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程JJG693-2011《可燃氣體報警器檢定規程》并逐年完善，可是卻沒有明確規定擴散罩的設計和規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量，危害了有關企業以及行業的安全。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，發現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，擴散罩的內外部氣壓根本無法保持一致。如果擴散罩的內部和外部出現壓差時，那么發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，那么相應時間的數據就會受到影響。

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、擴散罩內空氣的排出速度與內外壓力差等。

二、對擴散罩設計進行改進優化處理的方案

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，會發現當安裝方式改進以后，安裝使用擴散罩的時間一共節約了近80%，使工作效率大大提升。

2.對排氣罩內的空氣排出時間進行優化

筆者監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，發現最大值是7cm，其中擴散罩的底部距離探測器頭部1cm。這樣可對擴散罩內的密閉空間進行計算，即28.26cm²。根據規程要求，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，能夠將擴散罩中的空氣快速排出，防止影響響應時間的結果。

3.對擴散罩的內外壓差進行優化

通過以上的優化設計，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生的動壓WP為0.75×10^-2Pa，可以忽略此壓差，不會出現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。

 (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，比較兩種材質在機械性能方面存在差異，結果發現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，發現運用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境中工作，氣體報警器的探頭防塵罩經常會出現生銹或是進灰的現象，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，那么很難發現此問題。本文論述的結構設計可促使檢定報警器的工作質量提升，又能防止因環境原因致使報警器檢定數據不準的情況發生，進而保證報警器的安全運行。

本文刊發于《中國計量》雜志2020年第1期

作者：湖南省岳陽市質量計量檢驗檢測中心計量所 馬浩