（ZY6485可燃?xì)怏w探測器試驗(yàn)設(shè)備（ 可燃?xì)怏w探測器高低溫濕熱試驗(yàn)箱））
可燃?xì)怏w探測器閉環(huán)高低溫濕熱試驗(yàn)箱在傳統(tǒng)的對可燃?xì)怏w探測器進(jìn)行檢定的基礎(chǔ)上，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)GB-2003《可燃?xì)怏w報(bào)警器》中裝置的技術(shù)要求，研制了一套對0～100%LEL的可燃?xì)怏w探測器質(zhì)量檢驗(yàn)的檢測裝置。
一、可燃?xì)怏w探測器試驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)
該裝置主要為探測器提供了一個(gè)模擬在線的工作環(huán)境。主體為一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)氣體注入箱內(nèi)，并實(shí)時(shí)對箱內(nèi)濃度進(jìn)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(fēng)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(fēng)速，在檢測過程中可以穩(wěn)定的速率調(diào)整溫度、濕度、風(fēng)速、可燃?xì)怏w濃度、方位等多項(xiàng)參數(shù)，模擬了報(bào)警器在線工作環(huán)境，以更加科學(xué)合理地對探測器進(jìn)行技術(shù)評價(jià)。
可燃?xì)怏w探測器檢測裝置由環(huán)形箱(包括閉環(huán)風(fēng)流筒、加熱系統(tǒng)、方位試驗(yàn)臺)、制冷機(jī)組(低溫機(jī)組和濕熱機(jī)組一體)、加濕系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)(包括方位試驗(yàn)智能控制臺)、配氣系統(tǒng)組成。
1.環(huán)形箱
(1)閉環(huán)風(fēng)流筒
閉環(huán)風(fēng)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(fēng)機(jī)、加濕口、進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口、方位試驗(yàn)臺和可燃?xì)怏w入口、氣體分析儀采氣口，還有溫度濕度檢測口等。環(huán)形風(fēng)流筒體外部連接風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)與箱體的連接處做了密封處理，以保證整個(gè)箱體的密封性。
(2)加熱系統(tǒng)
加熱系統(tǒng)設(shè)在閉環(huán)風(fēng)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(yàn)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(yàn)，箱體外的控制器通過信號線連至箱內(nèi)的試驗(yàn)臺，以達(dá)到對旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺的供電、控制和信息反饋，操控試驗(yàn)臺分別在X、Y、Z3個(gè)軸線上按需要旋轉(zhuǎn)的角度進(jìn)行控制，通過箱體外部控制即可輕松實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w探測器在不同方位的試驗(yàn)操作，避免了人工操作的不便和人為帶來的偏差。不做該項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)可以把旋轉(zhuǎn)臺從箱體內(nèi)取出(見圖1)。
2.低溫制冷機(jī)組
采用了雙級制冷方式，本機(jī)組由低溫雙級制冷系統(tǒng)和濕熱制冷兩個(gè)獨(dú)立的部分組成。低溫制冷系統(tǒng)由雙級壓縮機(jī)、氣液分離器、油分離器、風(fēng)冷冷凝器、貯液器、液體過冷器、干燥過濾器、機(jī)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(jī)、氣液分離器、風(fēng)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(jī)組、加濕器、除濕蒸發(fā)器等組成。除濕機(jī)組采用全封閉風(fēng)冷冷凝機(jī)組，為原裝進(jìn)口DANFOSS全封閉制冷壓縮機(jī)；除濕方式為機(jī)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(hù)功能。
4.電氣控制系統(tǒng)
主要包括高低溫、恒定濕熱、風(fēng)速等參數(shù)控制系統(tǒng)和方位試驗(yàn)操作控制器。環(huán)形箱體的溫濕度及箱內(nèi)風(fēng)速的控制都由控制柜來操作實(shí)現(xiàn)，控制柜遵循了易操作性原則，在控制面板上可輕松實(shí)現(xiàn)上述3個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)控制。方位試驗(yàn)臺控制器面板按鈕設(shè)計(jì)直觀簡潔，通過操作按鈕完成對箱體內(nèi)方位臺和試驗(yàn)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?xì)怏w的種類需要可以配置不同的標(biāo)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(shí)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(biāo)設(shè)定值)，稀釋裝置的量程設(shè)定在可燃?xì)怏w爆炸限以下，準(zhǔn)確控制定量進(jìn)樣，紅外氣體分析儀采集分析并閉環(huán)反饋，隨時(shí)監(jiān)控補(bǔ)充和保持設(shè)定的氣體濃度值。