淺談可燃?xì)怏w報(bào)警器的使用原理及故障處理

趙丹+柳添耀

摘 要：本文就可燃?xì)怏w報(bào)警器的使用原理，介紹不同類型的可燃?xì)怏w報(bào)警器，通過(guò)對(duì)可燃?xì)怏w報(bào)警器原理的分析，探索故障產(chǎn)生的原因，描述報(bào)警器在工作當(dāng)中出現(xiàn)的常見(jiàn)故障及解決方法，對(duì)于新安裝可燃?xì)怏w報(bào)警器的使用者給出合理的建議。

關(guān)鍵詞：可燃?xì)怏w報(bào)警器；原理；故障分析及解決方法

中圖分類號(hào)：TM925 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）23-0054-02

伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，企事業(yè)單位燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目、化工石油項(xiàng)目的陸續(xù)興建，易燃易爆氣體必然存在行業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中，這些氣體的細(xì)小泄漏都會(huì)對(duì)生命財(cái)產(chǎn)安全造成重大影響，如何提高使用氣體安全防護(hù)措施，合理使用氣體報(bào)警裝置，解除安全防護(hù)裝置即報(bào)警器在實(shí)際使用中存在的相關(guān)故障是對(duì)使用者提出的具體要求。

可燃?xì)怏w報(bào)警器廣泛用于散發(fā)可燃?xì)怏w、可燃蒸汽的場(chǎng)所。可適用于化工企業(yè)、油庫(kù)、油氣站、燃?xì)忮仩t房、燃?xì)夤艿栏浇壬l(fā)可燃?xì)怏w、可燃蒸汽的場(chǎng)所進(jìn)行氣體泄漏報(bào)警。當(dāng)被探測(cè)區(qū)域內(nèi)的可燃?xì)怏w濃度達(dá)到報(bào)警設(shè)定值時(shí)，探測(cè)器立即發(fā)出聲音信號(hào)，同時(shí)發(fā)出燈光報(bào)警信號(hào)，以提醒即早采取安全措施，防止發(fā)生爆炸、火災(zāi)事故，從而保障消防安全。

可燃?xì)怏w報(bào)警器安裝要求，目前尚無(wú)統(tǒng)一規(guī)定。都是根據(jù)被測(cè)氣體比重來(lái)決定安裝高度，可燃?xì)怏w報(bào)警器運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)許多故障，此處所指故障是指可燃?xì)怏w報(bào)警器運(yùn)行過(guò)程不探測(cè)或探測(cè)出現(xiàn)誤差的現(xiàn)象。可燃?xì)怏w報(bào)警器出現(xiàn)故障除了產(chǎn)品方面的原因以外，主要是由于使用者不了解探測(cè)器性能，安裝、使用不當(dāng)引起的。使用者如何正確使用可燃?xì)怏w報(bào)警器，防止故障的發(fā)生首先使用者應(yīng)了解可燃?xì)怏w報(bào)警器的原理、性能，找出故障產(chǎn)生的根本所在，了解使用過(guò)程中如何防止故障的產(chǎn)生，從而提高操作人員的水平。

1 簡(jiǎn)述可燃?xì)怏w的種類及其常見(jiàn)報(bào)警器工作原理

可燃?xì)怏w是可燃物質(zhì)的一個(gè)態(tài)，指能夠與空氣在一定的濃度范圍內(nèi)均勻混合形成預(yù)混氣，遇到火源會(huì)發(fā)生爆炸的，燃燒過(guò)程中釋放出大量能量的氣體。

通常在實(shí)際使用中與可燃?xì)怏w報(bào)警一并連接的有控制器、聲光報(bào)警裝置、驅(qū)動(dòng)排風(fēng)、切斷閥等裝置，一旦發(fā)現(xiàn)氣體泄漏可燃?xì)怏w報(bào)警器就會(huì)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，以提醒采取人員疏散、強(qiáng)制排風(fēng)、關(guān)停設(shè)備等安全措施。可燃?xì)怏w報(bào)警器及其組成如圖1所示。

2 從可燃?xì)怏w報(bào)警器原理分析故障的產(chǎn)生

用于氣體安全檢測(cè)儀表的氣體傳感器按照其檢測(cè)原理的不同，主要分為金屬氧化物半導(dǎo)體式傳感器、催化燃燒式傳感器、電化學(xué)式傳感器、紅外吸收式傳感器、PID光離子化傳感器。

