可燃?xì)怏w檢測報警器檢定不確定因素分析

趙愛生(四川省南充市計量測試研究所, 四川 南充 637000)

可燃?xì)怏w檢測報警器檢定不確定因素分析

趙愛生(四川省南充市計量測試研究所, 四川 南充 637000)

可燃?xì)怏w檢測報警器是集可燃?xì)怏w檢測、報警功能于一體，由探測器和報警控制器兩部分組成的計量器具，根據(jù)使用場所可分為固定式檢測報警器和便攜式檢測報警器。其廣泛應(yīng)用于石油、化工、燃?xì)庑袠I(yè)，用于監(jiān)測環(huán)境中是否存在可燃?xì)怏w，當(dāng)儀器探測器檢測到所在環(huán)境中可燃?xì)怏w濃度達(dá)到報警控制器設(shè)置的報警點(diǎn)時，探測器將氣體濃度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號或電流信號傳送到報警控制器，促發(fā)報警控制器發(fā)出聲光信號提示可燃?xì)怏w濃度超標(biāo)報警，并提醒使用單位該環(huán)境存在可燃?xì)怏w泄漏情況存在易燃易爆危險，應(yīng)立即采取有效措施，防止爆炸、火災(zāi)等事故發(fā)生，從而達(dá)到保護(hù)使用單位及人員的財產(chǎn)和人身安全的作用。它是《計量法》中列入環(huán)境監(jiān)測、保障安全的強(qiáng)制檢定計量器具。

可燃?xì)怏w；檢測報警器；檢定；因素

0 引言

可燃?xì)怏w檢測報警器的檢測原理很多，但目前多采用催化燃燒型原理。制成的傳感器靈敏度本來是很高的，因其原理主要是化學(xué)反應(yīng)，在正常使用情況下，會根據(jù)日常監(jiān)測中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的頻率使其靈敏度逐年降低，準(zhǔn)確度降低，壽命減少，一般使用3到5年便需要更換新的。所以，可燃?xì)怏w檢測報警器需每年定時進(jìn)行周期檢定，確保其量值準(zhǔn)確性。

可燃?xì)怏w檢測報警器的檢定依據(jù)是JJG693－2011《可燃?xì)怏w檢測報警器檢定規(guī)程》，在檢定過程中，為保證檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，有效減少測量誤差，筆者從以下幾個方面談?wù)動绊憴z定結(jié)果的不確定因素。

1 檢定環(huán)境影響

所謂影響檢定結(jié)果的檢定環(huán)境就是檢定工作應(yīng)該在可靠的溫度 、濕度等條件下進(jìn)行，JJG693－2011在第5.1.1條中明確規(guī)定了檢定過程中環(huán)境條件的要求，環(huán)境溫度：0～40℃；相對濕度：＜85%；通風(fēng)良好，無干擾被測氣體。滿足了規(guī)程中環(huán)境條件要求，才能有效減少影響測量結(jié)果的不確定因素。

1.1 環(huán)境溫度

環(huán)境溫度：0～40℃，相對濕度：＜85%。對于催化燃燒式可燃?xì)怏w檢測報警器，雖然現(xiàn)在其靈敏度設(shè)計得都非常高，受環(huán)境溫度、濕度影響較小，但不等于沒有影響，因為檢測前后溫度的變化會顯著地改變分子的活力，影響測量結(jié)果，那么在檢定時，就一定要控制環(huán)境溫度和濕度，保持在規(guī)定要求內(nèi)，也不能控制在規(guī)定范圍的極限值如0℃或40℃。

1.2 通風(fēng)良好，無干擾被測氣體

確?？扇?xì)怏w檢測報警器探頭的周圍環(huán)境中是否充溢有可燃的被測氣體，如果缺乏良好的通風(fēng)條件，一旦存在可燃?xì)怏w泄漏、逐級擴(kuò)散，很容易使檢測報警設(shè)備某部位空氣中的可燃?xì)怏w含量過高甚至達(dá)到爆炸下限濃度，影響檢定結(jié)果的準(zhǔn)確度。因為高濃度的可燃?xì)怏w會產(chǎn)生過大的電橋電壓差及大量熱量，同時降低了報警器中催化劑的含量，導(dǎo)致報警器靈敏度降低，嚴(yán)重時還會破壞測量電橋，直接影響檢定結(jié)果。所以要保持良好的通風(fēng)環(huán)境，以求最快將探測器附近的可燃?xì)怏w排出去，使?jié)舛冉档秃驮跈z定開始前要先充入一定量的潔凈空氣，確保檢測環(huán)境無被測干擾氣體后，再連續(xù)通入標(biāo)準(zhǔn)氣體開展檢定工作，以保證檢定的準(zhǔn)確性。

1.3 無其他干擾成分

因可燃?xì)怏w檢測報警器設(shè)計屬電子設(shè)備，容易受電磁波干擾，所以在檢定過程中還應(yīng)要防止人體靜電產(chǎn)生，必要時可穿防靜電工作服。同時在周圍環(huán)境中要保證無過強(qiáng)振動源，影響儀器探測靈敏度。

2 檢定用設(shè)備影響

2.1 標(biāo)準(zhǔn)氣體

規(guī)程中要求檢定可燃?xì)怏w檢測報警器宜采用與儀器所測氣體種類相同的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為檢定用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。若儀器未注明所測氣體種類，可以采用異丁烷或者丙烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。規(guī)程中同時要求氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的擴(kuò)展不確定度應(yīng)不大于2%(k＝2)。如果檢定時使用采用標(biāo)準(zhǔn)氣體稀釋裝置制配的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，規(guī)程要求稀釋裝置的流量示值誤差應(yīng)不大于±1%，重復(fù)性應(yīng)不大于0.5%。否則將直接增加檢定結(jié)果的測量不準(zhǔn)確度，因為標(biāo)準(zhǔn)氣體的不確定度是評定測量結(jié)果不確定度的其中一個重要影響分量，且占有相當(dāng)比例。