試驗(yàn)完畢后，通過控制排氣電磁閥強(qiáng)制排放箱體內(nèi)氣體。檢驗(yàn)人員定期對分析儀器用相應(yīng)的有證氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證配氣系統(tǒng)量值的準(zhǔn)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(zhǔn)確控制定量進(jìn)樣閥進(jìn)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(jìn)氣速率逐漸增加箱體內(nèi)的氣體濃度，風(fēng)機(jī)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(jìn)行分析，閉環(huán)反饋給稀釋裝置，稀釋裝置控制定量進(jìn)樣閥進(jìn)樣多少，隨時(shí)監(jiān)控補(bǔ)充和保持設(shè)定的氣體濃度值，從而達(dá)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(fēng)速達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，開始由低到高逐漸增加氣體濃度，直至探測器報(bào)警，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
本套裝置的主體是個(gè)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(jì)，具備高低溫、濕熱試驗(yàn)等功能。按照可燃?xì)怏w探測器國家標(biāo)準(zhǔn)要求，箱內(nèi)要保證定量的風(fēng)速，該裝置通過連接變頻風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定風(fēng)速的功能，風(fēng)速由風(fēng)表或風(fēng)速傳感器均可監(jiān)測。
三、裝置的創(chuàng)新點(diǎn)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(gè)充滿一定濃度可燃?xì)怏w和定量風(fēng)速的環(huán)境，檢驗(yàn)條件與實(shí)際使用狀況相差甚遠(yuǎn)，一些試驗(yàn)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(fēng)速、氣體濃度、氣候環(huán)境中測試報(bào)警動作值，保證了可燃?xì)怏w探測器在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中工作的可靠性。
2.實(shí)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(yàn)箱內(nèi)氣體濃度，再閉環(huán)反饋給稀釋裝置，可以隨時(shí)監(jiān)控補(bǔ)充和保持設(shè)定的氣體濃度值，實(shí)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(biāo)定罩給氣法改為自然擴(kuò)散式給氣。
3.設(shè)計(jì)了可三維調(diào)節(jié)的方位試驗(yàn)臺，實(shí)現(xiàn)了在相同風(fēng)速下，對可燃?xì)怏w探測器不同方位下報(bào)警動作值的自動化檢測
按照國標(biāo)要求，在定量風(fēng)速的條件下，報(bào)警器要分別在X、Y、Z軸上進(jìn)行計(jì)量性能測試。傳統(tǒng)做法都是采用手動操作，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力又不科學(xué)。本裝置設(shè)計(jì)了專門的自動化方位試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)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(yàn)臺的旋轉(zhuǎn)角度，實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w探測器分別在X、Y、Z軸線上各個(gè)方位報(bào)警動作值的自動化測定。同時(shí)用于控制箱體廢氣排放的電磁閥與方位試驗(yàn)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(diǎn)氣做風(fēng)速影響試驗(yàn)的局限性，為型式評價(jià)和質(zhì)量檢驗(yàn)中要求的風(fēng)速影響試驗(yàn)提供了可行的試驗(yàn)手段和新的思路，既有穩(wěn)定的風(fēng)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?xì)怏w探測器國家標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)，解決了諸多常規(guī)試驗(yàn)裝置無法完成的難題，箱體內(nèi)可完成氣體報(bào)警動作值、不通電低溫貯存、方位試驗(yàn)、高速氣流、高溫、低溫、恒定濕熱等多項(xiàng)試驗(yàn)。全量程指示偏差、重復(fù)性和響應(yīng)時(shí)間等準(zhǔn)確度較高的計(jì)量性能試驗(yàn)，在箱體外用已知量值的標(biāo)準(zhǔn)氣體，經(jīng)校驗(yàn)罩直接輸送到探測器的傳感元件進(jìn)行檢測，以確保量值溯源準(zhǔn)確可靠。
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