王琳 刘洋
【摘要】本文从技术规范的确定、气体标准物质的选择、零点气体的选择、流量影响、仪器调整、减压阀与管路的选择等方面探讨了检定校准气体检测报警器和气体分析仪时的一些注意事项,并进一步探讨了检定安全方面的注意事项,希望可以为相关检定工作提供帮助。
【关键词】气体检测报警器;气体分析仪;检定;校准
【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.03.066
Discussion on the Precautions in the Verification and Calibration of Gas Detection Alarms and Gas Analyzers
WANG Lin1, LIU Yang2
(1.Liaoning Institute of Measurement, Shenyang 110004, China; 2.Liaoning Inspection, Examination & Certification Centre, Shenyang 110036, China)
Abstract: This article discusses some considerations for verifying and calibrating gas detection alarms and gas analyzers from the perspectives of determining technical specifications, selecting gas reference materials, selecting zero gas, flow effects, instrument adjustments, and selecting pressure relief valves and pipelines. It further discusses safety considerations for verification, and hopes to provide assistance for related verification work.
Keywords: gas detection alarm; gas analyzer; verification; calibration
气体检测报警器是用于检测某种气体浓度,当气体浓度达到一定数值后发出报警提示的仪器。常见的气体检测报警器按检测气体种类可分为可燃气体检测报警器和有毒有害气体(如一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氨气、氯气、氯化氢等)检测报警器。气体分析仪用于检测大气、管路或某特定空间中的气体浓度,从而起到产品质量、安全生产及环境监测等作用。对气体检测报警器和气体分析仪进行检定校准是保证仪器数值准确、可靠的有效途径。随着产业发展和安全防护意识的提升,相关单位对气体检测报警器的检定校准需求也随之增加。本文将对检定工作中的一些注意事项加以讨论。
常见的气体检测报警器、气体分析仪检定校准所依据的检定规程及校准规范见表1。
2.1检定规程的确定
在检定校准气体报警器、气体分析仪时,首先要确定仪器检测的气体种类、使用范围和检测原理,然后根据对应的检定规程进行检定校准。不同的检定规程规定的计量技术指标不同,如果选择错误的检定规程可能会导致对仪器计量性能及合格与否的判定出现错误。例如:与氧气分析仪相关的检定规程有JJG 365—2008《电化学氧测定仪》、JJG 945—2010《微量氧分析仪》、JJG 662—2005《顺磁式氧分析器》、JJG 535—2004《氧化锆氧分析器》这4项,当检定氧气分析仪时,我们首先要明确分析仪是电化学、顺磁氧或氧化锆中的哪一种,并判断其检测范围,然后根据对应的检测原理确定选择使用哪种检定规程。
2.2气体标准物质的选择
在检定校准气体报警器、气体分析仪时,应依据检定规程、校准规范的要求,选择对应的气体标准物质,并确定其种类和浓度。
2.2.1气体标准物质种类的确定
气体检测报警器上一般都会标明该仪器可以检测哪种气体,所以在对检定校准仪器时需要使用该气体标准物质。例如:可燃气体检测报警器可用以检测烃类、醚类、酯类、氢气等气体,根据JJG 693—2011《可燃气体检测报警器》要求,如果可燃气体报警器上标明了检测的气体为氢气,则需要使用氢气气体标准物质,如果未注明,建议采用异丁烷或丙烷气体标准物质。同时,还应注意有一部分可燃气体检测报警器为催化燃烧式,氧浓度对检测可燃气体的浓度会产生影响,所以不采用氮气中的气体标准物质,建议选择空气中的气体标准物质进行可燃气体检测报警器检定。2.2.2气体标准物质浓度的确定
检定硫化氢气体报警器的示值误差时,要求使用约为满量程20%、50%和80%的气体标准物质。仪器测量范围不同时,所需的气体标准物质浓度也不同。尤其在现场检定前,检定人员应尽量确定仪器测量范围,做好检定准备。
