可燃氣體探測器標定裝置的研究

田景超+宋茂武

摘要可燃氣體檢測報警器是國家規定強制檢定的計量器具，廣泛用于監測工作生產環境中的可燃氣體濃度，關系到企業和員工生命財產的安全。可燃氣體探測器是可燃氣體檢測報警器的重要部件，直接與現場環境接觸，為報警器提供直接數據，其性能好壞是評定整個產品的重要指標。文章對可燃氣體探測器的標定裝置進行了研究，旨在進行科學的檢測和標定，為用戶提供準確的檢測數據。

關鍵詞可燃氣體；探測器；標定裝置

中圖分類號：X932 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0015-01

1概述

可燃氣體檢測報警器是國家規定強制檢定的計量器具，廣泛用于監測工作生產環境中的可燃氣體濃度，并提供報警和連鎖控制等功能，對存在可燃氣體場所的安全提供保障。為防止因可燃氣體報警器非正常使用狀態引發生產安全事故、確保安全生產，應定期對其進行檢定。

據統計，大慶油田采油使用中的可燃氣體報警器（含便攜式）共計兩萬只左右，各種型號10多種。可燃氣體報警器產品質量性能已經關系到企業和員工生命財產的安全。

可燃氣體探測器是可燃氣體檢測報警器的重要部件，直接與現場環境接觸，為儀器提供直接數據，其性能好壞是評定整個產品的重要指標。我們對可燃氣體探測器的標定裝置進行了研究，旨在進行科學的檢測和標定，為用戶提供準確的檢測數據。

2主要研究內容

1）標定流程設計，應參照檢定規程和相關國家標準，考慮到標定的每一個步驟和細節，確定裝置所需的各種設備。

2）標定裝置所需設備的選型，其各項指標應能滿足檢定要求。

3）模擬環境的設計，保證標定環境可控、穩定。

4）裝置性能的研究，整套裝置的精度、不確定度等參數應符合相關標準要求。

5）裝置工作安全方面的考慮，保證標定過程的安全，包括用電、用氣的安全等。

3主要技術指標

1）滿足JJG 693-2011 《可燃氣體檢測報警器檢定規程》要求。

2）流量范圍：0-5000 ml/min。

3）氣體配比濃度范圍：0-100%LEL（LEL為爆炸下限）。

4）配氣不確定度：＜1.5%。

5）流量示值誤差限：±0.5%。

6）氣體測量誤差：≤±1%FS（FS為滿量程）。

4技術研究

可燃氣體探測器一般采用催化型或半導體型氣敏元件，在標定過程中必須考慮各種因素對氣敏元件檢測性能的影響，包括環境溫度、氣體環境的均勻性、氣體流速等。因此標定裝置在設計上必須考慮上述因素，盡量減少誤差源。為提高氣體濃度檢測精度，應選用精度較高的氣體配比儀和紅外線氣體分析儀。

4.1 裝置配置（如圖1）

圖1標定裝置配置示意圖

4.2 設備的選型

本裝置所使用的主要設備包括：氣體配比儀、紅外線氣體分析儀及標定試驗箱。其中氣體配比儀和紅外線氣體分析儀為市場購置，標定試驗箱為自制。以下是其具體技術參數：

1）氣體配比儀：

流量范圍：0-5000 ml/min。

濃度范圍：可配比任意濃度的混合氣體。

流量精度：＜0.5%。

配氣不確定度：＜1.5%。

轉換濃度響應時間：＜60s。

2）紅外線氣體分析儀數：

測量范圍：0-100%（體積百分比）。

零點漂移：≤±1%FS/7d。

量程漂移：≤±1%FS/7d。

線性誤差：≤±1%FS。

重復性：≤0.5%。

響應時間：T90＜10秒（典型值）。

樣氣流量：200-1000 ml／min。

樣氣壓力：2-20 kPa。

3）標定試驗箱：

試驗箱容積：0.1 m3，可密封。

試驗箱材料：與可燃性氣體不發生反應的有機玻璃。

箱內配置：攪拌風扇及擋流板、導風板。

其他配置：排氣扇。

4.3 工作原理

標準樣氣經減壓裝置和混合氣體按照一定的比例接入氣體配比儀，經過混合的標準氣體進入標定試驗箱。標定試驗箱內的攪拌系統使箱內氣體濃度保持均勻，并保證氣流不直吹被測儀器。通過紅外線氣體分析儀在線監測試驗箱內氣體濃度，以便進行標定環境氣體濃度的精確調整。

