苯氣體檢測報警器校準用異丁烯氣體代替

1、苯氣體檢測報警器的原理和分類
苯氣體檢測報警器的檢測原理通常包括光離子化( PID) 檢測原理和半導體檢測原理等。PID 檢測原理是利用光離子化效應使得氣體電離，通過測量離子化的氣體電荷來檢測氣體濃度。半導體檢測原理是利用氣體的氧化還原反應，通過氣敏元件中金屬氧化物薄膜的阻值發(fā)生變化來檢測氣體濃度。由于半導體檢測原理靈敏度低、準確度差，一般只能定性檢測氣體，目前市場上大部分采用的是精度高、量程范圍廣、抗干擾性強的 PID 式苯氣體檢測報警器。
 
2、校準用替代標準氣體的選擇
根據(jù) JJF 1674—2017《苯氣體檢測報警器校準規(guī)范》，在校準過程中氣體標準物質(zhì)為空氣中苯氣體有證標準物質(zhì)或氮中苯氣體標準物質(zhì)。由于苯可以通過呼吸道、腸胃和皮膚等進入人體，引起血液中血小板和白血球數(shù)量的減少，損害造血組織和神經(jīng)系統(tǒng)。校準過程中若防護不當，長期使用含苯的標準氣體會對校準人員的健康造成不可逆的損害。因此，選用合適的替代氣作為標準氣體以校準苯氣體檢測報警器是很有必要的。
 
2. 1 環(huán)境條件
環(huán)境溫度為 25℃，濕度為 70% 。
2. 2 被校儀器
1、固定式苯氣體檢測報警器，型號為GT-9801TC型，生產(chǎn)廠家為索富通，測量范圍為 0 ～ 100μmol /mol；
 
2. 3 測量方法
選定固定式苯氣體檢測報警器，將報警器通電預熱穩(wěn) 定 后，先通入零點氣體 ( 高 純 氮 氣) 和80μmol /mol 的苯氣體標準物質(zhì)，調(diào)整儀器的零點和示值; 再依次通入濃度為 20μmol /mol、40μmol /mol、
60μmol /mol、80μmol /mol 和 100μmol /mol 的替代標準氣體，本文中選取甲烷、異丁烷、異丁烯分別作為替代標準氣體通入，每次待儀器示值穩(wěn)定后，記錄儀器示值，每種濃度重復測量 3 次，取算術平均值作為最終儀器示值，由此得到甲烷、異丁烷、異丁烯分別作為替代標準氣體時，儀器示值 y 和氣體濃度 x 之間的關系。Ｒ2 表征趨勢線的擬合程度，其數(shù)值大小可以反映趨勢線的估計值與對應
的實際數(shù)據(jù)之間的擬合程 度，擬合程度越高，趨勢線的可靠性就越高，選取 Ｒ2≥0. 999 的關系曲線，即為優(yōu)選的替代標準氣體。甲烷、異丁烷、異丁烯標準氣體均購買于四川中測標物科技有限公司。
 
2. 4 測量結(jié)果
對上述三種固定式苯氣體檢測報警器進行替
代標準氣體的報警器試驗，示值結(jié)果分別如圖 1

由圖 1 中報警器甲烷、異丁烷、異丁烯的儀器示值 y 和氣體濃度 x 的關系曲線可知，相比甲烷和異丁烷，在使用異丁烯作為替代標準氣體時，儀器示值隨著替代氣濃度的增大而增大，線性系數(shù) Ｒ2值均大于 0. 999，關系式具體為: y =0. 51x，Ｒ2 = 0. 9992(GT-9801TC 型報警器) ;線性關系較好。在實際工作中，通過上述關系式直接換算出替代標準氣體對應濃度下儀器示值的標稱值，替代苯氣體來校準，便于校準工作中示值誤差的計算; 而采用甲烷、異丁烷作為替代氣時，雖然儀器示值隨著濃度的增大而增大，但其線性關系較差，無法由替代氣的濃度直接計算出儀器示值的標稱值。因此，選擇異丁烯作為苯氣體檢測報警器的校準用替代標準氣體。
 
3 替代標準氣體的流量設置
不同的流量設置對報警器示值的校準結(jié)果影響較大，因此，替代標準氣體選定后，流量設置成了校準報警器的一個重要問題。對GT-9801TC型固定式苯氣體檢測報警器，分別通入 20μmol /mol、40μmol /mol、60μmol /mol、80μmol /mol 和 100μmol /mol 的異丁烯標準氣體后觀察儀器示值。替代標準氣體流量與儀器示值的關系如圖 2 所示。

從圖 2 中可看到，對不同濃度替代標準氣體，當流量小于 500mL /min 時，儀器示值隨著流量的增大而急劇增大; 當流量增大到 500mL /min 后，儀器示值隨著流量的增大并無明顯變化，趨于平穩(wěn)。因此，在校準該類苯氣體檢測報警器時，替代標準氣體的流量應控制在 500 ～ 800mL /min 范圍內(nèi)最為適宜。
 
 
4 結(jié)論
苯氣體檢測報警器在工業(yè)生產(chǎn)中的應用越來越多，必須對其進行定期的校準，做到防患于未然。本文通過選用不同濃 度 的 異丁烯、甲 烷、異丁烷三種替 代 標 準 氣 體，分別通入苯氣體檢測報警器中，得 出 三 種 氣 體 的 濃 度 /示 值 曲 線 圖，最終選定線性程度好的異丁烯作為替代標準氣體，并對異丁烯替代標準氣體的通入流量進行優(yōu)化，進一步提高了校準質(zhì)量和效率。綜上所述，校準時選擇異丁烯代替毒性較大的苯作為標準氣體，設置合適的氣體流量，在提高校準質(zhì)量的同時減少了對校準人員身體的傷害，具有重要的現(xiàn)實意義。