固定式可燃气体报警器的标定与示值超差的处理

固定式可燃气体报警器的标定与示值超差的处理

卢炯锋

广东省郁南县质量技术监督检测所　　广东省郁南县　　527100　

摘要：可燃气体报警器在降低气体泄漏风险方面发挥着至关重要的作用，因此该文介绍了可燃气体报警器的分类、原理及检定，分析了固定式可燃气体报警器的标定与示值超差的处理方法。

关键词：固定式；可燃气体报警器；标定；示值超差；处理

可燃气体报警器是用于检测可燃气体是否泄漏并在检测到泄漏后发出报警信号的仪器，广泛用于可燃气体生产、运输、使用等场所。当可燃气体出现泄漏时，可燃气体报警器检测到气体泄漏信号，立即发出声、光报警，或同时通过控制电路启动排风扇、关闭燃气阀门、切断电源、启动喷淋系统等，从而防止火灾、爆炸等事故发生。可燃气体报警器检测可燃气体的可靠性，在于其是否能准确检测可燃气体的浓度，为此要对可燃气体报警器进行标定。标定是使用零点气体和气体标准物质校正可燃气体报警器的零点和示值[1]。如果存在示值误差超差，就要根据超差原因采取相应的措施处理[2]。可燃气体报警器分为固定式和便携式，本文对固定式可燃气体报警器的标定与示值超差的处理进行分析。

1可燃气体报警器的分类、原理及检定

1.1可燃气体报警器分类

按照可燃气体报警器探测互感器类别，可将其分为催化燃烧式、红外式、半导体式、热导式等类别；按照可燃气体报警器采样方式，可将其分为扩散式和吸收式。目前固定式可燃气体报警器采样多为扩散式，互感器多采用催化燃烧式。

1.2可燃气体报警器工作原理

催化燃烧式报警器主要利用惠斯通电桥检测可燃气体在铂丝表面燃烧（铂为催化剂）使铂丝电阻值增大（铂丝电阻值随温度升高而增大）产生的电流，电流大小与可燃气体浓度有关。红外式报警器主要利用某些元素对可燃气体特定波长吸收的原理。半导体式报警器利用了半导体对可燃气体吸附而改变其电导率的原理。热导式报警器利用了不同气体热导系数及热传导速率也不同的原理。

1.3可燃气体报警器的检定

可燃气体报警器属强制检定器具，依据JJG 693-2011《可燃气体检测报警器》，不超过1年要检定1次，检定合格才被允许安装和使用。检定项目包括外观及结构、标志和标识、通电检查、报警功能及报警动作值的检查、绝缘电阻、示值误差、响应时间、重复性和漂移，其中绝缘电阻和漂移只在首次检定中必须做，在后续检定和使用中检查时可以不做。

2固定式可燃气体报警器的标定

2.1零点标定

JJG 693-2011《可燃气体检测报警器》规定，零点标定的气体为清洁空气或纯度不低于99.99%的氮气。虽然不同型号的固定式可燃气体报警器零点标定方法有所差别，但基本原理都是在洁净空气或高纯氮气中调零，调零的方式可参照产品说明书。以SNE4100B（可燃）点型可燃气体报警器为例，使传感器处于洁净空气中。通过菜单进入调零模式，仪器显示屏上显示“R0”说明成功进入调零模式，按下调整键，仪器自动调整零位。显示屏上出现“-0-”，随后显示“YES”说明零点标定成功。如果出现“E02”表示调零失败，需重新操作，直至出现“-0-”及“YES”字样。有些固定式可燃气体报警器需要借助其他仪器标定零点，以ES2000T型可燃气体报警器为例。将数字万用表的测量档位切换到“20mA”，黑、红测试笔接到可燃气体报警器信号接线端子上。向可燃气体报警器中通入高纯氮气，执行调零操作，通过调整仪器使万用表显示的毫安值正好为“4mA”，即完成零点标定。