4.4 標定流程

將可燃氣體探測器置于標定試驗箱內，通過氣體配比儀供給一定濃度的標準氣體，并由紅外線氣體分析儀在線檢測試驗箱內氣體濃度，進行各種標定試驗。觀察并記錄探測器的報警狀態以及示值，進而判定該被檢儀器的示值誤差、重復性等技術指標是否符合標準要求。

4.5 關鍵技術及創新點

此項研究的關鍵技術在于：由氣體配比儀器、分析儀器以及標定試驗箱等設備共同組成一個試驗參數精確的標定環境，試驗參數包括氣體流量、氣體流速、氣體濃度控制等。

此項研究的創新點是：使用風扇與擋流板和導風板配合的攪拌方式，使標定試驗箱內氣體擴散均勻，并保證氣流不直吹探測器，以免影響氣敏元件工作狀態而產生誤差。

5現場應用情況

我們研究出的可燃氣體探測器標定裝置，已經在我所報警器實驗室投入試驗性使用。該裝置能夠依據JJG 693-2011《可燃氣體檢測報警器檢定規程》對可燃氣體檢測報警器的探測器進行標定試驗，各項參數均符合規程要求。

6結論及認識

通過研究我們認識到，如何真實模擬現場環境、最大限度減小外界條件對可燃氣體探測器造成的影響和對標定環境進行精確控制，是衡量可燃氣體探測器標定裝置的三項重要因素，我們通過上述的技術研究，較好地完成了整體設計，達到了預期的目標。

另一方面，本裝置還存在一些不足之處，我們會在以后的試驗中逐步加以改進，使其日趨完善。

參考文獻

[1]JJG 693-2011 可燃氣體檢測報警器檢定規程[S].

[2]GB 15322.1-2003 可燃氣體探測器第1部分：測量范圍為0～100%LEL的點型可燃氣體探測器[S].

[3]GB 15322.2-2003 可燃氣體探測器第2部分：測量范圍為0～100%LEL的獨立式可燃氣體探測器[S].

[4]鄧立三.氣體檢測與計量[M].黃河水利出版社，2009.

endprint

摘要可燃氣體檢測報警器是國家規定強制檢定的計量器具，廣泛用于監測工作生產環境中的可燃氣體濃度，關系到企業和員工生命財產的安全。可燃氣體探測器是可燃氣體檢測報警器的重要部件，直接與現場環境接觸，為報警器提供直接數據，其性能好壞是評定整個產品的重要指標。文章對可燃氣體探測器的標定裝置進行了研究，旨在進行科學的檢測和標定，為用戶提供準確的檢測數據。

關鍵詞可燃氣體；探測器；標定裝置

中圖分類號：X932 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0015-01

1概述

可燃氣體檢測報警器是國家規定強制檢定的計量器具，廣泛用于監測工作生產環境中的可燃氣體濃度，并提供報警和連鎖控制等功能，對存在可燃氣體場所的安全提供保障。為防止因可燃氣體報警器非正常使用狀態引發生產安全事故、確保安全生產，應定期對其進行檢定。

據統計，大慶油田采油使用中的可燃氣體報警器（含便攜式）共計兩萬只左右，各種型號10多種。可燃氣體報警器產品質量性能已經關系到企業和員工生命財產的安全。

可燃氣體探測器是可燃氣體檢測報警器的重要部件，直接與現場環境接觸，為儀器提供直接數據，其性能好壞是評定整個產品的重要指標。我們對可燃氣體探測器的標定裝置進行了研究，旨在進行科學的檢測和標定，為用戶提供準確的檢測數據。

