張娟蓉

【摘 要】可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器（以下簡(jiǎn)稱報(bào)警器或儀器）在實(shí)際檢定過(guò)程中，由于對(duì)規(guī)程的理解不同，對(duì)檢定細(xì)節(jié)的處理上也就各有不同。本文對(duì)規(guī)程就檢定方面應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了如下分析。

【關(guān)鍵詞】可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器;檢定;數(shù)據(jù)處理

中圖分類(lèi)號(hào)： TP277文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）17-0224-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.106

Problems to be Noticed in Verification of Flammable Gas Detection Alarm

ZHANG Juan-rong

（Yulin Metrological Testing Institute， Yulin Shaanxi 719000， China）

【Abstract】Combustible gas detection alarm （hereinafter referred to as alarm or instrument） in the actual verification process， due to the different understanding of the rules， the processing of verification details is also different. In this paper， the problems that should be paid attention to in the verification of the regulations are analyzed as follows.

【Key words】Combustible gas detection alarm; Verification; Data processing

1 環(huán)境條件

1.1 溫度影響

規(guī)程中只規(guī)定了環(huán)境溫度范圍為0～40℃，并沒(méi)有對(duì)溫度的波動(dòng)提出要求，這是不合理的。因?yàn)楫?dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，氣體的體積也會(huì)發(fā)生變化，從而引起氣體的質(zhì)量濃度發(fā)生變化。反映在實(shí)際工作中，也就是溫度的變化可能會(huì)使一些儀器的顯示值發(fā)生變化。所以在檢定中，除了將溫度控制在0～40℃，還要考慮溫度波動(dòng)度，溫度波動(dòng)度應(yīng)盡可能小，最好不要超過(guò)5℃。

1.2 濕度影響

規(guī)程中只規(guī)定了環(huán)境濕度應(yīng)小于85%RH，并沒(méi)有對(duì)濕度的下限提出要求，這是不合理的。因?yàn)楫?dāng)環(huán)境濕度過(guò)低時(shí)容易產(chǎn)生靜電，從而會(huì)引起報(bào)警器內(nèi)部元件受損。所以在檢定中，最好將實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境濕度控制在20%RH～85%RH之間。

1.3 其它影響

規(guī)程中還規(guī)定應(yīng)“通風(fēng)良好，無(wú)干擾被測(cè)氣體”。有些報(bào)警器開(kāi)機(jī)后會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn)（沒(méi)有調(diào)零電位器或調(diào)零程序），如果通風(fēng)條件不好，存在干擾氣體時(shí)會(huì)直接影響報(bào)警器的示值準(zhǔn)確度。另外在整個(gè)檢定過(guò)程中，應(yīng)注意防靜電干擾，作為檢定人員，應(yīng)穿棉質(zhì)材料工作服，關(guān)閉手機(jī)等設(shè)備。

2 檢定用設(shè)備

2.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

規(guī)程中規(guī)定了“采用與儀器所測(cè)氣體種類(lèi)相同的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)”，若儀器未注明所測(cè)氣體種類(lèi)，可以采用異丁烷或者丙烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。如找不到相同種類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，在用不同的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢定后，要根據(jù)生產(chǎn)廠提供的氣體濃度修正值表，對(duì)測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行換算，計(jì)算出相應(yīng)的濃度值。這種換算會(huì)不可避免地產(chǎn)生一定的“偏差”，雖然不會(huì)影響到儀器的安全性能，但它的大小不能確定，也就不能保證檢定結(jié)果完全符合規(guī)程要求。因此在檢定完成后，檢定證書(shū)中應(yīng)注明采用何種氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢定或者直接出具為校準(zhǔn)證書(shū)。

2.2 流量計(jì)

根據(jù)報(bào)警器采樣方式的不同使用流量控制器。對(duì)于擴(kuò)散式儀器，應(yīng)按照儀器說(shuō)明書(shū)要求的流量。如果說(shuō)明書(shū)中未具體說(shuō)明，那么流量一般控制在200mL/min～500mL/min之間。調(diào)整流量計(jì)的流量時(shí)要使標(biāo)定罩內(nèi)的空氣完全且充分地被所通入的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)置換掉，標(biāo)定罩外的空氣也不能進(jìn)入到罩內(nèi)。對(duì)于吸入式儀器，要將檢定流量計(jì)完全打開(kāi)（盡可能不增加吸氣時(shí)的阻力，保持通道暢通無(wú)阻），使報(bào)警器處于日常的自然吸入狀態(tài)，且流量應(yīng)達(dá)到制造廠的設(shè)計(jì)值。同時(shí)保證旁通流量計(jì)有氣體放出（使得多余的氣體能通過(guò)旁通流量計(jì)得到有效的發(fā)散）。這也說(shuō)明氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)供應(yīng)量大于報(bào)警器的吸入量，氣路系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有形成負(fù)壓倒吸現(xiàn)象。

2.3 標(biāo)定罩

檢定擴(kuò)散式儀器時(shí)，應(yīng)使用生產(chǎn)廠家提供的專用標(biāo)定罩，如沒(méi)有原廠專用的，應(yīng)選擇與報(bào)警器探頭尺寸大小合適、松緊得當(dāng)?shù)臉?biāo)定罩，標(biāo)定罩應(yīng)有合適的流通孔，以便檢定時(shí)能將標(biāo)定罩內(nèi)的多余氣體排出。

