國家雖然針對可燃氣體報警器檢定工作，制定了相關(guān)的技術(shù)規程JJG693-2011《可燃氣體報警器檢定規程》并逐年完善，可是卻沒(méi)有明確規定擴散罩的設計和規格以及檢定要求標準，這樣在進(jìn)行可燃氣體報警器的檢定工作時(shí)，常常因為一部分設備原因影響檢定質(zhì)量，危害了有關(guān)企業(yè)以及行業(yè)的安全。為此，筆者分析了針對可燃氣體報警器中擴散罩的具體改進(jìn)方法。

一、可燃氣體報警器檢定用擴散罩的改進(jìn)要素分析

筆者通過(guò)對影響擴散罩檢定效果的原因進(jìn)行分析后，發(fā)現主要因素包括以下四點(diǎn)。

1.擴散罩的安裝方式。擴散罩在進(jìn)行安裝時(shí)應先拆下防塵器中的防塵罩，之后再將擴散罩扣至在傳感器上扣上，當檢定工作完成以后，再把防塵罩安裝回去。該檢定步驟繁瑣，對工作效率影響非常大。

2.擴散罩的防風(fēng)效果。目前檢定用擴散罩設計主要運用密封設計方式，可以使擴散罩中的氣體穩定流動(dòng)，不會(huì )對檢定工作造成較大影響，所以不需要對其進(jìn)行改進(jìn)處理。

3.擴散罩的內外壓差。通過(guò)氣瓶將標準氣體直接通入擴散罩中，擴散罩的內外部氣壓根本無(wú)法保持一致。如果擴散罩的內部和外部出現壓差時(shí)，那么發(fā)生泄漏的情況就無(wú)法被真實(shí)反映出來(lái)。

4.擴散罩是否可以快速排出空氣。目前，擴散罩中存在的空氣需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才能排出，假如空氣排出比較慢，那么相應時(shí)間的數據就會(huì )受到影響。

通過(guò)分析得出結論，使用擴散罩影響檢定結果的要素包括安裝方式、擴散罩內空氣的排出速度與內外壓力差等。

二、對擴散罩設計進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化處理的方案

1.對安裝方式進(jìn)行改進(jìn)處理

(1)運用按壓法對報警器進(jìn)行檢定，在檢定時(shí)，應先將防塵罩取下，然后再在報警器的傳感器上安裝擴散罩，最后在通入標準氣體以后開(kāi)始檢定。當檢定完成以后，將檢定罩取下來(lái)，然后安裝防塵罩，安裝時(shí)間應該在60秒左右。該方法使用程序較為復雜，工作效率不高。

(2)對擴散罩進(jìn)行改進(jìn)以后，在罩口處運用螺紋將罩體和罩扣緊密連接在一起，并覆蓋上一層皮膜。之后，在皮膜的中心位置開(kāi)一個(gè)口洞。在對其進(jìn)行檢定時(shí)，應該在防塵罩的外邊套上擴散罩，這樣防塵罩、擴散罩和皮膜間就能夠形成密閉的空間，然后就可以通入標準氣體實(shí)施檢定工作。該方法不用對防塵罩進(jìn)行拆卸，節約了大量時(shí)間，安裝使用時(shí)間為10s左右。

對上述兩種方法進(jìn)行比較，會(huì )發(fā)現當安裝方式改進(jìn)以后，安裝使用擴散罩的時(shí)間一共節約了近80%，使工作效率大大提升。

2.對排氣罩內的空氣排出時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化

筆者監測了某油田使用的多種類(lèi)型的可燃氣體報警器中探測頭部的直徑，發(fā)現最大值是7cm，其中擴散罩的底部距離探測器頭部1cm。這樣可對擴散罩內的密閉空間進(jìn)行計算，即28.26cm²。根據規程要求，通常情況下，標準氣體的流量應該為500ml/min，即氣體流量為8.3ml/s，排出擴散罩中空氣的時(shí)間為3.4s。如果擴散罩中的氣體密度為標準氣體濃度90%時(shí)，時(shí)間可以為4s，此時(shí)，能夠將擴散罩中的空氣快速排出，防止影響響應時(shí)間的結果。

3.對擴散罩的內外壓差進(jìn)行優(yōu)化

通過(guò)以上的優(yōu)化設計，按照伯努利方程獲得風(fēng)壓間的一個(gè)關(guān)系式為

WP=0.5×Ro×V²    (1)

式中:V——風(fēng)速，m/s；Ro——空氣的密度，kg/m²；WP——風(fēng)壓，kN/m²。假如處于標準情況下，如果風(fēng)壓為V²/1600，所選管路的半徑應該為5毫米，所以管路橫截面積用s表示，即橫截面積為0.785cm²。而管道出水口的實(shí)際流速就是擴散罩內的最大風(fēng)速，用V_max表示，即V_max=q/s，即最大風(fēng)速為0.11m/s。所以，在擴散罩中通入標準氣體將會(huì )產(chǎn)生的動(dòng)壓WP為0.75×10^-2Pa，可以忽略此壓差，不會(huì )出現因為壓差非常大使標準氣壓進(jìn)入傳感器的情況。

4.對尺寸以及材料進(jìn)行加工

通過(guò)對上述尺寸的運用，該油田當中的報警器與擴散罩的檢定尺寸要求相符合，除此之外，設計要求也能夠得到實(shí)現。

 (2)對材料進(jìn)行加工。擴散罩應該具備較強的切削加工功能，進(jìn)而更好地進(jìn)行開(kāi)制螺紋與切削加工等工作。與此同時(shí)，在選擇擴散罩的材料時(shí)，應該以密度較小的材料為主，這樣施工人員可以更好攜帶與使用。所以，筆者對改性尼龍以及黃銅做了相應的評估，比較兩種材質(zhì)在機械性能方面存在差異，結果發(fā)現它們都能使加工要求得到滿(mǎn)足。但是標準氣壓下，H62黃銅的吸附性非常強，而且價(jià)格要比尼龍66+GF30(尼龍中添加了30%的玻璃纖維)高出很多。所以，從實(shí)驗結果與經(jīng)濟性角度考慮，筆者應該選擇尼龍66+GF30這種材料制作擴散罩。擴散罩封膜還應具備較強的伸長(cháng)度、硬度以及抗腐蝕性。通過(guò)對上述特性進(jìn)行綜合比較探究，發(fā)現運用1毫米的天然橡膠墊當作密封膜材料最為合適。

三、結束語(yǔ)

綜上所述，因為可燃氣體報警器通常會(huì )在較為惡劣的環(huán)境中工作，氣體報警器的探頭防塵罩經(jīng)常會(huì )出現生銹或是進(jìn)灰的現象，此時(shí)泄漏的氣體就不能順利進(jìn)入報警器中，假如依舊使用未改進(jìn)的擴散罩，那么很難發(fā)現此問(wèn)題。本文論述的結構設計可促使檢定報警器的工作質(zhì)量提升，又能防止因環(huán)境原因致使報警器檢定數據不準的情況發(fā)生，進(jìn)而保證報警器的安全運行。

本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2020年第1期

作者：湖南省岳陽(yáng)市質(zhì)量計量檢驗檢測中心計量所 馬浩