两种臭氧报警仪技术性能比较

两种臭氧报警仪技术性能比较

张党柱 翟洪芬

洛阳三隆安装检修有限公司        济源海湾实业有限公司

摘要：本文通过对新老型臭氧报警器在一催化的应用情况进行分析综合，对比两种报警器的原理，功能应用，检定方法等，提出推广同种臭氧报警器改造的思想。

关键词：电化学原理；泵吸式；校验方法

0  引言

臭氧在大气层中吸收太阳中的紫外线，在常温常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，有毒性，吸入臭氧将会损害身体健康。

1 原理及应用比较

一催化脱硫脱硝装置于2021年12月安装了两台臭氧报警仪用于对臭氧发生器装置的控制，当管道中的臭氧气体泄漏时，报警仪发生报警并输出信号到PLC参与联锁，装置将切断臭氧进料。当时装置使用的是霍尼韦尔生产的MIDAS-E-O3X型报警仪。

1.1原理比较

霍尼韦尔MIDAS-E-O3X型报警仪采用紫外光法原理，这种仪器平常气路中粘附的干扰气体由于无法清除导致堵塞造成误报警，引发装置波动。我们建议采用电化学原理来测量。

1.2 应用比较

霍尼韦尔MIDAS-E-O3X型报警仪采用自然扩散的采样方式，现场无法安装蜂鸣器，无法提供声光报警信号。

深圳诺安生产的EC35型臭氧报警仪，设计量程0-0.4 ppm,一级报警点0.15ppm，二级报警点0.3ppm，采用泵吸式采样，采样泵具备自诊断能力，能够检测出气路的通畅与堵塞状况，泵的运行状况，变送器将采样泵抽取的气体进行分析，并将数据显示在显示屏上。                 

2  电气和气路安装

2.1霍尼韦尔MIDAS-E-O3X型报警仪采用四线制供电，供电电压220V AC，输出4-20mA。

2.2深圳诺安生产的EC35型臭氧报警仪，智能采样泵用于空气的吸入采样，供电24VDC,输出4-20mA。

3 校验方法

根据GBZ 2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素》的要求，氯气的最高允许浓度（MAC）值为1mg/m3 ，相当于0.3×10-6 mol/mol。

3.1国内氯气校准存在的问题

目前国内使用氯气的检定、校准工作却难以正常开展，多数企业的使用氯气作为标准气体的检测无法保证其指示准确和报警及时，存在安全和职业危害隐患。

3.2国内氯气标准气体的配制情况

我们从北京某专业气体公司购买了9.7×10-6mol/mol和2.3×10-6mol/mol的氯气标准气体（8L经特殊处理的内涂层钢瓶装，不确定度为10%，具有标准物质证书），用离子色谱法进行量值比对，并考查其稳定性。经考察，9.7×10-6mol/mol的氯气标准气体化学比对测定浓度为10.74×10-6mol/mol，2.3×10-6mol/mol的氯气标准气体化学比对测定浓度为 2.5×10-6mol/mol（以上均为5次测定均值），量值符合其不确定度的要求范围。

3.3校验前的准备工作

    环境条件：环境温度：（0～40）℃，相对湿度：（15～85）%，通风良好，无影响仪器正常工作的电磁场等干扰因素。

气体标准物质：采用与被测气体相同的有证气体标准物质为Cl2/N2或Cl2/Air，其相对不确定度不大于10%（k=2）。

3.4 臭氧检测报警器的校准项目及要求

3.4.1通用性能要求

外观良好，结构完整，仪器名称、型号、制造厂名称、出厂日期、编号、防爆等级标识和制造计量器具许可证及编号等应齐全、清楚，仪器无明显腐蚀现象发生。

3.4.2报警功能和报警设定值的检查

仪器开机后声或光报警功能应正常。如果仪器设定了两个以上的报警设定值，则主要检查仪器的下限报警设定值。

3.5示值误差

仪器经预热稳定后用零点气体校准仪器的零点，在测量范围内依次通入浓度约为测量范围上限值20%，50%，80%左右的气体标准物质（如果被检仪器测量范围上限值小于5×10-6mol/mol，则依次通入浓度约为测量范围上限值50%，80%左右的气体标准物质），并记录通入后的实际读数。重复测量3次，分别记录仪器显示值Ai，按式(1)计算仪器各浓度测试点的示值误差。

                          ……(1)                                                                             

式中：

——各浓度测试点3次测量的示值平均值（×10-6mol/mol）；

AS——气体标准物质的标准值（×10-6mol/mol）。

3.6重复性

仪器经预热稳定后用零点气体校准仪器的零点，通入浓度约为测量范围上限值50%左右的气体标准物质，待示值稳定后记录读数Ai,重复上述检测6次，按（2）式计算单次测量的相对标准偏差Cυ，作为该仪器的重复性结果。

                             …… (2)

式中：

Ai——仪器第i次测量的指示值（×10-6mol/mol）；

——仪器示值的平均值（×10-6mol/mol）；

n——测量次数。

3.7响应时间

仪器经预热稳定后用零点气体校准仪器的零点，通入浓度为测量范围上限值50%左右的气体标准物质，读取稳定数值后，撤去标准气体，通入零点气体至仪器稳定后，再通入上述浓度的标准气体，同时用秒表记录从通入气体开始到仪器显示稳定值90%所需的时间，即为仪器的响应时间，重复测量3次，取算术平均值作为仪器的响应时间。

3.8漂移

通入零点气体至仪器稳定后，记录稳定读数Az0,再通入测量范围上限值50%左右浓度的气体标准物质，记录稳定读数Asi，撤去标准气体。非连续性仪器连续运行1 h，每隔15 min重复上述步骤1次；连续性仪器连续运行4 h，每隔1 h重复上述步骤1次，分别记录仪器的稳定指示值Azi、Asi。

按公式（3）计算零点漂移，按公式（4）计算量程漂移，取各次中绝对值最大的△Zi、△Si分别作为仪器零点漂移和量程漂移的校准结果。

                                   ……(3)

式中：

 AZi ——零点第i次指示值（×10-6mol/mol），i为检验点的序号；

 AZ0——零点初次指示值（×10-6mol/mol）。

              ……(4)

式中：

 Asi——通入气体标准物质第i次指示值（×10-6mol/mol），i为检验点的序号；

AS0——通入气体标准物质初次指示值（×10-6mol/mol）。

2024年7月23日检定情况如下表4

4　结论

经过以上的原理，应用，安装接线，校验维护等方面的对比，EC35型臭氧报警器稳定性良好，无波动，触点动作正常，很好的参与了臭氧采样器的联锁控制，维护保养方便，能够为装置安全生产保驾护航，值得在臭氧发生装置推广使用。