陳志杰

摘 要：本文主要從計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)概念著手，分析了氣體報(bào)警器的計(jì)量裝置安裝與檢定重要性與目的。然后對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)配套設(shè)備與工作原理，對(duì)其不確定度、測(cè)量的范圍、穩(wěn)定性以及重復(fù)性等進(jìn)行探討，以保證氣體報(bào)警器運(yùn)行的安全性。

關(guān)鍵詞：計(jì)量角度；氣體報(bào)警器；安裝；檢定

中圖分類號(hào)：TM925 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

氣體的報(bào)警器源自日本，屬于國(guó)外的一種成熟產(chǎn)品，在國(guó)內(nèi)直到20世紀(jì)70年代的初期才研發(fā)可燃?xì)怏w的報(bào)警器，近幾年，產(chǎn)品的數(shù)量逐漸增加，在天然氣、石油化工以及煤礦等領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛，可以幫助企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全問(wèn)題，確保生產(chǎn)的安全性。但是因?yàn)榇蟛糠挚扇細(xì)怏w的檢測(cè)報(bào)警器原理是催化燃燒，其傳感器中心部分的催化元件有一定壽命，并且應(yīng)用可燃?xì)怏w的報(bào)警器，容易影響到催化元件壽命與使用環(huán)境，如：長(zhǎng)期在低濃度的報(bào)警環(huán)境、高溫高濕的工作環(huán)境以及受到高濃度可燃?xì)怏w的沖擊等，都會(huì)降低可靠性，加大報(bào)警的誤差，延后響應(yīng)的時(shí)間。所以，相關(guān)技術(shù)機(jī)構(gòu)要構(gòu)建可燃?xì)怏w的報(bào)警器計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行性能評(píng)估，并形成氣體報(bào)警器的檢定計(jì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，以便檢定氣體報(bào)警器。

1.氣體的報(bào)警器安裝

1.1 安裝報(bào)警的控制器

如果電磁場(chǎng)比較強(qiáng)，則在很大程度上會(huì)影響到報(bào)警的控制器，在進(jìn)行報(bào)警的控制器安裝過(guò)程中，先要對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行檢查，判斷有沒(méi)有較強(qiáng)的電磁場(chǎng)，若存在強(qiáng)電磁場(chǎng)，則不可以安裝。由于發(fā)生可燃?xì)怏w的泄露，會(huì)使報(bào)警控制發(fā)生聲光報(bào)警的情況，所以在進(jìn)行報(bào)警控制器安裝時(shí)，應(yīng)選擇閥門、管道接口、出氣口或易泄漏處附近方圓1m的范圍內(nèi)，盡可能靠近，但不要影響其他設(shè)備操作；同時(shí)盡量選擇管理人員容易聽(tīng)到和看到的位置，這樣一旦出現(xiàn)氣體的泄露，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，同時(shí)告知相關(guān)人員處理。還要實(shí)時(shí)維護(hù)報(bào)警的控制器， 在安裝是位置不能過(guò)高，需要方便相關(guān)人員的處理，高度通常在160cm～170cm之間。

1.2 安裝探測(cè)器

在安裝探測(cè)器的過(guò)程中，需要明確監(jiān)測(cè)區(qū)域中可燃?xì)怏w泄漏點(diǎn)，對(duì)泄露方向、壓力以及泄露量等因素進(jìn)行分析，同時(shí)明確適用燃?xì)獾姆N類，對(duì)空氣密度和泄露氣體密度大小進(jìn)行比較。由于煤制氣與天然氣比較輕，一旦泄露就會(huì)飄到上空，而液化石油氣相較于空氣較重，一旦泄露就會(huì)下沉，按照這些因素對(duì)探測(cè)器的安裝高度進(jìn)行選定。按照檢測(cè)區(qū)域空間高度與大小等因素，對(duì)探測(cè)器安裝數(shù)量進(jìn)行確定，確保在氣體泄露的時(shí)候可以覆蓋到每個(gè)位置，避免發(fā)生監(jiān)測(cè)的盲區(qū)。

2.可燃?xì)怏w報(bào)警器的檢定

2.1 可燃?xì)怏w報(bào)警器檢定的注意事項(xiàng)

在檢定可燃?xì)怏w的報(bào)警器時(shí)，需要根據(jù)JJG693-2011《可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器檢定規(guī)程》規(guī)定與要求來(lái)執(zhí)行，同時(shí)詳實(shí)做好檢定的記錄，方便以后進(jìn)行查看。并且在檢定的過(guò)程中，應(yīng)該注意以下幾項(xiàng)：其一，采取和儀器檢測(cè)提起種類一樣氣體標(biāo)準(zhǔn)的物質(zhì)，如果儀器沒(méi)有注明檢測(cè)氣體的種類，可采取丙烷或是異丁烷氣體標(biāo)準(zhǔn)的物質(zhì)。其二，在檢定以前，需要對(duì)探頭周圍環(huán)境情況進(jìn)行檢查，明確附近有沒(méi)有可燃性氣體。若存在可燃?xì)怏w，需要先充入特定量潔凈的空氣以后，再持續(xù)通入標(biāo)準(zhǔn)的樣氣，確保檢定準(zhǔn)確性。并且需要咨詢相關(guān)企業(yè)，報(bào)警器有沒(méi)有連接電磁閥的聯(lián)動(dòng)裝置，如果存在連接，需要提前將聯(lián)動(dòng)裝置接觸，防止為企業(yè)帶來(lái)?yè)p失。其三，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行氣體報(bào)警器檢定時(shí)，因?yàn)閳?bào)警控制與探測(cè)器一般不處于同一個(gè)區(qū)域中，需要響應(yīng)時(shí)間的記錄人員與檢定人員進(jìn)行協(xié)調(diào)配合，并且在通標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)，檢定人員需要及時(shí)告知相關(guān)記錄的人員，防止出現(xiàn)時(shí)間差，導(dǎo)致記錄結(jié)果受到影響。