2.2 流量控制器

按照J(rèn)JG693-2011《可燃?xì)怏w檢測報警器檢定規(guī)程》檢定要求，需要根據(jù)報警器的不同采樣方式使用流量控制器控制標(biāo)準(zhǔn)氣體流速，從而獲得檢定所需要的氣體流量。對于檢定擴(kuò)散式儀器時，流量的大小控制按照儀器自有使用說明書要求來設(shè)計流量；對于檢定吸入式儀器時，除了流速按說明書要求控制，還要保證流量控制器的旁通流量計有氣體放出。在實際應(yīng)用當(dāng)中，采用催化燃燒性傳感器的可燃?xì)怏w檢測報警器非常普遍，流量控制的大小對于這類型報警器影響較為明顯，直接影響檢定結(jié)果的準(zhǔn)確度。因此檢定這類報警器需要使用流量控制器準(zhǔn)確控制標(biāo)氣流速才能使其保持較高的靈敏度、測量準(zhǔn)確度。流速過高或過低都會對儀器靈敏度產(chǎn)生比較大的影響。當(dāng)流量小于測量要求時會使傳感器原件表面達(dá)不到需要的濃度，可燃?xì)怏w燃燒后，新氣體因流量控制器設(shè)置的流量小，流動緩慢，未能及時得到補(bǔ)充，燃燒就不能繼續(xù)進(jìn)行，造成報警器靈敏度降低。當(dāng)通過流量控制器增大氣體流量后，探測器的熱效應(yīng)相應(yīng)增加，靈敏度也會逐漸上升，在氣體流量繼續(xù)加大后，過大的氣流又會使探測器元件散熱增加，這時反而降低了靈敏度，所以當(dāng)流量大于測量要求時，報警器準(zhǔn)確度就下降了，甚至還有可能損壞傳感器。一般廠家在對儀器進(jìn)行設(shè)計時，都是通過反復(fù)試驗，計算出最佳流量范圍給出說明書。所以基本上的報警器都應(yīng)按照技術(shù)說明書實施流量控制，保障檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。但在實際情況中，可燃?xì)怏w報警器種類繁多，檢定的時候不一定能找到正確的說明書，所以筆者根據(jù)多年檢定經(jīng)驗，認(rèn)為在檢定過程中不要給探頭壓力，一般采用側(cè)面進(jìn)氣的標(biāo)定罩，流量控制在500ml/min；采用底部供氣的標(biāo)定罩，流量可以在控制(300-500)ml/min之間。同時檢定過程中還要保持流量的穩(wěn)定均勻性，一旦開啟流量控制器，固定好流量就不能隨意改變流量大小，時大時小的流速會容易造成檢定示值的波動，不能準(zhǔn)確讀數(shù)及判斷示值，造成檢定結(jié)果的不準(zhǔn)確。根據(jù)現(xiàn)場報警器探測器位置的安裝情況，有時需要較長的輸氣管路才能接觸探頭，為了在探頭處得到合適的標(biāo)氣流速，需要適當(dāng)加大減壓裝置的流速設(shè)置，確保檢定結(jié)果準(zhǔn)確性。

2.3 標(biāo)定罩

檢定規(guī)程5.1.2.6中明確規(guī)定擴(kuò)散式儀器應(yīng)有專用標(biāo)定罩。目前生產(chǎn)可燃?xì)怏w檢測報警器檢定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的廠家都有自己的專用標(biāo)定罩，但是在實際檢定中檢定員可能會以自封袋和自制標(biāo)定罩代替。原廠標(biāo)定罩有底部進(jìn)氣和側(cè)面進(jìn)氣兩種方式，對儀器的響應(yīng)時間和示值誤差是有一定影響的。更何況采用自封袋或自制標(biāo)定罩如果不能很好控制氣體溢流出口的松緊或者接觸的嚴(yán)密度，則會使溢流口產(chǎn)生正壓或者導(dǎo)致外界氣體進(jìn)入，從而使得標(biāo)準(zhǔn)氣體實際值偏小，直接影響檢定示值，測量誤差增大。建議使用原廠專配的標(biāo)定罩比較好，確保檢定結(jié)果準(zhǔn)確性。

3 時間影響

在對可燃?xì)怏w檢測報警器的響應(yīng)時間進(jìn)行檢定時，可燃?xì)怏w檢測報警器的探測器和報警控制器一般是沒有安裝在同一地方，有的可能相隔10米以上或好幾個房間，在檢定響應(yīng)時間時，探測器現(xiàn)場的檢定人員就要和報警控制器現(xiàn)場記錄響應(yīng)時間人員盡量保持時間同步，通入標(biāo)準(zhǔn)氣時通過對講機(jī)或其他方式立即通知記錄人員，免得產(chǎn)生時間差，影響記錄結(jié)果，造成人為誤差。

4 結(jié)語

可燃?xì)怏w檢測報警器多應(yīng)用于石油化工行業(yè)作安全環(huán)境監(jiān)測，是保證安全生產(chǎn)的前提條件，定期的檢定才能保證報警器性能和量值的準(zhǔn)確可靠。為了確?？扇?xì)怏w檢測報警器起到有效的環(huán)境監(jiān)測作用，確保企業(yè)、人生安全，建議在對報警器進(jìn)行檢定工作時一定注意以上幾點(diǎn)測量結(jié)果不確定度的影響因素。