可燃气体探测器闭环高低温湿热试验箱在传统的对可燃气体探测器进行检定的基础上，结合标准GB-2003《可燃气体报警器》中装置的技术要求，研制了一套对0～100%LEL的可燃气体探测器质量检验的检测装置。

　　一、可燃气体探测器试验设备结构

　　该装置主要为探测器提供了一个模拟在线的工作环境。主体为一个环形箱体，具备高低温湿热箱的功能，结合箱体外的红外气体分析仪和气体稀释装置，可以按需配置不同浓度的标准气体注入箱内，并实时对箱内浓度进行动态监测和调整气体浓度。其中环形箱体为密闭的环形风流筒体，可以提供安全密闭的现场配气单元，箱体结合专业高低温技术和变频控制风速，在检测过程中可以稳定的速率调整温度、湿度、风速、可燃气体浓度、方位等多项参数，模拟了报警器在线工作环境，以更加科学合理地对探测器进行技术评价。

　　可燃气体探测器检测装置由环形箱(包括闭环风流筒、加热系统、方位试验台)、制冷机组(低温机组和湿热机组一体)、加湿系统、电气控制系统(包括方位试验智能控制台)、配气系统组成。

　　1.环形箱

　　(1)闭环风流筒

　　闭环风流筒为密闭性环形空间，内部设有整流栅、导流板、风机、加湿口、进风口、排风口、方位试验台和可燃气体入口、气体分析仪采气口，还有温度湿度检测口等。环形风流筒体外部连接风机，风机与箱体的连接处做了密封处理，以保证整个箱体的密封性。

　　(2)加热系统

　　加热系统设在闭环风流筒的下部，由箱体、加热器、低温蒸发器、除湿蒸发器等组成。加热器采用不锈钢片式电加热器，分两组，可根据控制柜温度显示值手动开停。

　　(3)方位试验台

　　设在环形箱的可视窗口处，主要用于探测器方位试验，箱体外的控制器通过信号线连至箱内的试验台，以达到对旋转试验台的供电、控制和信息反馈，操控试验台分别在X、Y、Z3个轴线上按需要旋转的角度进行控制，通过箱体外部控制即可轻松实现可燃气体探测器在不同方位的试验操作，避免了人工操作的不便和人为带来的偏差。不做该项试验时可以把旋转台从箱体内取出(见图1)。

　　2.低温制冷机组

　　采用了双级制冷方式，本机组由低温双级制冷系统和湿热制冷两个独立的部分组成。低温制冷系统由双级压缩机、气液分离器、油分离器、风冷冷凝器、贮液器、液体过冷器、干燥过滤器、机械式TX膨胀阀喷液冷却系统、高低压压力控制器、油压控制器、压力表等组成。湿热制冷系统由全封闭压缩机、气液分离器、风冷冷凝器、贮液器、干燥过滤器、高低压压力控制器、压力表等组成(见图2、图3)。

　　3.湿热系统

　　湿热系统由除湿机组、加湿器、除湿蒸发器等组成。除湿机组采用全封闭风冷冷凝机组，为原装进口DANFOSS全封闭制冷压缩机；除湿方式为机械除湿；加湿方式为电热蒸汽加湿。加湿器结构紧凑、安装简单，对水质没有特殊要求。加湿器具有缺水和过热保护功能。

　　4.电气控制系统

　　主要包括高低温、恒定湿热、风速等参数控制系统和方位试验操作控制器。环形箱体的温湿度及箱内风速的控制都由控制柜来操作实现，控制柜遵循了易操作性原则，在控制面板上可轻松实现上述3个参数的调节控制。方位试验台控制器面板按钮设计直观简洁，通过操作按钮完成对箱体内方位台和试验后气体置换的操作。