3.計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)性能的考核

3.1 計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)器以及主要的配套設(shè)備

主要包含有效的期限、標(biāo)準(zhǔn)氣體的名稱、檢定的部分、濃度以及供應(yīng)商等。

3.2 關(guān)鍵性技術(shù)的指標(biāo)

在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)與計(jì)量檢定的裝置不確定度、測(cè)量范圍有著直接關(guān)系。本次計(jì)量檢定的裝置所用有證氣體的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是i-C4H10/Air類氣體標(biāo)準(zhǔn)的物質(zhì)，其標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的證書號(hào)是GBW（E）0081671，測(cè)量范圍在（0～100）%LEL之間，其中U為1.0%、k為3。

3.3 環(huán)境的條件

通常情況下，計(jì)量檢定的裝置所用環(huán)境需要符合計(jì)量檢定的規(guī)定流程條件，主要包含大氣壓力、溫度與濕度。

3.4 量值的溯源與傳遞

為把測(cè)量結(jié)果數(shù)值和國(guó)家的計(jì)量基準(zhǔn)相聯(lián)系，相關(guān)人員應(yīng)編制量值的溯源圖，通過(guò)比較鏈方式表示計(jì)量檢定的裝置計(jì)量特性和給定量計(jì)量基準(zhǔn)間的相關(guān)性。

3.5 穩(wěn)定性

檢定裝置穩(wěn)定性表示計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)可以保證計(jì)量特定伴隨時(shí)間維持不變的能力，標(biāo)準(zhǔn)使用標(biāo)準(zhǔn)器是有效期中有證的標(biāo)準(zhǔn)氣體消耗情況，無(wú)法實(shí)施穩(wěn)定性的考核。同時(shí)根據(jù)JJF1033-2016《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》本標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定不需要進(jìn)行考核。

3.6 重復(fù)性

檢定裝置重復(fù)性指的是在同一個(gè)測(cè)量的條件下，對(duì)同一被測(cè)量的測(cè)示值接近能力進(jìn)行重復(fù)測(cè)量。不僅需要新建計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)，而且要實(shí)施重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)提供測(cè)得重復(fù)性的數(shù)據(jù)，然后對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)，一年至少一次，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)值能不能符合要求進(jìn)行判斷。所用濃度是40%LEL異丁烷，則需要對(duì)氣體檢修檢測(cè)，測(cè)定次數(shù)不可以低于10次。還要對(duì)單次測(cè)定的結(jié)果實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行計(jì)算，如果數(shù)值小于不確定度計(jì)算重復(fù)性的最大值，就與相關(guān)要求相符。

通過(guò)本裝置對(duì)一臺(tái)常規(guī)的可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器作10次重復(fù)性測(cè)量，所得數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1重復(fù)測(cè)量結(jié)果

實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差：

=0.35%LEL

以上重復(fù)性數(shù)據(jù)小于測(cè)量不確定度評(píng)定中引用的測(cè)量重復(fù)性數(shù)據(jù)，則認(rèn)為符合要求。

3.7 對(duì)結(jié)果不確定度進(jìn)行檢定與校準(zhǔn)

在進(jìn)行氣體報(bào)警器檢定時(shí)，需要全面分析計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量過(guò)程與測(cè)量方法，構(gòu)建不確定的評(píng)估數(shù)學(xué)模型分析，對(duì)不確定度來(lái)源進(jìn)行探索，同時(shí)逐項(xiàng)定量評(píng)估與分析，再對(duì)不確定度進(jìn)行擴(kuò)展和合成。本次計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定源自以下幾個(gè)方面：可燃?xì)怏w環(huán)境因素、報(bào)警器分辨力、標(biāo)準(zhǔn)的氣體以及重復(fù)性的測(cè)定過(guò)程等，經(jīng)過(guò)結(jié)果擴(kuò)展和合成、各個(gè)分量分析，得出不確定度是1.0%，與相關(guān)要求相符合。

3.8 驗(yàn)證檢定或是校準(zhǔn)的結(jié)果

驗(yàn)證校準(zhǔn)或是檢定結(jié)果，主要指的是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證給出校準(zhǔn)或是檢定結(jié)果可信的程度。因?yàn)轵?yàn)證結(jié)論和測(cè)量的不確定度相關(guān)，所以在很大程度上，驗(yàn)證結(jié)論能夠?qū)λ?zhǔn)或是檢定結(jié)果不確定度合理性進(jìn)行判斷。

具體驗(yàn)證方式為：選定一臺(tái)GP-85N型可燃?xì)怏w報(bào)警器，使用本計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行測(cè)量，得到的示值誤差測(cè)量結(jié)果為△C1=+0.8%LEL，擴(kuò)展不確定度U1=1.0%（k=2）。將該臺(tái)報(bào)警器送到廣東省計(jì)量科學(xué)研究院檢定，得到的示值誤差測(cè)量結(jié)果為△C2=+1.0%LEL，擴(kuò)展不確定度U2=1.0%（k=2）。兩套計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)得到的示值誤差測(cè)量結(jié)果之差滿足：

結(jié)論

綜上所述，本文經(jīng)驗(yàn)證可燃?xì)怏w報(bào)警器的檢定裝置測(cè)量結(jié)果、測(cè)量的重復(fù)性與測(cè)量的不確定度，得出計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展的不確定度是1.0%，可以符合可燃?xì)怏w報(bào)警器的檢定規(guī)程要求。

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