2主要研究內容

1）標定流程設計，應參照檢定規程和相關國家標準，考慮到標定的每一個步驟和細節，確定裝置所需的各種設備。

2）標定裝置所需設備的選型，其各項指標應能滿足檢定要求。

3）模擬環境的設計，保證標定環境可控、穩定。

4）裝置性能的研究，整套裝置的精度、不確定度等參數應符合相關標準要求。

5）裝置工作安全方面的考慮，保證標定過程的安全，包括用電、用氣的安全等。

3主要技術指標

1）滿足JJG 693-2011 《可燃氣體檢測報警器檢定規程》要求。

2）流量范圍：0-5000 ml/min。

3）氣體配比濃度范圍：0-100%LEL（LEL為爆炸下限）。

4）配氣不確定度：＜1.5%。

5）流量示值誤差限：±0.5%。

6）氣體測量誤差：≤±1%FS（FS為滿量程）。

4技術研究

可燃氣體探測器一般采用催化型或半導體型氣敏元件，在標定過程中必須考慮各種因素對氣敏元件檢測性能的影響，包括環境溫度、氣體環境的均勻性、氣體流速等。因此標定裝置在設計上必須考慮上述因素，盡量減少誤差源。為提高氣體濃度檢測精度，應選用精度較高的氣體配比儀和紅外線氣體分析儀。

4.1 裝置配置（如圖1）

圖1標定裝置配置示意圖

4.2 設備的選型

本裝置所使用的主要設備包括：氣體配比儀、紅外線氣體分析儀及標定試驗箱。其中氣體配比儀和紅外線氣體分析儀為市場購置，標定試驗箱為自制。以下是其具體技術參數：

1）氣體配比儀：

流量范圍：0-5000 ml/min。

濃度范圍：可配比任意濃度的混合氣體。

流量精度：＜0.5%。

配氣不確定度：＜1.5%。

轉換濃度響應時間：＜60s。

2）紅外線氣體分析儀數：

測量范圍：0-100%（體積百分比）。

零點漂移：≤±1%FS/7d。

量程漂移：≤±1%FS/7d。

線性誤差：≤±1%FS。

重復性：≤0.5%。

響應時間：T90＜10秒（典型值）。

樣氣流量：200-1000 ml／min。

樣氣壓力：2-20 kPa。

3）標定試驗箱：

試驗箱容積：0.1 m3，可密封。

試驗箱材料：與可燃性氣體不發生反應的有機玻璃。

箱內配置：攪拌風扇及擋流板、導風板。

其他配置：排氣扇。

4.3 工作原理

標準樣氣經減壓裝置和混合氣體按照一定的比例接入氣體配比儀，經過混合的標準氣體進入標定試驗箱。標定試驗箱內的攪拌系統使箱內氣體濃度保持均勻，并保證氣流不直吹被測儀器。通過紅外線氣體分析儀在線監測試驗箱內氣體濃度，以便進行標定環境氣體濃度的精確調整。

4.4 標定流程

將可燃氣體探測器置于標定試驗箱內，通過氣體配比儀供給一定濃度的標準氣體，并由紅外線氣體分析儀在線檢測試驗箱內氣體濃度，進行各種標定試驗。觀察并記錄探測器的報警狀態以及示值，進而判定該被檢儀器的示值誤差、重復性等技術指標是否符合標準要求。

