ZY6485可燃氣體探測器試驗設(shè)備（ 可燃氣體探測器高低溫濕熱試驗箱）
可燃氣體探測器閉環(huán)高低溫濕熱試驗箱在傳統(tǒng)的對可燃氣體探測器進行檢定的基礎(chǔ)上，結(jié)合標準GB-2003《可燃氣體報警器》中裝置的技術(shù)要求，研制了一套對0～100%LEL的可燃氣體探測器質(zhì)量檢驗的檢測裝置。
一、可燃氣體探測器試驗設(shè)備結(jié)構(gòu)
該裝置主要為探測器提供了一個模擬在線的工作環(huán)境。主體為一個環(huán)形箱體，具備高低溫濕熱箱的功能，結(jié)合箱體外的紅外氣體分析儀和氣體稀釋裝置，可以按需配置不同濃度的標準氣體注入箱內(nèi)，并實時對箱內(nèi)濃度進行動態(tài)監(jiān)測和調(diào)整氣體濃度。其中環(huán)形箱體為密閉的環(huán)形風流筒體，可以提供安全密閉的現(xiàn)場配氣單元，箱體結(jié)合專業(yè)高低溫技術(shù)和變頻控制風速，在檢測過程中可以穩(wěn)定的速率調(diào)整溫度、濕度、風速、可燃氣體濃度、方位等多項參數(shù)，模擬了報警器在線工作環(huán)境，以更加科學(xué)合理地對探測器進行技術(shù)評價。
可燃氣體探測器檢測裝置由環(huán)形箱(包括閉環(huán)風流筒、加熱系統(tǒng)、方位試驗臺)、制冷機組(低溫機組和濕熱機組一體)、加濕系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)(包括方位試驗智能控制臺)、配氣系統(tǒng)組成。
1.環(huán)形箱
(1)閉環(huán)風流筒
閉環(huán)風流筒為密閉性環(huán)形空間，內(nèi)部設(shè)有整流柵、導(dǎo)流板、風機、加濕口、進風口、排風口、方位試驗臺和可燃氣體入口、氣體分析儀采氣口，還有溫度濕度檢測口等。環(huán)形風流筒體外部連接風機，風機與箱體的連接處做了密封處理，以保證整個箱體的密封性。
(2)加熱系統(tǒng)
加熱系統(tǒng)設(shè)在閉環(huán)風流筒的下部，由箱體、加熱器、低溫蒸發(fā)器、除濕蒸發(fā)器等組成。加熱器采用不銹鋼片式電加熱器，分兩組，可根據(jù)控制柜溫度顯示值手動開停。
(3)方位試驗臺
設(shè)在環(huán)形箱的可視窗口處，主要用于探測器方位試驗，箱體外的控制器通過信號線連至箱內(nèi)的試驗臺，以達到對旋轉(zhuǎn)試驗臺的供電、控制和信息反饋，操控試驗臺分別在X、Y、Z3個軸線上按需要旋轉(zhuǎn)的角度進行控制，通過箱體外部控制即可輕松實現(xiàn)可燃氣體探測器在不同方位的試驗操作，避免了人工操作的不便和人為帶來的偏差。不做該項試驗時可以把旋轉(zhuǎn)臺從箱體內(nèi)取出(見圖1)。
2.低溫制冷機組
采用了雙級制冷方式，本機組由低溫雙級制冷系統(tǒng)和濕熱制冷兩個獨立的部分組成。低溫制冷系統(tǒng)由雙級壓縮機、氣液分離器、油分離器、風冷冷凝器、貯液器、液體過冷器、干燥過濾器、機械式TX膨脹閥噴液冷卻系統(tǒng)、高低壓壓力控制器、油壓控制器、壓力表等組成。濕熱制冷系統(tǒng)由全封閉壓縮機、氣液分離器、風冷冷凝器、貯液器、干燥過濾器、高低壓壓力控制器、壓力表等組成(見圖2、圖3)。
3.濕熱系統(tǒng)
濕熱系統(tǒng)由除濕機組、加濕器、除濕蒸發(fā)器等組成。除濕機組采用全封閉風冷冷凝機組，為原裝進口DANFOSS全封閉制冷壓縮機；除濕方式為機械除濕；加濕方式為電熱蒸汽加濕。加濕器結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單，對水質(zhì)沒有特殊要求。加濕器具有缺水和過熱保護功能。
4.電氣控制系統(tǒng)
主要包括高低溫、恒定濕熱、風速等參數(shù)控制系統(tǒng)和方位試驗操作控制器。環(huán)形箱體的溫濕度及箱內(nèi)風速的控制都由控制柜來操作實現(xiàn)，控制柜遵循了易操作性原則，在控制面板上可輕松實現(xiàn)上述3個參數(shù)的調(diào)節(jié)控制。方位試驗臺控制器面板按鈕設(shè)計直觀簡潔，通過操作按鈕完成對箱體內(nèi)方位臺和試驗后氣體置換的操作。
5.配氣系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要由高純氣體(按照可燃氣體的種類需要可以配置不同的標氣和相應(yīng)的氣體分析儀)、氣體稀釋裝置、氣體分析儀等主要設(shè)備組成。
