可燃气体探测器标定装置的研究

田景超+宋茂武

摘要可燃气体检测报警器是国家规定强制检定的计量器具，广泛用于监测工作生产环境中的可燃气体浓度，关系到企业和员工生命财产的安全。可燃气体探测器是可燃气体检测报警器的重要部件，直接与现场环境接触，为报警器提供直接数据，其性能好坏是评定整个产品的重要指标。文章对可燃气体探测器的标定装置进行了研究，旨在进行科学的检测和标定，为用户提供准确的检测数据。

关键词可燃气体；探测器；标定装置

中图分类号：X932 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0015-01

1概述

可燃气体检测报警器是国家规定强制检定的计量器具，广泛用于监测工作生产环境中的可燃气体浓度，并提供报警和连锁控制等功能，对存在可燃气体场所的安全提供保障。为防止因可燃气体报警器非正常使用状态引发生产安全事故、确保安全生产，应定期对其进行检定。

据统计，大庆油田采油使用中的可燃气体报警器（含便携式）共计两万只左右，各种型号10多种。可燃气体报警器产品质量性能已经关系到企业和员工生命财产的安全。

可燃气体探测器是可燃气体检测报警器的重要部件，直接与现场环境接触，为仪器提供直接数据，其性能好坏是评定整个产品的重要指标。我们对可燃气体探测器的标定装置进行了研究，旨在进行科学的检测和标定，为用户提供准确的检测数据。

2主要研究内容

1）标定流程设计，应参照检定规程和相关国家标准，考虑到标定的每一个步骤和细节，确定装置所需的各种设备。

2）标定装置所需设备的选型，其各项指标应能满足检定要求。

3）模拟环境的设计，保证标定环境可控、稳定。

4）装置性能的研究，整套装置的精度、不确定度等参数应符合相关标准要求。

5）装置工作安全方面的考虑，保证标定过程的安全，包括用电、用气的安全等。

3主要技术指标

1）满足JJG 693-2011 《可燃气体检测报警器检定规程》要求。

2）流量范围：0-5000 ml/min。

3）气体配比浓度范围：0-100%LEL（LEL为爆炸下限）。

4）配气不确定度：＜1.5%。

5）流量示值误差限：±0.5%。

6）气体测量误差：≤±1%FS（FS为满量程）。

4技术研究

可燃气体探测器一般采用催化型或半导体型气敏元件，在标定过程中必须考虑各种因素对气敏元件检测性能的影响，包括环境温度、气体环境的均匀性、气体流速等。因此标定装置在设计上必须考虑上述因素，尽量减少误差源。为提高气体浓度检测精度，应选用精度较高的气体配比仪和红外线气体分析仪。

4.1 装置配置（如图1）

图1标定装置配置示意图

4.2 设备的选型

本装置所使用的主要设备包括：气体配比仪、红外线气体分析仪及标定试验箱。其中气体配比仪和红外线气体分析仪为市场购置，标定试验箱为自制。以下是其具体技术参数：

1）气体配比仪：

流量范围：0-5000 ml/min。

浓度范围：可配比任意浓度的混合气体。

流量精度：＜0.5%。

配气不确定度：＜1.5%。

转换浓度响应时间：＜60s。

2）红外线气体分析仪数：

测量范围：0-100%（体积百分比）。

零点漂移：≤±1%FS/7d。

量程漂移：≤±1%FS/7d。

线性误差：≤±1%FS。

重复性：≤0.5%。

响应时间：T90＜10秒（典型值）。

样气流量：200-1000 ml／min。

样气压力：2-20 kPa。

3）标定试验箱：

试验箱容积：0.1 m3，可密封。

试验箱材料：与可燃性气体不发生反应的有机玻璃。

箱内配置：搅拌风扇及挡流板、导风板。

其他配置：排气扇。

4.3 工作原理

标准样气经减压装置和混合气体按照一定的比例接入气体配比仪，经过混合的标准气体进入标定试验箱。标定试验箱内的搅拌系统使箱内气体浓度保持均匀，并保证气流不直吹被测仪器。通过红外线气体分析仪在线监测试验箱内气体浓度，以便进行标定环境气体浓度的精确调整。

4.4 标定流程

将可燃气体探测器置于标定试验箱内，通过气体配比仪供给一定浓度的标准气体，并由红外线气体分析仪在线检测试验箱内气体浓度，进行各种标定试验。观察并记录探测器的报警状态以及示值，进而判定该被检仪器的示值误差、重复性等技术指标是否符合标准要求。

