苯气体检测报警器校准用异丁烯气体代替
1、苯气体检测报警器的原理和分类
苯气体检测报警器的检测原理通常包括光离子化( PID) 检测原理和半导体检测原理等。PID 检测原理是利用光离子化效应使得气体电离，通过测量离子化的气体电荷来检测气体浓度。半导体检测原理是利用气体的氧化还原反应，通过气敏元件中金属氧化物薄膜的阻值发生变化来检测气体浓度。由于半导体检测原理灵敏度低、准确度差，一般只能定性检测气体，目前市场上大部分采用的是精度高、量程范围广、抗干扰性强的 PID 式苯气体检测报警器。
2、校准用替代标准气体的选择
根据 JJF 1674—2017《苯气体检测报警器校准规范》，在校准过程中气体标准物质为空气中苯气体有证标准物质或氮中苯气体标准物质。由于苯可以通过呼吸道、肠胃和皮肤等进入人体，引起血液中血小板和白血球数量的减少，损害造血组织和神经系统。校准过程中若防护不当，长期使用含苯的标准气体会对校准人员的健康造成不可逆的损害。因此，选用合适的替代气作为标准气体以校准苯气体检测报警器是很有必要的。
2. 1 环境条件
环境温度为 25℃，湿度为 70% 。
2. 2 被校仪器
1、固定式苯气体检测报警器，型号为GT-9801TC型，生产厂家为索富通，测量范围为 0 ～ 100μmol /mol；
2. 3 测量方法
选定固定式苯气体检测报警器，将报警器通电预热稳 定 后，先通入零点气体 ( 高 纯 氮 气) 和80μmol /mol 的苯气体标准物质，调整仪器的零点和示值; 再依次通入浓度为 20μmol /mol、40μmol /mol、
60μmol /mol、80μmol /mol 和 100μmol /mol 的替代标准气体，本文中选取甲烷、异丁烷、异丁烯分别作为替代标准气体通入，每次待仪器示值稳定后，记录仪器示值，每种浓度重复测量 3 次，取算术平均值作为最终仪器示值，由此得到甲烷、异丁烷、异丁烯分别作为替代标准气体时，仪器示值 y 和气体浓度 x 之间的关系。Ｒ2 表征趋势线的拟合程度，其数值大小可以反映趋势线的估计值与对应
的实际数据之间的拟合程 度，拟合程度越高，趋势线的可靠性就越高，选取 Ｒ2≥0. 999 的关系曲线，即为优选的替代标准气体。甲烷、异丁烷、异丁烯标准气体均购买于四川中测标物科技有限公司。
2. 4 测量结果
对上述三种固定式苯气体检测报警器进行替
代标准气体的报警器试验，示值结果分别如图 1
由图 1 中报警器甲烷、异丁烷、异丁烯的仪器示值 y 和气体浓度 x 的关系曲线可知，相比甲烷和异丁烷，在使用异丁烯作为替代标准气体时，仪器示值随着替代气浓度的增大而增大，线性系数 Ｒ2值均大于 0. 999，关系式具体为: y =0. 51x，Ｒ2 = 0. 9992(GT-9801TC 型报警器) ;线性关系较好。在实际工作中，通过上述关系式直接换算出替代标准气体对应浓度下仪器示值的标称值，替代苯气体来校准，便于校准工作中示值误差的计算; 而采用甲烷、异丁烷作为替代气时，虽然仪器示值随着浓度的增大而增大，但其线性关系较差，无法由替代气的浓度直接计算出仪器示值的标称值。因此，选择异丁烯作为苯气体检测报警器的校准用替代标准气体。
3 替代标准气体的流量设置
不同的流量设置对报警器示值的校准结果影响较大，因此，替代标准气体选定后，流量设置成了校准报警器的一个重要问题。对GT-9801TC型固定式苯气体检测报警器，分别通入 20μmol /mol、40μmol /mol、60μmol /mol、80μmol /mol 和 100μmol /mol 的异丁烯标准气体后观察仪器示值。替代标准气体流量与仪器示值的关系如图 2 所示。
从图 2 中可看到，对不同浓度替代标准气体，当流量小于 500mL /min 时，仪器示值随着流量的增大而急剧增大; 当流量增大到 500mL /min 后，仪器示值随着流量的增大并无明显变化，趋于平稳。因此，在校准该类苯气体检测报警器时，替代标准气体的流量应控制在 500 ～ 800mL /min 范围内最为适宜。
4 结论
苯气体检测报警器在工业生产中的应用越来越多，必须对其进行定期的校准，做到防患于未然。本文通过选用不同浓 度 的 异丁烯、甲 烷、异丁烷三种替 代 标 准 气 体，分别通入苯气体检测报警器中，得 出 三 种 气 体 的 浓 度 /示 值 曲 线 图，最终选定线性程度好的异丁烯作为替代标准气体，并对异丁烯替代标准气体的通入流量进行优化，进一步提高了校准质量和效率。综上所述，校准时选择异丁烯代替毒性较大的苯作为标准气体，设置合适的气体流量，在提高校准质量的同时减少了对校准人员身体的伤害，具有重要的现实意义。
