可燃氣體檢測報警器原理及故障分析

程祥瑞　姜碧瑩　惠紹楠

摘 要：可燃氣體檢測報警器可用于監(jiān)測泄漏在空氣中的可燃氣體的濃度并發(fā)出警報，是保證安全生產(chǎn)的重要計量器具。在可燃氣體檢測報警器的計量檢定工作中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)使用者對該報警器的基本原理、安裝位置和合理選型不了解，常導致報警器故障頻發(fā)。因此，對可燃氣體檢測報警器的基本原理、常見問題進行了分析，并提出了相應的解決方法。

關鍵詞：可燃氣體檢測報警器；故障分析；檢測元件；顯示系統(tǒng)

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.147

可燃氣體檢測報警器主要由檢測元件、信號調(diào)理電路、報警系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)構成，已廣泛應用于石油化工領域，比如原油、液化氣泵房；污油、污水泵房；非敞開式的天然氣、液化氣壓縮機房；各類以天然氣或液化氣作為燃料的場所，用于實時監(jiān)測所處環(huán)境中存在的可燃氣體的濃度，并在濃度大于或小于一定閾值時發(fā)出警報，是保證安全生產(chǎn)、避免事故發(fā)生的重要計量器具。

1 可燃氣體檢測報警器的基本原理

常用可燃氣體檢測報警器為催化燃燒型。該類型報警器的檢測元件主要為難熔的金屬鉑絲。鉑絲與被檢測可燃氣體接觸后，會在自身表面發(fā)生氧化反應，反應放出的熱量將使鉑絲溫度升高，電阻率發(fā)生變化。此時，配合檢測橋路，可將電阻變化轉化為電壓變化，從而實現(xiàn)可燃氣體濃度的測定。

檢測橋路主要由檢測元件、固定電阻和調(diào)零電位器構成。橋路通電后，鉑絲溫度上升至正常工作溫度。當被檢測環(huán)境中無可燃氣體時，橋路平衡，輸出電壓為0 V；當被檢測環(huán)境中有可燃氣體與鉑絲接觸后，會在鉑絲表面發(fā)生氧化反應，放出熱量，導致鉑絲溫度逐漸升高，電阻增大，進而使橋路失去平衡，輸出與被測環(huán)境中可燃氣體濃度成正比的電壓信號。該電壓信號經(jīng)過調(diào)理電路的降噪、放大和AD轉換后送至顯示系統(tǒng)顯示。同時，也將該電壓信號與設定的電壓閾值進行比較，如果該電壓信號大于或小于設定的電壓閾值，即可燃氣體濃度超過限定值，則會觸發(fā)蜂鳴器，發(fā)出警報，發(fā)光二極管閃爍，以及時起到警示提醒的作用。

2 常見故障和解決對策

通過分析可燃氣體檢測報警器的原理，可將常見故障和解決對策歸納為以下幾類。

2.1 遠離無關冷暖氣流

由報警器的基本原理可知，鉑絲電阻率的變化會受環(huán)境溫度的影響。因此，在使用報警器時，不應將其置于空調(diào)或其他制冷、制暖設備附近，應避免因環(huán)境中的冷、暖氣流導致鉑絲的電阻率變化，從而引發(fā)檢測數(shù)據(jù)偏差或故障誤報。

2.2 避免電磁干擾

被測環(huán)境中存在的電磁波干擾、電源、電纜中信號脈沖或人體靜電都會成為影響報警器穩(wěn)定運行的不利因素。此外，不可靠的參考地也會影響檢測電壓輸出，造成檢測數(shù)據(jù)偏差。因此，安裝報警器時應遠離動力線、高壓電纜和大功率設備，盡量做好報警器的防護措施，正確選取可靠參考地，防止誤報。

2.3 合理選取安裝位置

要想報警器發(fā)揮其最大功效，正確的安裝位置至關重要。應將報警器安裝在易泄漏位置附近，遠離排氣扇，否則會導致檢測結果為稀釋后的可燃氣體濃度，與真實情況存在偏差。對于普通民用住宅，報警器宜應安裝在廚房燃氣管道、灶具附近。因天然氣密度<空氣密度<液化石油氣密度，所以，如果燃氣為天然氣，則報警器應安裝在距頂棚30 cm處；如果燃氣為液化石油氣，則應安裝在距地面30 cm處。

2.4 優(yōu)化檢測系統(tǒng)

可燃氣體檢測報警器可與排風扇等裝置聯(lián)動。當報警器檢測到環(huán)境中的可燃氣體濃度超過閾值且發(fā)出警報時，可及時啟動排風扇，降低可燃氣體的濃度，降低危險發(fā)生概率，從而避免因可燃氣體濃度過高對報警器造成損壞。

2.5 合理選型

可燃氣體檢測報警器的類型多種多樣，如果環(huán)境不同，則被測氣體也不盡相同。應根據(jù)實際情況合理選擇報警器的類型。如果被測氣體是易燃易爆型，則應選擇防爆型報警器；如果被測氣體是有毒氣體，則應根據(jù)氣體本身選擇專用儀器檢測。

2.6 定期維護和保養(yǎng)

可燃氣體檢測報警器的運行環(huán)境惡劣，各種污染性氣體、粉塵進入報警器是無法避免的。如果長時間不清理，則容易造成報警器靈敏度下降，甚至無法正常運行。因此，應定期對報警器進行除塵、校準等維護工作，以延長其使用壽命。

3 結束語

引起可燃氣體檢測報警器故障的原因十分復雜，但主要原因為使用者不了解其基本原理、安裝位置不當、未根據(jù)實際情況合適地選擇報警器的類型、維護保養(yǎng)不到位等。在使用中，如果能“對癥下藥”，在本文所述的幾個方面多加注意，則報警器一定能發(fā)揮其應有的作用，從而為人身安全和財產(chǎn)安全提供保障。

〔編輯：張思楠〕

Abstract： Combustible gas detection alarm can be used to monitor the concentration of the leak in the air and combustible gas alarm is important to ensure the safe production of measuring instruments. In the combustible gas detection alarm metrology work found that the majority of users of the basic principles of alarms， installation location and a reasonable selection do not know， often lead to frequent failure alarm. Therefore， the basic principle of the combustible gas detection alarm， common problems were analyzed and the corresponding solutions.

Key words： combustible gas detection alarm； failure analysis； detecting element； display system