4.5 關鍵技術及創新點

此項研究的關鍵技術在于：由氣體配比儀器、分析儀器以及標定試驗箱等設備共同組成一個試驗參數精確的標定環境，試驗參數包括氣體流量、氣體流速、氣體濃度控制等。

此項研究的創新點是：使用風扇與擋流板和導風板配合的攪拌方式，使標定試驗箱內氣體擴散均勻，并保證氣流不直吹探測器，以免影響氣敏元件工作狀態而產生誤差。

5現場應用情況

我們研究出的可燃氣體探測器標定裝置，已經在我所報警器實驗室投入試驗性使用。該裝置能夠依據JJG 693-2011《可燃氣體檢測報警器檢定規程》對可燃氣體檢測報警器的探測器進行標定試驗，各項參數均符合規程要求。

6結論及認識

通過研究我們認識到，如何真實模擬現場環境、最大限度減小外界條件對可燃氣體探測器造成的影響和對標定環境進行精確控制，是衡量可燃氣體探測器標定裝置的三項重要因素，我們通過上述的技術研究，較好地完成了整體設計，達到了預期的目標。

另一方面，本裝置還存在一些不足之處，我們會在以后的試驗中逐步加以改進，使其日趨完善。

參考文獻

[1]JJG 693-2011 可燃氣體檢測報警器檢定規程[S].

[2]GB 15322.1-2003 可燃氣體探測器第1部分：測量范圍為0～100%LEL的點型可燃氣體探測器[S].

[3]GB 15322.2-2003 可燃氣體探測器第2部分：測量范圍為0～100%LEL的獨立式可燃氣體探測器[S].

[4]鄧立三.氣體檢測與計量[M].黃河水利出版社，2009.

endprint

摘要可燃氣體檢測報警器是國家規定強制檢定的計量器具，廣泛用于監測工作生產環境中的可燃氣體濃度，關系到企業和員工生命財產的安全。可燃氣體探測器是可燃氣體檢測報警器的重要部件，直接與現場環境接觸，為報警器提供直接數據，其性能好壞是評定整個產品的重要指標。文章對可燃氣體探測器的標定裝置進行了研究，旨在進行科學的檢測和標定，為用戶提供準確的檢測數據。

關鍵詞可燃氣體；探測器；標定裝置

中圖分類號：X932 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0015-01

1概述

可燃氣體檢測報警器是國家規定強制檢定的計量器具，廣泛用于監測工作生產環境中的可燃氣體濃度，并提供報警和連鎖控制等功能，對存在可燃氣體場所的安全提供保障。為防止因可燃氣體報警器非正常使用狀態引發生產安全事故、確保安全生產，應定期對其進行檢定。

據統計，大慶油田采油使用中的可燃氣體報警器（含便攜式）共計兩萬只左右，各種型號10多種。可燃氣體報警器產品質量性能已經關系到企業和員工生命財產的安全。

可燃氣體探測器是可燃氣體檢測報警器的重要部件，直接與現場環境接觸，為儀器提供直接數據，其性能好壞是評定整個產品的重要指標。我們對可燃氣體探測器的標定裝置進行了研究，旨在進行科學的檢測和標定，為用戶提供準確的檢測數據。

2主要研究內容

1）標定流程設計，應參照檢定規程和相關國家標準，考慮到標定的每一個步驟和細節，確定裝置所需的各種設備。

2）標定裝置所需設備的選型，其各項指標應能滿足檢定要求。

3）模擬環境的設計，保證標定環境可控、穩定。

4）裝置性能的研究，整套裝置的精度、不確定度等參數應符合相關標準要求。

5）裝置工作安全方面的考慮，保證標定過程的安全，包括用電、用氣的安全等。

3主要技術指標

1）滿足JJG 693-2011 《可燃氣體檢測報警器檢定規程》要求。

2）流量范圍：0-5000 ml/min。

3）氣體配比濃度范圍：0-100%LEL（LEL為爆炸下限）。

4）配氣不確定度：＜1.5%。

5）流量示值誤差限：±0.5%。

6）氣體測量誤差：≤±1%FS（FS為滿量程）。

4技術研究

可燃氣體探測器一般采用催化型或半導體型氣敏元件，在標定過程中必須考慮各種因素對氣敏元件檢測性能的影響，包括環境溫度、氣體環境的均勻性、氣體流速等。因此標定裝置在設計上必須考慮上述因素，盡量減少誤差源。為提高氣體濃度檢測精度，應選用精度較高的氣體配比儀和紅外線氣體分析儀。