通入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，進(jìn)氣氣路不能直接連接到報(bào)警器上，待氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)完全置換氣路后，再將標(biāo)定罩罩到報(bào)警器探頭上，以此消除置換氣路所引起的報(bào)警器響應(yīng)時(shí)間的滯后影響。檢定時(shí)不要將標(biāo)定罩緊緊地扣住報(bào)警器的探頭，應(yīng)該保留一些空間。

3 檢定時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1 報(bào)警功能及報(bào)警動(dòng)作值的檢查

此項(xiàng)檢查是報(bào)警器最主要的檢定項(xiàng)目。檢定時(shí)只要該項(xiàng)目檢定不合格，就不必再進(jìn)行其他項(xiàng)目的檢定了，可以直接判定報(bào)警器不合格。

數(shù)字式報(bào)警器報(bào)警點(diǎn)一經(jīng)設(shè)置，報(bào)警動(dòng)作值就是“設(shè)定值”。實(shí)際讀數(shù)中，觀察到的報(bào)警動(dòng)作值往往大于設(shè)定值，這是由于報(bào)警器的數(shù)據(jù)采集和顯示需要一定的響應(yīng)時(shí)間。無(wú)論通入氣體的濃度值是多少，無(wú)論觀察到的報(bào)警動(dòng)作值是多少，報(bào)警動(dòng)作值只記錄設(shè)定值，即“報(bào)警設(shè)置”是無(wú)誤差的，只要儀器示值誤差合格，所謂的“報(bào)警設(shè)置誤差”也就認(rèn)為是合格的。

由于有些報(bào)警器靈敏度很高，當(dāng)達(dá)到報(bào)警設(shè)定點(diǎn)時(shí)，儀器的示值會(huì)迅速地超過(guò)報(bào)警動(dòng)作值，造成觀測(cè)上的困難，所以建議當(dāng)儀器的示值接近報(bào)警設(shè)定點(diǎn)時(shí)，可以適當(dāng)?shù)販p小流量計(jì)的流量，減慢示值上升速度，這樣就容易觀測(cè)多了。減小流量有可能影響示值，但不會(huì)影響動(dòng)作值的讀數(shù)。

3.2 示值誤差

在示值誤差檢定前，應(yīng)按儀器使用說(shuō)明書(shū)的要求對(duì)儀器進(jìn)行預(yù)熱，使傳感器及其內(nèi)部的電子元件都能達(dá)到最佳測(cè)量狀態(tài)。還有些儀器開(kāi)機(jī)后會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn)，而現(xiàn)場(chǎng)往往存在一定濃度的干擾氣體，所以不能在使用現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)機(jī)，否則儀器的自校會(huì)受到影響，直接影響到示值的準(zhǔn)確度。

多數(shù)數(shù)字式儀器不顯示負(fù)值，開(kāi)機(jī)預(yù)熱后，通入零點(diǎn)氣體。儀器就顯示為“0”，這時(shí)為避免儀器存在零點(diǎn)負(fù)漂移，應(yīng)先將儀器調(diào)至正值，當(dāng)儀器顯示為“1”或“2”時(shí)，再反方向?qū)x器調(diào)整回“0”，以此來(lái)消除儀器零點(diǎn)負(fù)漂移。

零點(diǎn)調(diào)整后，規(guī)程規(guī)定要給儀器通入濃度約為滿量程60%的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。但許多報(bào)警器在出廠時(shí)就設(shè)定了標(biāo)定點(diǎn)，按照國(guó)家規(guī)定設(shè)置在了量程的50%。這與規(guī)程產(chǎn)生了矛盾，此時(shí)就需要在標(biāo)定開(kāi)始前，仔細(xì)閱讀說(shuō)明書(shū)，將廠家設(shè)定的標(biāo)定點(diǎn)修改為規(guī)程規(guī)定的標(biāo)定點(diǎn)（滿量程的60%），然后再進(jìn)行示值的調(diào)整。當(dāng)示值誤差檢定完成后，應(yīng)將儀器的標(biāo)定點(diǎn)重新調(diào)回廠家預(yù)先設(shè)定的標(biāo)定點(diǎn)，以便于用戶在使用過(guò)程中能隨時(shí)用相應(yīng)的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。

示值誤差結(jié)果的表述。規(guī)程中規(guī)定“取絕對(duì)值最大的ΔC為示值誤差”，這是不合理的。應(yīng)該表述為以絕對(duì)值最大的ΔC的來(lái)判定報(bào)警器的示值誤差檢定結(jié)果。在檢定完成后，應(yīng)分別給出各個(gè)濃度點(diǎn)的ΔC，且各個(gè)濃度點(diǎn)的等待時(shí)間應(yīng)大體上一致，盡可能減小響應(yīng)特性對(duì)示值讀數(shù)的影響。

