区等油气生产场所，当发生原油泄漏时，可在第-时间检测并报警，确保人员及时发现并采取应对措施，避免小泄漏演变成大事故，其安全环保效益和经济效益无可估量。因此，开展固定式可燃气体检测仪应用现状调研及常见故障研究，对于保障站库安全平稳运行，具有十分重要的现实意义。

1.故障分析

1.1可燃气体燃烧（或爆炸）原理

正常情况下，呼吸的新鲜空气主要由氮气、氧气及其它气体（包括：二氧化碳、水蒸气、惰性气体等）组成，其中：氮气含量约为78%，氧气含量约为20.9%，其它气体含量约为1.1%。处于新鲜空气中的检测仪，进行校零操作后，就会正常显示为零。当可燃气体释放到空气中，与空气按照一定比例组成混合爆炸气，遇到明火等着火源时将发生燃烧（或爆炸）。在空气中可以引发燃烧（或爆炸）的最低可燃气体浓度称为爆炸下限（LowerExplosionLevel），即LEL，最高可燃气体浓度称为爆炸上限（UpperExplosionLevel），即UEL.可燃气体的爆炸下限与爆炸上限的区域，称为爆炸极限。如果有着火源存在，并且能量足够，爆炸混合气在可燃范围内就会发生燃烧或爆炸。只要可燃气体浓度超过10%LEL，便存在可燃（或爆炸）危险。主要可燃气体的爆炸下限（相当于100%LEL的气体浓度）：甲烷5.0%1vol、丙烷2.2%1vol、戊烷1.8%/vol硫化氢4.3%o/vol、一氧化碳12.5%/vol。

1.2气体检测原理

气体浓度的检测主要是通过传感器。ESD200型、ESD3000型主要使用催化燃烧式传感器，下面以催化燃烧式传感器工作原理进行分析：如果没有达到引燃温度，可燃气体与空气的混合气不会燃烧，但如果出现某种化学介质，使得这种混合气可以在较低温度下燃烧或引燃，这种现象称为催化燃烧。催化燃烧传感器-般采用铂作为催化物质，铂具有较大的温度传导系数，在500～1000C其温度传导系数呈线性。铂具有较高的物理强度，可以制作成丝，进一步制作成传感器金属珠，铂还具有良好的化学属性，耐腐蚀，能长时间在高温下不改变其物理属性，能够长期产生稳定的信号。催化燃烧检测的原理一般称作惠斯通电桥。不论何种可燃气体，只要它能够被电极引燃，铂金丝电桥的电阻就会由于温度变化发生改变，这种电阻变化同可燃气体的浓度成一定比例，通过仪器的电路系统和微处理机可以计算出可燃气体的浓度。催化燃烧传感器使用寿命相对较长，一般为2年，虽然在整个测量过程中，催化物质不会被消耗，但催化物质的活性会逐步降低，被抑制的传感器在洁净的空气中放置一段时间后催化物质会恢复其活性，传感器性能也能恢复。如果长期暴露在蒸汽硅、四乙铅、卤代烃、高浓度硫化物、高浓度可燃气体下会引起中毒，中毒则是永久性的损坏。当可燃气体传感器中毒后，传感器的表面以及气孔都会被涂上--层硅的氧化物，硅中毒的传感器会首先失去检测甲烷的能力，随着中毒的加深，可燃气体传感器会最终失去检测任何可燃气体的能力。

1.3零点漂移

“零点漂移”是指沒有交流电输人时，由于受温度变化、电源电压不稳等因素的影响，使静态工作点发生变化，并被逐级放大和传输，导致电路输出端电压偏离原固定值而上下漂动的现象。在气体检测仪的日常使用中，表现为周围无检测气体时仪表显示不为零，检定过程中则表现为通人零点气体“有非零”的读数。在仪表设计中，通过精选元件、老化处理、稳定电压等方式提高仪表自身性能，从而抑制零漂。在实际电路中，通常采取补偿和调制两种手段来减小客观因素对仪表正常测量的影响。补偿是指用另外一个元器件的漂移来抵消放大电路的漂移，如果参数配合得当，就能把漂移抑制在较低的限度之内。调制是指将直流变化量转换为其它形式的变化量，并通过漂移很小的阻容耦合电路放大，再设法将放大了的信号还原为直流成份的变化。零点漂移是仪表本质上的一个缺陷，不可消除，只能通过一-系列有效措施尽量减小。

2.原因

（1）环境因素影响。受大气环境中的温度湿度、气压、风速变化及其他气体的干扰，以及电磁干扰、供电电压不稳等因素影响，致使气体检测仪发生“零点漂移”

（2）人为操作不当。“零点漂移”的情况下，操作人员都会使用校准器进行校零，但当空气条件发生变化时，又会出现“零点漂移”，所以一般当显示误差不超过+5%时，就不需进行校零。

（3）检测方法不规范。固定式可燃气体检测仪-般使用甲烷CH进行标定，甲烷CH的相对密度比空气小，由于气体检测口朝下，聚集在检测口的气体在没有外力的作用下，不会轻易扩散，如果在具有待测气体的环境中进行校零操作，就会出现读数负值。

（4）传感器失效。受催化燃烧传感器使用寿命及活性减低的影响，检测仪会显示负值，当传感器中毒或完全失效后，检测仪就会显示较大负值。

3.解决方法

（1）做好日常正确的使用和维护。由于没有自行检定可燃气体检测仪的能力，为了防止“零点漂移”，各站最好自备一瓶洁净空气和通气检测管，在泵房、加药间等油气浓度相对较高的场所，通过使用洁净空气标零的方法解决“零点漂移”。另外，在风季及雨季，要及时清洁检测口，防止泥沙污染或其它杂物阻塞检测口。

（2）做好定期检定和科学维护。固定式可燃气体检测仪，一般检定周期为12月，由具有资质的检定机构负责，为了便于随时检测，各站可配备瓶甲烷（CH）气和检测管，自行加密检测，每6个月或每3个月加密检定1次;同时，在检定完后，要通人洁净空气标零，防止甲烷（CH）气聚集在检测口，造成传感器失效或损坏。

（3）做好气体检定仪的更新。一是固定式可燃气体检测仪在使用寿命到期时，要及时更换核心部件，即催化燃烧式传感器;二是储备-定数量的可燃气体检测仪探头，做为备用配件，方便及时更换或更新。

结语

固定式可燃气体检测仪能够在第-时间检测到油气浓度，及时发现油气泄漏，对于确保油气场所安全平稳运行有着重要意义，但只有使用正确的方法、采取科学合理的检测手段，以及定期进行维护更新才能保证可燃气体检测仪发挥出应有的作用。

参考文献：

[1]谢杰勇.可燃气体检测报警器的检定及故障分析[J].电子测试，2018（12）：100-101.DOI：10.16520/j.cnki.1000-8519.2018.12.056.

[2]郝玉晶，周红燕.可燃气体检测报警器的检定及常见故障[J].聚氯乙烯，2017，45（12）：43-44.

[3]刘虎生.可燃气体检测报警器检定注意事项及常见故障处理[J].中国计量，2016（02）：121-122.DOI：10.16569/j.cnki.cn11-3720/t.2016.02.047.