4.5 关键技术及创新点

此项研究的关键技术在于：由气体配比仪器、分析仪器以及标定试验箱等设备共同组成一个试验参数精确的标定环境，试验参数包括气体流量、气体流速、气体浓度控制等。

此项研究的创新点是：使用风扇与挡流板和导风板配合的搅拌方式，使标定试验箱内气体扩散均匀，并保证气流不直吹探测器，以免影响气敏元件工作状态而产生误差。

5现场应用情况

我们研究出的可燃气体探测器标定装置，已经在我所报警器实验室投入试验性使用。该装置能够依据JJG 693-2011《可燃气体检测报警器检定规程》对可燃气体检测报警器的探测器进行标定试验，各项参数均符合规程要求。

6结论及认识

通过研究我们认识到，如何真实模拟现场环境、最大限度减小外界条件对可燃气体探测器造成的影响和对标定环境进行精确控制，是衡量可燃气体探测器标定装置的三项重要因素，我们通过上述的技术研究，较好地完成了整体设计，达到了预期的目标。

另一方面，本装置还存在一些不足之处，我们会在以后的试验中逐步加以改进，使其日趋完善。

参考文献

[1]JJG 693-2011 可燃气体检测报警器检定规程[S].

[2]GB 15322.1-2003 可燃气体探测器第1部分：测量范围为0～100%LEL的点型可燃气体探测器[S].

[3]GB 15322.2-2003 可燃气体探测器第2部分：测量范围为0～100%LEL的独立式可燃气体探测器[S].

[4]邓立三.气体检测与计量[M].黄河水利出版社，2009.

endprint

摘要可燃气体检测报警器是国家规定强制检定的计量器具，广泛用于监测工作生产环境中的可燃气体浓度，关系到企业和员工生命财产的安全。可燃气体探测器是可燃气体检测报警器的重要部件，直接与现场环境接触，为报警器提供直接数据，其性能好坏是评定整个产品的重要指标。文章对可燃气体探测器的标定装置进行了研究，旨在进行科学的检测和标定，为用户提供准确的检测数据。

关键词可燃气体；探测器；标定装置

中图分类号：X932 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0015-01

1概述

可燃气体检测报警器是国家规定强制检定的计量器具，广泛用于监测工作生产环境中的可燃气体浓度，并提供报警和连锁控制等功能，对存在可燃气体场所的安全提供保障。为防止因可燃气体报警器非正常使用状态引发生产安全事故、确保安全生产，应定期对其进行检定。

据统计，大庆油田采油使用中的可燃气体报警器（含便携式）共计两万只左右，各种型号10多种。可燃气体报警器产品质量性能已经关系到企业和员工生命财产的安全。

可燃气体探测器是可燃气体检测报警器的重要部件，直接与现场环境接触，为仪器提供直接数据，其性能好坏是评定整个产品的重要指标。我们对可燃气体探测器的标定装置进行了研究，旨在进行科学的检测和标定，为用户提供准确的检测数据。

2主要研究内容

1）标定流程设计，应参照检定规程和相关国家标准，考虑到标定的每一个步骤和细节，确定装置所需的各种设备。

2）标定装置所需设备的选型，其各项指标应能满足检定要求。

3）模拟环境的设计，保证标定环境可控、稳定。

4）装置性能的研究，整套装置的精度、不确定度等参数应符合相关标准要求。

5）装置工作安全方面的考虑，保证标定过程的安全，包括用电、用气的安全等。

3主要技术指标

1）满足JJG 693-2011 《可燃气体检测报警器检定规程》要求。

2）流量范围：0-5000 ml/min。

3）气体配比浓度范围：0-100%LEL（LEL为爆炸下限）。

4）配气不确定度：＜1.5%。

5）流量示值误差限：±0.5%。

6）气体测量误差：≤±1%FS（FS为满量程）。

4技术研究

可燃气体探测器一般采用催化型或半导体型气敏元件，在标定过程中必须考虑各种因素对气敏元件检测性能的影响，包括环境温度、气体环境的均匀性、气体流速等。因此标定装置在设计上必须考虑上述因素，尽量减少误差源。为提高气体浓度检测精度，应选用精度较高的气体配比仪和红外线气体分析仪。

