[可燃气体检测报警器检定的探讨赵爱军] 可燃气体报警器检定

　　摘要:可燃性气体具有易燃、易爆的特性,如果大量泄漏,气体大量积聚,当浓度达到爆炸极限遇明火时,就会引起火灾或爆炸事故,严重的会造成人员伤亡和财产损失，因此,正确地使用与维护可燃气体报警器,保证其可靠运行就成为十分重要的意义。本文针对可燃气体检测报警器的检定进行了探讨。
　　关键词：可燃性气体；报警器；原理；检定
　　中图分类号：TP27 文献标识码：A
　　由于气体本身存在的扩散性，发生泄漏之后, 在外部风力作用下, 可燃气体会沿地表面迅速扩散，形成燃烧爆炸或毒害危险区，扩大危害区域二这类事故具有突发性强、扩散迅速、救援难度大、危害范围广等特点。一旦发生可燃气体泄漏事故，必须尽快采取相应措施进行处置，才能将事故损失降到最低。及时可靠地探测空气中可燃气体的含量，及时采取有效措施进行补救，采取正确的处置方法，减少泄漏引发的事故，是避免造成重大财产和人员伤亡的必要条件。这就对可燃气体的检测和监测设备提出了较高的要求。作为一种重要的气体报警器，近年来得到了广泛的使用。
　　1可燃气体检测报警器的原理
　　可燃气体检测报警器是由气敏元件加化学催化剂制成小米球状微孔体，由两个球状微孔组成惠斯登电桥的4个臂，分别为检测元件（M)及补偿元件（C）由两个精密电阻组成电桥外加的两个臂。其中补偿元件(C) 由金属罩密封，对可燃气体不敏感。检测元件(C)由带孔的金属罩保护，对可燃气体敏感。电桥由高精度恒流电源供电，原理电路如图1：
　　图1 测量原理图
　　当空气与可燃气体混合并接触检测元件（M）时,受气敏元件和化学催化剂的双重活性作用，加速并增强燃烧过程，在球状微孔中产生低温无焰燃烧从而发出必要的燃烧热，此热量足以使气敏元件的电阻急剧升高，使电桥失去平衡，在N，O两端产生不平衡的电位，即为输出信号，这就是化学量到电量的转换过程。不同的可燃气体在等体积、等浓度的条件下燃烧产生的热量是不同的，从原理上，测得其燃烧值即可得知被测可燃气体的浓度。当浓度达到事先设置好的浓度时，即可发出声光报警或控制信号，以提示操作人员采取安全对策或自动控制有关自动化安全装置。
　　2可燃气体检测报警器分类
　　一般来说，可燃气体检测报警器使用的气体传感器主要有半导体传感器、绝缘体传感器、电化学式，还有红外吸收型、热传导型传感器。实际工作中，我们检测的报警器主要是接触燃烧式和电化学式气体传感器。
　　2.1催化燃烧式传感器
　　当易燃气体接触这种被催化物覆盖的传感器表面时会发生氧化反应而燃烧，故得名接触燃烧式。传感器工作温度在高温区，目的是使氧化作用加强。气体燃烧时释放出热量，导致铂丝温度升高，使铂丝的电阻阻值发生变化，将铂丝电阻放在一个电桥电路中，测量电桥的输出电压即可反应出气体的浓度。其特点是：
　　①对可燃性气体爆炸下限以下浓度的气体含量，其输出信号接近线性；
　　②对于每个气体成分的相对灵敏度来说，它与相对分子质量或分子燃烧热成正比；
　　③对不可燃气体没有反应，只对可燃性气体有反应；
　　④不受水蒸气的影响；
　　⑤一定要有氧气参加反应。
　　2.2 电化学式气体传感器
　　电化学式气体传感器是一种化学传感器，这里主要介绍常用的恒电位电解法原理。其结构主要是在电解池内安装三个电极，即工作电极、对电极和参比电极；并施以一定的极化电压，被测气体透过多孔四氟乙烯薄膜到达工作电极，发生氧化还原反应，传感器此时将有相应的电流输出，此电流与被测气体的浓度呈一定的函数关系，这个电流信号经采样变为电压信号放大后，经电压/电流转化电路，将变化的电压信号变为电流信号输出给主机。它的特点是传感器体积小，重量轻且具有极高的灵敏度，在低浓度下线性度较好。例如一氧化碳气体浓度的测量范围可以为10-6～10-4。用这种原理测量的有毒气体还有氯化氢、砷化氢、氯气、氟化氮、磷化氢等。
　　3可燃气体检测报警器的测定
　　3.1标气物理化学特性的选择