2.2标准气体标定

JJG 693-2011《可燃气体检测报警器》规定，标准气体浓度为可燃气体报警器满量程的10%、40%、60%及报警设定点的浓度。但报警器的测量单位一般采用爆炸下限（%LEL）表示，JJG 693-2011附录C也给出了常见可燃气体的爆炸下限。在标定完零点后即可采用标准气体标定。仍以SNE4100B（可燃）点型可燃气体报警器为例，将不同浓度的标准气体（20%LEL～60%LEL）通入仪器传感器部位，保持通气时间≥1min。观察仪器显示屏读数稳定后，通过菜单进入标定模式，显示屏上显示“R1”。按下调整键，调整显示屏数值与标准气体浓度相同，再按确认键。如果显示屏上显示“-R-”，随后又显示“YES”，即完成本次标准气体的标定；如果显示屏上显示“E02”，说明未调整成功，需重新操作，直至出现“-0-”及“YES”为止。接着标定标准气体其他浓度。对ES2000T型可燃气体报警器标定时，标定完零点，可随即标定标准气体，一般选择40%LEL或60%LEL浓度。因为该气体报警器信号电流4mA对应0%LEL，20mA对应100%LEL，且从0%LEL到100%LEL对应的信号电流符合线性特征，所以10.4mA对应40%LEL，13.6mA对应60%LEL。通入40%LEL浓度的标准气体，调整仪器使万用表显示的毫安值正好为“10.4mA”，即40%LEL浓度标准气体标定完毕，接下来可继续标定60%LEL。

3固定式可燃气体报警器示值超差的处理

3.1示值超差及原因

JJG 693-2011《可燃气体检测报警器》规定，可燃气体报警器的示值误差应在仪器满量程的±5%范围以内，如果示值误差超出了±5%范围，即为示值误差超差。示值误差按下式计算：

（1）

式中，为示值误差，为被检可燃气体报警器示值的平均值，为通入被检可燃气体报警器的标准气体浓度值，为被检可燃气体报警器的满量程。

测量满量程10%、40%、60%的标准气体，每个浓度值重复测量3次，计算各浓度值的，以绝对值最大的作为被检可燃气体报警器的示值误差。

可燃气体报警器示值误差超差原因有以下几点：

一是报警器使用环境较差，空气中粉尘浓度较高，报警器的滤网被粉尘堵塞，因报警器灵敏度下降而使报警器示值误差超差；

二是报警器探测可燃气体元件老化，使报警器检测时量程漂移过大，因为可燃气体报警器的探测元件寿命一般为2～5年，超年限使用就会使示值误差超差；

三是报警器使用时未做好防护措施，例如水进入报警器内部，探测元件受潮性能改变，导致报警器示值误差超差；

四是在报警器检定过程中，通入报警器的标准气体流量不稳定，例如通入的流量太大，使探测元件性能受到影响或损坏，或者通入的流量太小，可燃气体燃烧不充分（催化燃烧式报警器），因为灵敏度下降，从而造成示值误差超差。

3.2示值超差的处理方法

对于示值超差的第一种原因，应加强报警器的维护，定期检查和清理滤网，如果因为传感器工作点漂移而使误差增大，应通过调整传感器工作点使示值误差不超标。对于示值超差的第二种原因，应及时更换性能劣化的探测元件或报警器。对于示值超差的第三种原因，应做好防护措施，避免报警器进水及使探测元件受潮。对于示值超差的第四种原因，报警器检定时应使用专用标定罩，并采用带旁通功能的流量控制器，以稳定通气流量。

4结语

固定式可燃气体报警器采用零点气体和标准气体标定零点及量程，对于确保报警器示值准确性起着关键作用，因此检定人员必须熟悉检定规程和掌握标定技术方法，同时也要了解示值误差超差的原因及处理方法，以帮助企业用好可燃气体报警器并保障企业生产安全。

参考文献：

[1]王敏杰,卓文钦.四种固定式可燃气体报警器检定中的标定方法[J].计量与测试技术,2021,48(1):75-76,80.

[2]张莉丽,喻旭东,薛成.可燃气体检测报警器标定方法和示值误差超差的探讨分析[J].工业计量,2020,30(6):99-100.