气体检测仪在线计量装置研究

田郁郁，王志鹏，范 颖

（天津市计量监督检测科学研究院，天津 300192）

气体检测仪在线计量装置研究

田郁郁，王志鹏，范 颖

（天津市计量监督检测科学研究院，天津 300192）

为保障石油化工等行业的安全生产，各类气体检测仪获得广泛应用。本文结合实际检定工作，针对传统检定方式的缺陷，设计了一种气体检测仪在线计量装置。采用En值法将该装置配置的标准气体与国家一级标准气体进行比对。结果表明，该装置的稀释方法可靠，可应用于各类气体检测仪的检定。

气体检测仪；在线计量；En值法

1 概论

随着化学工业的快速发展，易燃易爆及有毒有害气体种类增加，及时获知空气中目标气体的含量对避免爆炸、中毒事故非常重要。因此，各类气体检测仪、报警器被广泛应用于环境监测中，其量值准确与否事关人们生命财产安全。

传统的在线检定方式需一名检定人员到检测仪安装处并通入气体标准物质，在控制器一端，由另一名检定人员观测示值及报警状况。此种方式有以下几点不足：第一，在石化、钢铁等工厂现场，一些检测仪安装位置极高，受现场管路遮挡，天梯、升降车无处安放，难以触及；第二，检定气体检测仪、报警器的示值误差，通常至少需要三个浓度值的气体标准物质，单一工作人员无法同时携带，造成检定效率低下。第三，若采取离线检定方式，将检测仪全部拆卸，放置在实验室中进行检定，也有重大隐患：检测仪与生产装置之间通常存在着耦合关系，同时联动报警与电闸，稍有疏漏便会造成不可逆的损失。所以，现急需一种在线计量装置，以应对安装于各处、量程迥异的检测仪的检定，拓展计量对象，提高检定效率。

2 气体检测仪在线计量装置的设计及可靠性验证

本文设计了一种气体检测仪在线计量装置，如图1所示。该装置的核心部件为动态稀释装置，其配气原理为质量流量混合法，配气不确定度Urel=1.1%（k=2）。

图1 气体检测仪在线计量装置结构简图

为验证该装置的可靠性，本文采取了En值法[1]，将该装置配置的标准气体与国家一级标准气体进行比对。在相同测量条件下，用两种标准气体对同一台氧气分析器进行测量[2-3]，其中国家一级气体测量所得的示值误差和重复性结果分别如表1和表2所示。

表1 氧分析器示值误差（国家一级气体测量结果）

表2 氧分析器测量重复性（国家一级气体测量结果）

对于12.6%的氧气标准物质的测量，其A类不确定度为：

由气体标准物质引入的不确定度为：

由仪器分辨率引入的不确定度为：

所以，其扩展不确定度为：

同理，对于浓度为506 μmol/mol的氧气标准物质，其测量结果的扩展不确定度为Urel=1.1%（k=2）。

利用本装置将高浓度氧气稀释至与国家一级气体相同的浓度，测量所得的示值误差和重复性结果分别如表3和表4所示。

表3 氧分析器示值误差（本装置所配标准气体测量结果）

表4 氧分析器测量重复性（本装置所配标准气体测量结果）

按上述计算方法，对所配制的12.61%的氧气，其扩展不确定度为Urel=1.4%（k=2）。对所配制的504.2 μmol/mol的氧气，其扩展不确定度为Urel=1.2%（k=2）。

以En值法判定所配制的气体标准物质的可靠性，利用公式可得结果如下：对于12.61%的氧气，En=0.05≤1，故该稀释方法可靠；对于504.2 μmol/mol的氧气，En=0.004≤1，故该稀释方法可靠。

3 结语

本装置在（10-6-10-2）mol/mol浓度范围内所配制的标准气体Urel=1.1%（k=2），符合各气体检测仪检定规程的要求。与国家一级气体标准物质比对结果表明，该装置的稀释方法可靠。本装置同样适用于硫化氢、二氧化硫、氨气等活泼气体的标物配置，从而实现了即配即用，其量值更为准确，可应对安装于各处、量程迥异的气体检测仪的检定。

1中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.JJG 365-2008 电化学氧测定仪[S].北京：中国标准出版社，2008.

2中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.JJG 945-2010 微量氧分析仪[S].北京：中国标准出版社，2010.

3中国合格评定国家认可委员会.CNAS-GL02：2014能力验证结果的统计处理和能力评价指南[S].北京：中国标准出版社，2014.

Research of On-line Measuring Device of Gas Detector

Tian Yuyu, Wang Zhipeng, Fan Ying
(Tianjin Institute of Metrological Supervision Testing, Tianjin 300192, China)

To ensure the safety producing of petroleum, chemical and related industries, Various types of gas detector was widely used. In this paper, basing on the actual testing work, aiming at the defects of the traditional test method, an on-line measuring device of gas detector was designed. The standard gas of the device was compared with the national standard gas by using En value method, The results showed that The dilution method of this device is reliable, it can be applied to the testing of various types of gas detector.

gas detector; on-line testing; En value method

TH83

A

1008-9500(2017)05-0080-03

2017-03-19

田郁郁（1985-），男，天津人，硕士研究生，工程师，从事化学计量工作。