4.1 裝置配置（如圖1）

圖1標定裝置配置示意圖

4.2 設備的選型

本裝置所使用的主要設備包括：氣體配比儀、紅外線氣體分析儀及標定試驗箱。其中氣體配比儀和紅外線氣體分析儀為市場購置，標定試驗箱為自制。以下是其具體技術參數：

1）氣體配比儀：

流量范圍：0-5000 ml/min。

濃度范圍：可配比任意濃度的混合氣體。

流量精度：＜0.5%。

配氣不確定度：＜1.5%。

轉換濃度響應時間：＜60s。

2）紅外線氣體分析儀數：

測量范圍：0-100%（體積百分比）。

零點漂移：≤±1%FS/7d。

量程漂移：≤±1%FS/7d。

線性誤差：≤±1%FS。

重復性：≤0.5%。

響應時間：T90＜10秒（典型值）。

樣氣流量：200-1000 ml／min。

樣氣壓力：2-20 kPa。

3）標定試驗箱：

試驗箱容積：0.1 m3，可密封。

試驗箱材料：與可燃性氣體不發生反應的有機玻璃。

箱內配置：攪拌風扇及擋流板、導風板。

其他配置：排氣扇。

4.3 工作原理

標準樣氣經減壓裝置和混合氣體按照一定的比例接入氣體配比儀，經過混合的標準氣體進入標定試驗箱。標定試驗箱內的攪拌系統使箱內氣體濃度保持均勻，并保證氣流不直吹被測儀器。通過紅外線氣體分析儀在線監測試驗箱內氣體濃度，以便進行標定環境氣體濃度的精確調整。

4.4 標定流程

將可燃氣體探測器置于標定試驗箱內，通過氣體配比儀供給一定濃度的標準氣體，并由紅外線氣體分析儀在線檢測試驗箱內氣體濃度，進行各種標定試驗。觀察并記錄探測器的報警狀態以及示值，進而判定該被檢儀器的示值誤差、重復性等技術指標是否符合標準要求。

4.5 關鍵技術及創新點

此項研究的關鍵技術在于：由氣體配比儀器、分析儀器以及標定試驗箱等設備共同組成一個試驗參數精確的標定環境，試驗參數包括氣體流量、氣體流速、氣體濃度控制等。

此項研究的創新點是：使用風扇與擋流板和導風板配合的攪拌方式，使標定試驗箱內氣體擴散均勻，并保證氣流不直吹探測器，以免影響氣敏元件工作狀態而產生誤差。

5現場應用情況

我們研究出的可燃氣體探測器標定裝置，已經在我所報警器實驗室投入試驗性使用。該裝置能夠依據JJG 693-2011《可燃氣體檢測報警器檢定規程》對可燃氣體檢測報警器的探測器進行標定試驗，各項參數均符合規程要求。

6結論及認識

通過研究我們認識到，如何真實模擬現場環境、最大限度減小外界條件對可燃氣體探測器造成的影響和對標定環境進行精確控制，是衡量可燃氣體探測器標定裝置的三項重要因素，我們通過上述的技術研究，較好地完成了整體設計，達到了預期的目標。

另一方面，本裝置還存在一些不足之處，我們會在以后的試驗中逐步加以改進，使其日趨完善。

參考文獻

[1]JJG 693-2011 可燃氣體檢測報警器檢定規程[S].

[2]GB 15322.1-2003 可燃氣體探測器第1部分：測量范圍為0～100%LEL的點型可燃氣體探測器[S].

[3]GB 15322.2-2003 可燃氣體探測器第2部分：測量范圍為0～100%LEL的獨立式可燃氣體探測器[S].

[4]鄧立三.氣體檢測與計量[M].黃河水利出版社，2009.

endprint