可燃?xì)怏w報(bào)警器是企事業(yè)單位安裝后探測(cè)可燃?xì)怏w濃度發(fā)出響應(yīng)的檢測(cè)器。平時(shí)使用較廣泛的可燃?xì)怏w報(bào)警器是催化型可燃?xì)怏w報(bào)警器和半導(dǎo)體型可燃?xì)怏w報(bào)警器兩種類型。廚房、食堂制作間等使用煤氣、天然氣、液化氣的場(chǎng)所主要使用半導(dǎo)體型可燃?xì)怏w報(bào)警器，散發(fā)可燃?xì)怏w的工礦企業(yè)單位主要使用催化型可燃?xì)怏w報(bào)警器。

催化燃燒式傳感器屬于高溫傳感器，催化元件的檢測(cè)元件是在鉑絲線圈上包以氧化鋁和粘合劑形成球狀，經(jīng)燒結(jié)而成，其外表面敷有鉑、鈀等稀有金屬催化層。對(duì)鉑絲通電流，使檢測(cè)元件持續(xù)高溫，此時(shí)若與可燃?xì)怏w接觸如甲烷氣體，甲烷就會(huì)在催化層上燃燒，燃燒的本質(zhì)是元件表面吸附的甲烷與吸附的氧離子之間的反應(yīng)，即燃燒使鉑絲線圈升溫，線圈的電阻值上升。測(cè)量鉑絲電阻值的變化就可以知道可燃?xì)怏w的濃度。

半導(dǎo)體式氣體傳感器結(jié)構(gòu)是在微型陶瓷基管上包以金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏材料和粘合劑燒結(jié)成氣敏元件，在陶瓷基管內(nèi)穿入加熱鉑絲形成加熱器用電極引線引出。其原理簡(jiǎn)單表述為金屬氧化物半導(dǎo)體在空氣中加熱到一定程度時(shí)，氧原子被吸附在帶負(fù)電荷的半導(dǎo)體表面，半導(dǎo)體表面電子會(huì)被轉(zhuǎn)移到吸附氧上，氧原子就變成了氧負(fù)離子，在半導(dǎo)體表面形成一個(gè)正的空間電荷層，導(dǎo)致表面勢(shì)壘不斷升高，阻礙電子流動(dòng)，此刻傳感器為高阻狀態(tài)。

可燃?xì)怏w報(bào)警器檢測(cè)部分的原理是儀器的傳感器采用檢測(cè)元件與固定電阻和調(diào)零電位器構(gòu)成檢測(cè)橋路。橋路以鉑絲為載體催化元件，通電后鉑絲溫度上升至工作溫度，空氣以自然擴(kuò)散方式或其它方式到達(dá)元件表面。當(dāng)空氣中無(wú)可燃性氣體時(shí)，橋路輸出為零，當(dāng)空氣中含有可燃性氣體并擴(kuò)散到檢測(cè)元件上時(shí)，由于催化作用產(chǎn)生無(wú)焰燃燒，使檢測(cè)元件溫度升高，鉑絲電阻增大，使橋路失去平衡，從而有一電壓信號(hào)輸出，這個(gè)電壓的大小與可燃性氣體濃度成正比，信號(hào)經(jīng)放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過(guò)液體顯示器顯示出可燃性氣體的濃度。

3 使用者使用可燃?xì)怏w報(bào)警器故障分析及對(duì)策

使用者使用可燃?xì)怏w報(bào)警器出現(xiàn)的故障的原因十分復(fù)雜，總的說(shuō)來(lái)主要因?yàn)槭褂谜卟涣私馓綔y(cè)器性能，設(shè)備選型不當(dāng)、使用者使用不當(dāng)、未按規(guī)范要求施工、維護(hù)保養(yǎng)不夠等引起故障。以下主要通過(guò)分析使用者使用可燃?xì)怏w報(bào)警器出現(xiàn)故障的原因，同時(shí)提出如何正確使用可燃?xì)怏w報(bào)警器，減少裝置故障的發(fā)生頻次。

3.1 使用者使用不當(dāng)

使用者使用探測(cè)器過(guò)程中，將空調(diào)和散熱器靠近可燃體探測(cè)器安裝，當(dāng)使用空調(diào)和散熱設(shè)備的過(guò)程中，如果冷、熱氣流直接吹過(guò)可燃?xì)怏w報(bào)警器，就有可能造成可燃?xì)怏w報(bào)警器鉑絲元件表面吸附的氧離子與可燃?xì)怏w之間的反應(yīng)，從而導(dǎo)致電阻率發(fā)生變化，顯示出檢測(cè)誤差，因此可燃?xì)怏w報(bào)警器應(yīng)遠(yuǎn)離風(fēng)扇、鍋爐設(shè)備、散熱器，避免安裝位置不合理出現(xiàn)故障。