　　对报警器的检定仅知道其工作原理是远远不够的，还要根据标气的化学和物理特性，以下两点对于示值误差的检测影响非常大，应引起特别注意：
　　（1）标气减压装置的选择：对于无吸附性、无腐蚀性的标准气体，可以采用带压力表和流量计的普通型标气减压阀；而对于有腐蚀性、有吸附性的标准气体，则最好采用不带减压器的针形微调阀，材质应该选用不锈钢。
　　（2）标气管路的选择：对于无吸附性、无腐蚀性的标准气体，可以采用普通的PE管；对于有腐蚀性、有吸附性的标准气体，要根据不同的气体性质采用铜管、不锈钢管、聚四氟乙烯管；而对于含硫的标准气体和样品气体最好采用内涂石英的不锈钢管或硫钝化不锈钢管，使用内涂石英的不锈钢管时不能对管线任意弯曲。另外，扩散罩的选用也要根据以上标气特性适当选择玻璃、不锈钢等材质的。
　　3.2 可燃气体检测报警器测定的原则
　　根据以上两种传感器的工作原理和特点，结合我们对标气物理化学特性对于检测影响的了解，在日常检定工作中，建议遵循以下几点原则：
　　（1）可燃气体的种类非常多，一般有天然气、液化气、煤气、戊烷、炔类等；有毒有害气体的种类则有一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、氨气、氯气、硫化氢、苯类物质等。在检定报警器前首先要拿到报警器说明书，大致确定其工作原理、量程等信息。再者就是询问使用单位的报警器所要监测的气体种类、显示量程和单位，检定人员可以根据以上信息作出初步判断，选择所要携带的标气种类。检定时应采用与被测气体种类相同的标准气体，对通用型报警器则可采用异丁烷和丙烷等有代表性的标准气体。对于非通用型报警器，假如所使用的标准气体和报警器所测气种不相同，一般不要轻易判断被检报警器合格与否。
　　（2）现场检定前，检定人员首先要对报警器是否正常工作作出准确的判断。通标气后报警器没有反应，要看看探头是否有杂物堵塞，若有则可用压缩空气吹掉；另还应检查标气种类是否选择正确，线路或工作状态是否有故障或探头传感器是否已失去作用。针对接触燃烧式传感器，可以用一个拆去打火装置的液体打火机在探头附近来回晃动并短暂打气，看报警器是否有数值显示，若有则可判断传感器可以工作；若无反应则基本可判断传感器失去作用，需要更换。
　　（3）若判断报警器可以工作，再严格按照JJG693-2011《可燃气体检测报警器》检定规程进行检定。在注意以上两点的基础上，还要注意在转换标气浓度后首先对减压装置里的死体积部分进行充分的气体置换，然后对管路里的残余气体进行短时间的吹扫。对于一些报警限设置较低的报警器，它的报警低限在有些重点单位可能会设置到2%LEL（或者2×10-4）左右，对于这种情况，要根据规程的要求考虑配置低于报警限、在报警限数值附近和高于报警限三种浓度的标气来进行检测，只有这样检测才有意义。
　　（4）关于标气流速的选择，一般应选择在500mL/min左右，个别报警器要求在350mL/min左右。在个别管路较长的情况下，为了在探头处得到合适的标气流速，要适当加大减压装置的流速设置。另外，在每次使用管子的时候要注意它的气密性，防止由于管路的漏气造成数值的不真实显示。
　　（5）使用温度的要求：由于标准气体的配制压力受组分饱和蒸气压的影响，有些气体压力配制往往很低，对于这一类气体要求气体的使用温度要高于15℃；如果房间温度过低，那些不易气化的组分会凝聚在钢瓶内壁上，这样标气的浓度就会发生很大的变化；对于从低温处取来的标准气瓶一定要在温度高于15℃的房间里放置一段时间，以便凝聚于钢瓶内壁上的组分完全气化。
　　结束语
　　总之，在化工使用和生产过程中，可燃气体报警器检定是一项比较复杂的工作，需要我们检测人员的不断学习和交流，严格按照检定规程，及时掌握报警器发展的最新动态，只有这样我们才能科学、准确的做好检定工作。
　　参考文献
　　[1]张宝良，可燃气体检测报警器检定规程中有关问题探讨[J].工业计量，2007.02.