2.3零点气体的选择
常见的零点气体包括环境空气、合成空气、高纯氮气等。但是根据仪器原理和测量气体的不同,部分气体分析仪、报警器需要特定的零点气体。例如:检定六氟化硫检测报警仪时使用的零点气体为净化的压缩空气;检定电化学氧分析仪使用的零点气体为纯度不低于99.99%的氮气;检定一氧化碳、二氧化碳红外气体分析器时使用的零点气体为纯度不低于99.999%的氮气。因而,检定校准时要注意区分,选择合适的零点气体。
2.4流量对检定过程的影响
2.4.1流量计的选择
应按照检定规程或校准规范中规定的流量计级别选择流量计。例如,检定可燃气体检测报警器、硫化氢气体检测报警器、二氧化硫气体报警器时,相关检定规程要求使用不低于4级的流量计;检定顺磁式氧分析器时则要求使用不低于3级的流量计。
2.4.2流量控制
流量的大小影响气体浓度值的测量,因此要注意控制检定校准过程中的流量。检定校准泵吸式气体检测报警器时,需要保证旁通流量计有气体逸出。检定校准扩散式气体检测报警器、气体分析仪时,要按照说明书的要求调节流量大小,如果说明书中未标明,要按照检定规程或校准规范的要求进行流量控制。例如:检定氯化氢气体检测报警器时,流量一般控制在(500±50)mL/min;检定一氧化碳、二氧化碳红外气体分析器时,流量一般控制在(300±50)mL/min。
2.5仪器调整
按照检定规程、校准规范中的要求,判断仪器是否需要进行调整。例如:检定氧化锆氧分析器时,无须进行仪器调整;检定微量氧分析仪时应进行零点的调整;而电化学氧分析仪、可燃气体检测报警器、苯气体检测报警器、二氧化硫气体报警器、硫化氢气体报警器等仪器检定校准前,需要进行零点、示值的调整,示值调整时,也应注意使用气体的浓度。只有依据检定规程、校准规范完成仪器的调整后,才能准确评价仪器的计量性能,保证检定校准结果的准确性。
2.6减压阀与管路的选择
在进行氯气、氯化氢、氨气等吸附性、腐蚀性较强的气体报警器的检定校准时,需使用不锈钢阀和聚四氟乙烯、不锈钢管路,以减小气体的吸附效应,必要时可选抛光的不锈钢管路。若选择铜阀及其他易吸附的管路可能会导致仪器示值偏小甚至仪器无响应。
3.1气体标准物质的使用安全
气体标准物质是检定校准气体检测报警器最重要的计量器具之一,使用气体标准物质时必须注意使用安全。
3.1.1注意气瓶是否在检验有效期内
盛装气体标准物质的气瓶应依据国家标准进行检验,GB/ T 13004—2016《钢质无缝气瓶定期检验与评定》中规定了盛装不同种类气体的钢质无缝气瓶的检验周期,具体见表2。
提供气体标准物质的供应商在供应标准气体时应保证气瓶检验合格,当气瓶库存、闲置后继续使用时,要注意检查气瓶是否在检验有效期内,超过检验周期的应检验合格后再使用,对超过使用年限的气瓶需要报废,不得继续使用。气瓶有严重腐蚀、损伤或对其安全可靠性有怀疑时,应提前检验。
3.1.2气体标准物质使用、储存、运输的注意事项
使用气瓶时不能随意损坏、更改瓶身的标识、标志,使用时要保持直立状态,不同气体使用的减压阀不得混用,安装、拆卸减压阀时应将气瓶出气口避开人员所在方向。气体标准物质应储存在干燥、通风、避光的专用场所,不同种类的气体标准物质应分类存放,室内应放置气体报警器、防毒面具及防火器材,并在醒目处设置危险警告牌及严禁烟火标志。当使用气体标准物质在现场检定校准时,检定人员必须将气瓶或气袋阀门保持关闭状态,运输时应将气瓶固定放置,不得撞击和强烈振动。
3.2人员防护
检定校准气体检测报警器的实验室应配备通风装置、灭火器材及防毒面具,因为检定校准所使用的有毒有害气体部分浓度已超过安全浓度,所以相关操作应在通风装置中进行,操作人员要做好安全防护。现场检定时,检定人员根据现场实际情况穿戴安全帽、防毒面具、防砸鞋、气体报警器等安全防护设备,另配备可伸缩杆等设备,尽量减少高空作业情况。在室外使用气体标准物质时,检定人员尽量站在上风口处。
不同种类气体检测报警器、气体分析仪的检定校准有很多相似之处。但由于检测气体种类、检测原理不同,相对应的检定规程、校准规范中的计量要求和检定校准方法也不同。检定人员要注意区分,选择相对应检定规程或校准规范、气体标准物质和标准器、减压阀和管路,同时注意检定过程中对流量及仪器进行调整。本文从技术和安全的角度讨论检定校准气体检测报警器、气体分析仪的注意事项,为相关检定人员提供参考,在安全的前提下保证气体检测报警器、气体分析仪的检定工作顺利进行。
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[10]苯气体检测报警器校准规范:JJF 1674—2017[S].
【作者简介】
王琳,女,1989年出生,工程师,硕士,研究方向为化学计量。刘洋,男,1976年出生,硕士,研究方向为农业经济。
(编辑:李加鹏)