4.1 装置配置（如图1）

图1标定装置配置示意图

4.2 设备的选型

本装置所使用的主要设备包括：气体配比仪、红外线气体分析仪及标定试验箱。其中气体配比仪和红外线气体分析仪为市场购置，标定试验箱为自制。以下是其具体技术参数：

1）气体配比仪：

流量范围：0-5000 ml/min。

浓度范围：可配比任意浓度的混合气体。

流量精度：＜0.5%。

配气不确定度：＜1.5%。

转换浓度响应时间：＜60s。

2）红外线气体分析仪数：

测量范围：0-100%（体积百分比）。

零点漂移：≤±1%FS/7d。

量程漂移：≤±1%FS/7d。

线性误差：≤±1%FS。

重复性：≤0.5%。

响应时间：T90＜10秒（典型值）。

样气流量：200-1000 ml／min。

样气压力：2-20 kPa。

3）标定试验箱：

试验箱容积：0.1 m3，可密封。

试验箱材料：与可燃性气体不发生反应的有机玻璃。

箱内配置：搅拌风扇及挡流板、导风板。

其他配置：排气扇。

4.3 工作原理

标准样气经减压装置和混合气体按照一定的比例接入气体配比仪，经过混合的标准气体进入标定试验箱。标定试验箱内的搅拌系统使箱内气体浓度保持均匀，并保证气流不直吹被测仪器。通过红外线气体分析仪在线监测试验箱内气体浓度，以便进行标定环境气体浓度的精确调整。

4.4 标定流程

将可燃气体探测器置于标定试验箱内，通过气体配比仪供给一定浓度的标准气体，并由红外线气体分析仪在线检测试验箱内气体浓度，进行各种标定试验。观察并记录探测器的报警状态以及示值，进而判定该被检仪器的示值误差、重复性等技术指标是否符合标准要求。

4.5 关键技术及创新点

此项研究的关键技术在于：由气体配比仪器、分析仪器以及标定试验箱等设备共同组成一个试验参数精确的标定环境，试验参数包括气体流量、气体流速、气体浓度控制等。

此项研究的创新点是：使用风扇与挡流板和导风板配合的搅拌方式，使标定试验箱内气体扩散均匀，并保证气流不直吹探测器，以免影响气敏元件工作状态而产生误差。

5现场应用情况

我们研究出的可燃气体探测器标定装置，已经在我所报警器实验室投入试验性使用。该装置能够依据JJG 693-2011《可燃气体检测报警器检定规程》对可燃气体检测报警器的探测器进行标定试验，各项参数均符合规程要求。

6结论及认识

通过研究我们认识到，如何真实模拟现场环境、最大限度减小外界条件对可燃气体探测器造成的影响和对标定环境进行精确控制，是衡量可燃气体探测器标定装置的三项重要因素，我们通过上述的技术研究，较好地完成了整体设计，达到了预期的目标。

另一方面，本装置还存在一些不足之处，我们会在以后的试验中逐步加以改进，使其日趋完善。

参考文献

[1]JJG 693-2011 可燃气体检测报警器检定规程[S].

[2]GB 15322.1-2003 可燃气体探测器第1部分：测量范围为0～100%LEL的点型可燃气体探测器[S].

[3]GB 15322.2-2003 可燃气体探测器第2部分：测量范围为0～100%LEL的独立式可燃气体探测器[S].

[4]邓立三.气体检测与计量[M].黄河水利出版社，2009.

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摘要可燃气体检测报警器是国家规定强制检定的计量器具，广泛用于监测工作生产环境中的可燃气体浓度，关系到企业和员工生命财产的安全。可燃气体探测器是可燃气体检测报警器的重要部件，直接与现场环境接触，为报警器提供直接数据，其性能好坏是评定整个产品的重要指标。文章对可燃气体探测器的标定装置进行了研究，旨在进行科学的检测和标定，为用户提供准确的检测数据。

关键词可燃气体；探测器；标定装置

中图分类号：X932 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0015-01

1概述

可燃气体检测报警器是国家规定强制检定的计量器具，广泛用于监测工作生产环境中的可燃气体浓度，并提供报警和连锁控制等功能，对存在可燃气体场所的安全提供保障。为防止因可燃气体报警器非正常使用状态引发生产安全事故、确保安全生产，应定期对其进行检定。

据统计，大庆油田采油使用中的可燃气体报警器（含便携式）共计两万只左右，各种型号10多种。可燃气体报警器产品质量性能已经关系到企业和员工生命财产的安全。

可燃气体探测器是可燃气体检测报警器的重要部件，直接与现场环境接触，为仪器提供直接数据，其性能好坏是评定整个产品的重要指标。我们对可燃气体探测器的标定装置进行了研究，旨在进行科学的检测和标定，为用户提供准确的检测数据。

