趙愛(ài)生(四川省南充市計(jì)量測(cè)試研究所, 四川 南充 637000)

可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器檢定不確定因素分析

趙愛(ài)生(四川省南充市計(jì)量測(cè)試研究所, 四川 南充 637000)

可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器是集可燃?xì)怏w檢測(cè)、報(bào)警功能于一體，由探測(cè)器和報(bào)警控制器兩部分組成的計(jì)量器具，根據(jù)使用場(chǎng)所可分為固定式檢測(cè)報(bào)警器和便攜式檢測(cè)報(bào)警器。其廣泛應(yīng)用于石油、化工、燃?xì)庑袠I(yè)，用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中是否存在可燃?xì)怏w，當(dāng)儀器探測(cè)器檢測(cè)到所在環(huán)境中可燃?xì)怏w濃度達(dá)到報(bào)警控制器設(shè)置的報(bào)警點(diǎn)時(shí)，探測(cè)器將氣體濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)或電流信號(hào)傳送到報(bào)警控制器，促發(fā)報(bào)警控制器發(fā)出聲光信號(hào)提示可燃?xì)怏w濃度超標(biāo)報(bào)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(xiǎn)，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(cái)產(chǎn)和人身安全的作用。它是《計(jì)量法》中列入環(huán)境監(jiān)測(cè)、保障安全的強(qiáng)制檢定計(jì)量器具。

可燃?xì)怏w；檢測(cè)報(bào)警器；檢定；因素

0 引言

可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器的檢測(cè)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(lái)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(huì)根據(jù)日常監(jiān)測(cè)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(cè)報(bào)警器需每年定時(shí)進(jìn)行周期檢定，確保其量值準(zhǔn)確性。

可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器的檢定依據(jù)是JJG693－2011《可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器檢定規(guī)程》，在檢定過(guò)程中，為保證檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，有效減少測(cè)量誤差，筆者從以下幾個(gè)方面談?wù)動(dòng)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(guò)程中環(huán)境條件的要求，環(huán)境溫度：0～40℃；相對(duì)濕度：＜85%；通風(fēng)良好，無(wú)干擾被測(cè)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(cè)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(duì)濕度：＜85%。對(duì)于催化燃燒式可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器，雖然現(xiàn)在其靈敏度設(shè)計(jì)得都非常高，受環(huán)境溫度、濕度影響較小，但不等于沒(méi)有影響，因?yàn)闄z測(cè)前后溫度的變化會(huì)顯著地改變分子的活力，影響測(cè)量結(jié)果，那么在檢定時(shí)，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(wú)干擾被測(cè)氣體

確?？扇?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器探頭的周圍環(huán)境中是否充溢有可燃的被測(cè)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(jí)擴(kuò)散，很容易使檢測(cè)報(bào)警設(shè)備某部位空氣中的可燃?xì)怏w含量過(guò)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?yàn)楦邼舛鹊目扇細(xì)怏w會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的電橋電壓差及大量熱量，同時(shí)降低了報(bào)警器中催化劑的含量，導(dǎo)致報(bào)警器靈敏度降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)破壞測(cè)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(cè)器附近的可燃?xì)怏w排出去，使?jié)舛冉档秃驮跈z定開(kāi)始前要先充入一定量的潔凈空氣，確保檢測(cè)環(huán)境無(wú)被測(cè)干擾氣體后，再連續(xù)通入標(biāo)準(zhǔn)氣體開(kāi)展檢定工作，以保證檢定的準(zhǔn)確性。

1.3 無(wú)其他干擾成分

因可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器設(shè)計(jì)屬電子設(shè)備，容易受電磁波干擾，所以在檢定過(guò)程中還應(yīng)要防止人體靜電產(chǎn)生，必要時(shí)可穿防靜電工作服。同時(shí)在周圍環(huán)境中要保證無(wú)過(guò)強(qiáng)振動(dòng)源，影響儀器探測(cè)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(cè)報(bào)警器宜采用與儀器所測(cè)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(cè)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(shí)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(shí)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(cè)量不準(zhǔn)確度，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)氣體的不確定度是評(píng)定測(cè)量結(jié)果不確定度的其中一個(gè)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(cè)報(bào)警器檢定規(guī)程》檢定要求，需要根據(jù)報(bào)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(duì)于檢定擴(kuò)散式儀器時(shí)，流量的大小控制按照儀器自有使用說(shuō)明書(shū)要求來(lái)設(shè)計(jì)流量；對(duì)于檢定吸入式儀器時(shí)，除了流速按說(shuō)明書(shū)要求控制，還要保證流量控制器的旁通流量計(jì)有氣體放出。在實(shí)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(cè)報(bào)警器非常普遍，流量控制的大小對(duì)于這類型報(bào)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(bào)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(cè)量準(zhǔn)確度。流速過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)儀器靈敏度產(chǎn)生比較大的影響。當(dāng)流量小于測(cè)量要求時(shí)會(huì)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(dòng)緩慢，未能及時(shí)得到補(bǔ)充，燃燒就不能繼續(xù)進(jìn)行，造成報(bào)警器靈敏度降低。當(dāng)通過(guò)流量控制器增大氣體流量后，探測(cè)器的熱效應(yīng)相應(yīng)增加，靈敏度也會(huì)逐漸上升，在氣體流量繼續(xù)加大后，過(guò)大的氣流又會(huì)使探測(cè)器元件散熱增加，這時(shí)反而降低了靈敏度，所以當(dāng)流量大于測(cè)量要求時(shí)，報(bào)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(duì)儀器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，都是通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，計(jì)算出最佳流量范圍給出說(shuō)明書(shū)。所以基本上的報(bào)警器都應(yīng)按照技術(shù)說(shuō)明書(shū)實(shí)施流量控制，保障檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。但在實(shí)際情況中，可燃?xì)怏w報(bào)警器種類繁多，檢定的時(shí)候不一定能找到正確的說(shuō)明書(shū)，所以筆者根據(jù)多年檢定經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為在檢定過(guò)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(shí)檢定過(guò)程中還要保持流量的穩(wěn)定均勻性，一旦開(kāi)啟流量控制器，固定好流量就不能隨意改變流量大小，時(shí)大時(shí)小的流速會(huì)容易造成檢定示值的波動(dòng)，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(chǎng)報(bào)警器探測(cè)器位置的安裝情況，有時(shí)需要較長(zhǎng)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(cè)報(bào)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(shí)際檢定中檢定員可能會(huì)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(duì)儀器的響應(yīng)時(shí)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(huì)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(shí)際值偏小，直接影響檢定示值，測(cè)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(shí)間影響

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

4 結(jié)語(yǔ)

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