配氣系統(tǒng)工作原理:主要采用了一種基于氣體稀釋裝置和紅外氣體分析儀相結(jié)合的動態(tài)配氣方法，實現(xiàn)了環(huán)形密閉體內(nèi)氣體濃度的連續(xù)可調(diào)。操作稀釋裝置設(shè)定氣體濃度值(箱體內(nèi)的目標設(shè)定值)，稀釋裝置的量程設(shè)定在可燃氣體爆炸限以下，準確控制定量進樣，紅外氣體分析儀采集分析并閉環(huán)反饋，隨時監(jiān)控補充和保持設(shè)定的氣體濃度值。試驗完畢后，通過控制排氣電磁閥強制排放箱體內(nèi)氣體。檢驗人員定期對分析儀器用相應(yīng)的有證氣體標準物質(zhì)進行校準，以保證配氣系統(tǒng)量值的準確性和復(fù)現(xiàn)性。
二、裝置主要工作原理
環(huán)形箱體外的氣體稀釋裝置通過準確控制定量進樣閥進樣，把高純氣體通過箱體的下部注入環(huán)形箱內(nèi)，以一定的進氣速率逐漸增加箱體內(nèi)的氣體濃度，風機以穩(wěn)定的氣流速度把箱內(nèi)氣體攪拌均勻，然后紅外氣體分析儀通過從環(huán)形箱內(nèi)采集氣體進行分析，閉環(huán)反饋給稀釋裝置，稀釋裝置控制定量進樣閥進樣多少，隨時監(jiān)控補充和保持設(shè)定的氣體濃度值，從而達到預(yù)先設(shè)定的氣體濃度值。探測器先放入箱體內(nèi)，在風速達到預(yù)設(shè)值時，開始由低到高逐漸增加氣體濃度，直至探測器報警，記錄試驗數(shù)據(jù)。
本套裝置的主體是個密閉環(huán)形箱體，箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)按照專業(yè)高低溫箱設(shè)計，具備高低溫、濕熱試驗等功能。按照可燃氣體探測器國家標準要求，箱內(nèi)要保證定量的風速，該裝置通過連接變頻風機實現(xiàn)穩(wěn)定風速的功能，風速由風表或風速傳感器均可監(jiān)測。
三、裝置的創(chuàng)新點與功能拓展
1.模擬了氣體探測器工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境
傳統(tǒng)的做法采用普通的高低溫箱，無法提供一個充滿一定濃度可燃氣體和定量風速的環(huán)境，檢驗條件與實際使用狀況相差甚遠，一些試驗靠人工控制無法完成。而本套系統(tǒng)模擬了探測器在線環(huán)境，探測器在有一定風速、氣體濃度、氣候環(huán)境中測試報警動作值，保證了可燃氣體探測器在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中工作的可靠性。
2.實現(xiàn)了環(huán)形密閉體內(nèi)氣體濃度的連續(xù)可調(diào)
采用了一種基于氣體稀釋裝置和紅外氣體分析儀相結(jié)合的動態(tài)配氣方法，系統(tǒng)內(nèi)配套的紅外氣體分析儀連續(xù)監(jiān)測試驗箱內(nèi)氣體濃度，再閉環(huán)反饋給稀釋裝置，可以隨時監(jiān)控補充和保持設(shè)定的氣體濃度值，實現(xiàn)了環(huán)形密閉體內(nèi)氣體濃度的連續(xù)可調(diào)；改變了傳統(tǒng)的靠人工控制單向配氣，給氣方式由標定罩給氣法改為自然擴散式給氣。
3.設(shè)計了可三維調(diào)節(jié)的方位試驗臺，實現(xiàn)了在相同風速下，對可燃氣體探測器不同方位下報警動作值的自動化檢測
按照國標要求，在定量風速的條件下，報警器要分別在X、Y、Z軸上進行計量性能測試。傳統(tǒng)做法都是采用手動操作，既費時費力又不科學(xué)。本裝置設(shè)計了專門的自動化方位試驗裝置，試驗臺在箱體內(nèi)，操作控制器在箱體外，通過箱外的控制器可任意控制環(huán)形箱內(nèi)試驗臺的旋轉(zhuǎn)角度，實現(xiàn)可燃氣體探測器分別在X、Y、Z軸線上各個方位報警動作值的自動化測定。同時用于控制箱體廢氣排放的電磁閥與方位試驗的控制器集中在同一面板上，增加了該裝置的便捷性。
4.功能性
本裝置突破了氣體傳感器傳統(tǒng)的只能在零點氣做風速影響試驗的局限性，為型式評價和質(zhì)量檢驗中要求的風速影響試驗提供了可行的試驗手段和新的思路，既有穩(wěn)定的風速環(huán)境，又有穩(wěn)定的氣體濃度，方法更加規(guī)范、科學(xué)。
四、結(jié)束語
該裝置按照可燃氣體探測器國家標準要求設(shè)計，解決了諸多常規(guī)試驗裝置無法完成的難題，箱體內(nèi)可完成氣體報警動作值、不通電低溫貯存、方位試驗、高速氣流、高溫、低溫、恒定濕熱等多項試驗。全量程指示偏差、重復(fù)性和響應(yīng)時間等準確度較高的計量性能試驗，在箱體外用已知量值的標準氣體，經(jīng)校驗罩直接輸送到探測器的傳感元件進行檢測，以確保量值溯源準確可靠。
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