2主要研究内容

1）标定流程设计，应参照检定规程和相关国家标准，考虑到标定的每一个步骤和细节，确定装置所需的各种设备。

2）标定装置所需设备的选型，其各项指标应能满足检定要求。

3）模拟环境的设计，保证标定环境可控、稳定。

4）装置性能的研究，整套装置的精度、不确定度等参数应符合相关标准要求。

5）装置工作安全方面的考虑，保证标定过程的安全，包括用电、用气的安全等。

3主要技术指标

1）满足JJG 693-2011 《可燃气体检测报警器检定规程》要求。

2）流量范围：0-5000 ml/min。

3）气体配比浓度范围：0-100%LEL（LEL为爆炸下限）。

4）配气不确定度：＜1.5%。

5）流量示值误差限：±0.5%。

6）气体测量误差：≤±1%FS（FS为满量程）。

4技术研究

可燃气体探测器一般采用催化型或半导体型气敏元件，在标定过程中必须考虑各种因素对气敏元件检测性能的影响，包括环境温度、气体环境的均匀性、气体流速等。因此标定装置在设计上必须考虑上述因素，尽量减少误差源。为提高气体浓度检测精度，应选用精度较高的气体配比仪和红外线气体分析仪。

4.1 装置配置（如图1）

图1标定装置配置示意图

4.2 设备的选型

本装置所使用的主要设备包括：气体配比仪、红外线气体分析仪及标定试验箱。其中气体配比仪和红外线气体分析仪为市场购置，标定试验箱为自制。以下是其具体技术参数：

1）气体配比仪：

流量范围：0-5000 ml/min。

浓度范围：可配比任意浓度的混合气体。

流量精度：＜0.5%。

配气不确定度：＜1.5%。

转换浓度响应时间：＜60s。

2）红外线气体分析仪数：

测量范围：0-100%（体积百分比）。

零点漂移：≤±1%FS/7d。

量程漂移：≤±1%FS/7d。

线性误差：≤±1%FS。

重复性：≤0.5%。

响应时间：T90＜10秒（典型值）。

样气流量：200-1000 ml／min。

样气压力：2-20 kPa。

3）标定试验箱：

试验箱容积：0.1 m3，可密封。

试验箱材料：与可燃性气体不发生反应的有机玻璃。

箱内配置：搅拌风扇及挡流板、导风板。

其他配置：排气扇。

4.3 工作原理

标准样气经减压装置和混合气体按照一定的比例接入气体配比仪，经过混合的标准气体进入标定试验箱。标定试验箱内的搅拌系统使箱内气体浓度保持均匀，并保证气流不直吹被测仪器。通过红外线气体分析仪在线监测试验箱内气体浓度，以便进行标定环境气体浓度的精确调整。

4.4 标定流程

将可燃气体探测器置于标定试验箱内，通过气体配比仪供给一定浓度的标准气体，并由红外线气体分析仪在线检测试验箱内气体浓度，进行各种标定试验。观察并记录探测器的报警状态以及示值，进而判定该被检仪器的示值误差、重复性等技术指标是否符合标准要求。

4.5 关键技术及创新点

此项研究的关键技术在于：由气体配比仪器、分析仪器以及标定试验箱等设备共同组成一个试验参数精确的标定环境，试验参数包括气体流量、气体流速、气体浓度控制等。

此项研究的创新点是：使用风扇与挡流板和导风板配合的搅拌方式，使标定试验箱内气体扩散均匀，并保证气流不直吹探测器，以免影响气敏元件工作状态而产生误差。

5现场应用情况

我们研究出的可燃气体探测器标定装置，已经在我所报警器实验室投入试验性使用。该装置能够依据JJG 693-2011《可燃气体检测报警器检定规程》对可燃气体检测报警器的探测器进行标定试验，各项参数均符合规程要求。

6结论及认识

通过研究我们认识到，如何真实模拟现场环境、最大限度减小外界条件对可燃气体探测器造成的影响和对标定环境进行精确控制，是衡量可燃气体探测器标定装置的三项重要因素，我们通过上述的技术研究，较好地完成了整体设计，达到了预期的目标。

另一方面，本装置还存在一些不足之处，我们会在以后的试验中逐步加以改进，使其日趋完善。

参考文献

[1]JJG 693-2011 可燃气体检测报警器检定规程[S].

[2]GB 15322.1-2003 可燃气体探测器第1部分：测量范围为0～100%LEL的点型可燃气体探测器[S].

[3]GB 15322.2-2003 可燃气体探测器第2部分：测量范围为0～100%LEL的独立式可燃气体探测器[S].

[4]邓立三.气体检测与计量[M].黄河水利出版社，2009.

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