國家雖然針對可燃氣體報警器檢定工作，制定了相關的技術規(guī)程JJG693-2011《可燃氣體報警器檢定規(guī)程》并逐年完善，可是卻沒有明確規(guī)定擴散罩的設計和規(guī)格以及檢定要求標準，這樣在進行可燃氣體報警器的檢定工作時，常常因為一部分設備原因影響檢定質(zhì)量，危害了有關企業(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方法。

一、可燃氣體報警器檢定用擴散罩的改進要素分析

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

1.擴散罩的安裝方式。擴散罩在進行安裝時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(wěn)定流動，不會對檢定工作造成較大影響，所以不需要對其進行改進處理。

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

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)過一段時間后才能排出，假如空氣排出比較慢，那么相應時間的數(shù)據(jù)就會受到影響。

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

二、對擴散罩設計進行改進優(yōu)化處理的方案

1.對安裝方式進行改進處理

(1)運用按壓法對報警器進行檢定，在檢定時，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始檢定。當檢定完成以后，將檢定罩取下來，然后安裝防塵罩，安裝時間應該在60秒左右。該方法使用程序較為復雜，工作效率不高。

(2)對擴散罩進行改進以后，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一個口洞。在對其進行檢定時，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施檢定工作。該方法不用對防塵罩進行拆卸，節(jié)約了大量時間，安裝使用時間為10s左右。

對上述兩種方法進行比較，會發(fā)現(xiàn)當安裝方式改進以后，安裝使用擴散罩的時間一共節(jié)約了近80%，使工作效率大大提升。

2.對排氣罩內(nèi)的空氣排出時間進行優(yōu)化

筆者監(jiān)測了某油田使用的多種類型的可燃氣體報警器中探測頭部的直徑，發(fā)現(xiàn)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(nèi)的密閉空間進行計算，即28.26cm²。根據(jù)規(guī)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間為3.4s。如果擴散罩中的氣體密度為標準氣體濃度90%時，時間可以為4s，此時，能夠?qū)U散罩中的空氣快速排出，防止影響響應時間的結果。

3.對擴散罩的內(nèi)外壓差進行優(yōu)化

通過以上的優(yōu)化設計，按照伯努利方程獲得風壓間的一個關系式為

WP=0.5×Ro×V²    (1)

式中:V——風速，m/s；Ro——空氣的密度，kg/m²；WP——風壓，kN/m²。假如處于標準情況下，如果風壓為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。而管道出水口的實際流速就是擴散罩內(nèi)的最大風速，用V_max表示，即V_max=q/s，即最大風速為0.11m/s。所以，在擴散罩中通入標準氣體將會產(chǎn)生的動壓WP為0.75×10^-2Pa，可以忽略此壓差，不會出現(xiàn)因為壓差非常大使標準氣壓進入傳感器的情況。

4.對尺寸以及材料進行加工

通過對上述尺寸的運用，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現(xiàn)。

 (2)對材料進行加工。擴散罩應該具備較強的切削加工功能，進而更好地進行開制螺紋與切削加工等工作。與此同時，在選擇擴散罩的材料時，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(xiàn)它們都能使加工要求得到滿足。但是標準氣壓下，H62黃銅的吸附性非常強，而且價格要比尼龍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度、硬度以及抗腐蝕性。通過對上述特性進行綜合比較探究，發(fā)現(xiàn)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

綜上所述，因為可燃氣體報警器通常會在較為惡劣的環(huán)境中工作，氣體報警器的探頭防塵罩經(jīng)常會出現(xiàn)生銹或是進灰的現(xiàn)象，此時泄漏的氣體就不能順利進入報警器中，假如依舊使用未改進的擴散罩，那么很難發(fā)現(xiàn)此問題。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(shù)據(jù)不準的情況發(fā)生，進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：湖南省岳陽市質(zhì)量計量檢驗檢測中心計量所 馬浩