3.3 響應(yīng)時(shí)間與重復(fù)性

響應(yīng)時(shí)間與重復(fù)性的檢定可同時(shí)進(jìn)行。報(bào)警器通入零點(diǎn)氣體調(diào)整儀器零點(diǎn)后，再通入濃度約為滿量程40%的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，讀取第一次穩(wěn)定示值C1，并記錄于重復(fù)性檢定項(xiàng)目。停止通氣，回到零點(diǎn)。再次通入上述氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，同時(shí)啟動(dòng)秒表，待儀器上升至C1的90%時(shí)，停止秒表，將秒表顯示的時(shí)間t1記錄于響應(yīng)時(shí)間表格內(nèi)。繼續(xù)通氣，直至示值穩(wěn)定后，將穩(wěn)定值C2記錄于重復(fù)性檢定項(xiàng)目。按上述操作方法重復(fù)測(cè)量3次，得到3次的響應(yīng)時(shí)間t1、t2和t3，并得到4次穩(wěn)定示值C1、C2、C3和C4。再重復(fù)上述操作2次，只是不再使用秒表來(lái)記錄響應(yīng)時(shí)間。得到2次穩(wěn)定示值C5和C6。這樣，響應(yīng)時(shí)間和重復(fù)性的檢定就完成了。既節(jié)省了時(shí)間，又節(jié)約了成本。

3.4 漂移

漂移應(yīng)該有正、負(fù)兩種情況。對(duì)于多數(shù)數(shù)字式儀器不顯示負(fù)值，儀器零點(diǎn)的負(fù)漂移無(wú)法得到檢測(cè)。因此，在通入零點(diǎn)氣體調(diào)零時(shí)，將示值調(diào)到規(guī)程中規(guī)定的零點(diǎn)漂移的允許值，即2%FS。對(duì)于指針式儀器，將示值調(diào)到5%FS。

4 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)GB/T8170，關(guān)于測(cè)定值或其計(jì)算值與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限數(shù)值，比較的方法有全數(shù)值比較法和修約值比較法。若對(duì)極限數(shù)值無(wú)特殊規(guī)定時(shí)，使用全數(shù)值比較法。

4.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度值的表示

規(guī)程中規(guī)定，氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度單位在使用時(shí)應(yīng)換算成與被檢儀器的表示單位一致。如氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值為0.501×10-2mol/mol，而被檢儀器測(cè)量范圍為0～100%LEL，LEL表示爆炸下限，甲烷的爆炸下限（體積分?jǐn)?shù)）的為5.0%。氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度值換算后為10.0%LEL。濃度值換算前后均為3位有效數(shù)字。

4.2 報(bào)警動(dòng)作值的表示

實(shí)測(cè)報(bào)警值綜上所述，應(yīng)填寫(xiě)儀器的報(bào)警設(shè)定值（如果儀器除了低報(bào)外還設(shè)定了高報(bào)，那么分別填寫(xiě)3次低報(bào)值和3次高報(bào)值），報(bào)警動(dòng)作值為3次測(cè)量的算術(shù)平均值，保留的位數(shù)應(yīng)與實(shí)測(cè)報(bào)警值對(duì)齊。例如：3次的實(shí)測(cè)報(bào)警值分別為25%LEL、25%LEL和25%LEL，那么報(bào)警動(dòng)作值為25%LEL。

4.3 示值誤差檢定項(xiàng)目中數(shù)據(jù)的表示

儀器示值的平均值為3次測(cè)量的算術(shù)平均值，保留的位數(shù)應(yīng)與儀器示值對(duì)齊。示值誤差應(yīng)與計(jì)算數(shù)據(jù)中小數(shù)位最少者對(duì)齊。例如：3次的示值分別為10%LEL、10%LEL和11%LEL，那么平均值為10%LEL，該濃度點(diǎn)示值誤差ΔC為0%。

有時(shí)，為了提高測(cè)量的精度，或者實(shí)驗(yàn)后要計(jì)算不確定度，或者其他特殊的測(cè)量，也可將平均值多保留一位，示值誤差相應(yīng)的也多保留一位。例如：3次的示值分別為10%LEL、10%LEL和11%LEL，那么平均值為10.3%LEL，該濃度點(diǎn)示值誤差ΔC為0.3%。

4.4 響應(yīng)時(shí)間的表示

規(guī)程中規(guī)定檢定時(shí)所用的秒表分度值不大于0.1s。響應(yīng)時(shí)間為3次測(cè)量的算術(shù)平均值，保留的位數(shù)應(yīng)與測(cè)量值對(duì)齊。例如：秒表的分度值為0.01s，3次的測(cè)量值分別為7.00s、8.00s和9.00s，那么平均值為8.00s。

4.5 重復(fù)性的表示

儀器示值的平均值為6次測(cè)量（測(cè)量次數(shù)大于4次）的平均值，按照平均值原則，平均值保留的位數(shù)可比儀器示值多取一位。重復(fù)性用單次測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，在0～10%之間一般取一位，如果首位為“1”或“2”時(shí)則取兩位。例如：6次的示值分別為40%LEL、40%LEL、39%LEL、39%LEL、39%LEL和39%LEL，那么平均值為39.3%LEL，重復(fù)性為1.3%。