可燃?xì)怏w報(bào)警器在安裝過(guò)程中應(yīng)安裝在無(wú)沖擊、無(wú)振動(dòng)、無(wú)強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾、易于檢修的場(chǎng)所，安裝探頭的地點(diǎn)與周邊管線或設(shè)備之間留有不小于0.5m的凈空和出入通道。可燃?xì)怏w報(bào)警器安裝位置、安裝角度、防護(hù)措施以及系統(tǒng)布線等方面應(yīng)防電磁干擾。電磁環(huán)境對(duì)可燃?xì)怏w報(bào)警器的影響途徑主要有兩條：空中電磁波干擾、電源及其他輸入輸出線上的窄脈沖群。

當(dāng)安裝可燃?xì)怏w報(bào)警器的場(chǎng)所需安裝排氣扇時(shí)，排氣扇如與可燃?xì)怏w報(bào)警器相鄰設(shè)置，泄漏的可燃?xì)怏w將無(wú)法充分?jǐn)U散到可燃?xì)怏w報(bào)警器附近，造成不能及時(shí)探測(cè)，怡誤戰(zhàn)機(jī)。

使用者使用可燃?xì)怏w報(bào)警器過(guò)程中應(yīng)注意易引起失靈的因素，如：雷電、低溫、高溫、潮濕等。

另外使用者還應(yīng)注意防爆場(chǎng)所的可燃?xì)怏w報(bào)警器的設(shè)置，如散發(fā)可燃?xì)怏w的甲類廠房應(yīng)選用防爆型的可燃?xì)怏w報(bào)警器，其防爆等級(jí)不應(yīng)低于現(xiàn)行規(guī)范相應(yīng)的防爆等級(jí)要求。使用者使用可燃?xì)怏w報(bào)警器還應(yīng)注意避免高溫、潮濕、水汽、濃煙可到的地方。探測(cè)器上不要放置物品或懸掛與設(shè)備無(wú)關(guān)的其他物品。使用者使用可燃?xì)怏w報(bào)警器盡量選用容易拆卸的組成裝置。

3.2 施工過(guò)程不規(guī)范

氣體檢測(cè)設(shè)備線纜鋪設(shè)時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)布線，系統(tǒng)內(nèi)不同電壓等級(jí)、不同電流類別的線路，不應(yīng)布在同一導(dǎo)管內(nèi)或線槽的同一槽孔內(nèi)。城鎮(zhèn)燃?xì)鈭?bào)警系統(tǒng)的布線，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。

施工過(guò)程不規(guī)范會(huì)在使用過(guò)程中使可燃?xì)怏w報(bào)警器產(chǎn)生探測(cè)故障。如可燃?xì)怏w報(bào)警器未設(shè)在設(shè)備易于泄漏可燃?xì)怏w附近，距離過(guò)遠(yuǎn)或安裝時(shí)與風(fēng)扇相鄰設(shè)置，泄漏的可燃?xì)怏w無(wú)法被可燃?xì)怏w報(bào)警器及時(shí)探測(cè)，從而貽誤消除安全隱患的最佳時(shí)機(jī)。

可燃?xì)怏w報(bào)警器如不可靠接地，不能消除電磁干擾，必將影響電壓，出現(xiàn)探測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)的故障。所以可燃?xì)怏w報(bào)警器施工過(guò)程中應(yīng)可靠接地此外，氣體報(bào)警器及接線端子設(shè)于易遭受碰撞或易進(jìn)水處，應(yīng)做好保護(hù)和防范措施，避免電器線路斷路或短路。

指示報(bào)警設(shè)備應(yīng)安裝在操作人員常駐的控制室、現(xiàn)場(chǎng)操作室等內(nèi)部。現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警器應(yīng)就近安裝在檢測(cè)器的區(qū)域。

在實(shí)際使用可燃?xì)怏w報(bào)警器的環(huán)境中，除了定期申請(qǐng)計(jì)量部門開(kāi)展計(jì)量檢定以外，維護(hù)人員還應(yīng)不定期檢查設(shè)備電源、排風(fēng)等裝置是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也要定期排查電源線連接和屏蔽線連接，排除灰塵、高溫、潮濕、雨淋外導(dǎo)致的探頭檢測(cè)不靈敏。endprint