　　5.配气系统

　　该系统主要由高纯气体(按照可燃气体的种类需要可以配置不同的标气和相应的气体分析仪)、气体稀释装置、气体分析仪等主要设备组成。

　　配气系统工作原理:主要采用了一种基于气体稀释装置和红外气体分析仪相结合的动态配气方法，实现了环形密闭体内气体浓度的连续可调。操作稀释装置设定气体浓度值(箱体内的目标设定值)，稀释装置的量程设定在可燃气体爆炸限以下，准确控制定量进样，红外气体分析仪采集分析并闭环反馈，随时监控补充和保持设定的气体浓度值。试验完毕后，通过控制排气电磁阀强制排放箱体内气体。检验人员定期对分析仪器用相应的有证气体标准物质进行校准，以保证配气系统量值的准确性和复现性。

　　二、装置主要工作原理

　　环形箱体外的气体稀释装置通过准确控制定量进样阀进样，把高纯气体通过箱体的下部注入环形箱内，以一定的进气速率逐渐增加箱体内的气体浓度，风机以稳定的气流速度把箱内气体搅拌均匀，然后红外气体分析仪通过从环形箱内采集气体进行分析，闭环反馈给稀释装置，稀释装置控制定量进样阀进样多少，随时监控补充和保持设定的气体浓度值，从而达到预先设定的气体浓度值。探测器先放入箱体内，在风速达到预设值时，开始由低到高逐渐增加气体浓度，直至探测器报警，记录试验数据。

　　本套装置的主体是个密闭环形箱体，箱体内结构按照专业高低温箱设计，具备高低温、湿热试验等功能。按照可燃气体探测器国家标准要求，箱内要保证定量的风速，该装置通过连接变频风机实现稳定风速的功能，风速由风表或风速传感器均可监测。

　　三、装置的创新点与功能拓展

　　1.模拟了气体探测器工业现场环境

　　传统的做法采用普通的高低温箱，无法提供一个充满一定浓度可燃气体和定量风速的环境，检验条件与实际使用状况相差甚远，一些试验靠人工控制无法完成。而本套系统模拟了探测器在线环境，探测器在有一定风速、气体浓度、气候环境中测试报警动作值，保证了可燃气体探测器在工业现场环境中工作的可靠性。

　　2.实现了环形密闭体内气体浓度的连续可调

　　采用了一种基于气体稀释装置和红外气体分析仪相结合的动态配气方法，系统内配套的红外气体分析仪连续监测试验箱内气体浓度，再闭环反馈给稀释装置，可以随时监控补充和保持设定的气体浓度值，实现了环形密闭体内气体浓度的连续可调；改变了传统的靠人工控制单向配气，给气方式由标定罩给气法改为自然扩散式给气。

　　3.设计了可三维调节的方位试验台，实现了在相同风速下，对可燃气体探测器不同方位下报警动作值的自动化检测

　　按照国标要求，在定量风速的条件下，报警器要分别在X、Y、Z轴上进行计量性能测试。传统做法都是采用手动操作，既费时费力又不科学。本装置设计了专门的自动化方位试验装置，试验台在箱体内，操作控制器在箱体外，通过箱外的控制器可任意控制环形箱内试验台的旋转角度，实现可燃气体探测器分别在X、Y、Z轴线上各个方位报警动作值的自动化测定。同时用于控制箱体废气排放的电磁阀与方位试验的控制器集中在同一面板上，增加了该装置的便捷性。

　　4.功能性

　　本装置突破了气体传感器传统的只能在零点气做风速影响试验的局限性，为型式评价和质量检验中要求的风速影响试验提供了可行的试验手段和新的思路，既有稳定的风速环境，又有稳定的气体浓度，方法更加规范、科学。

　　四、结束语

　　该装置按照可燃气体探测器国家标准要求设计，解决了诸多常规试验装置无法完成的难题，箱体内可完成气体报警动作值、不通电低温贮存、方位试验、高速气流、高温、低温、恒定湿热等多项试验。全量程指示偏差、重复性和响应时间等准确度较高的计量性能试验，在箱体外用已知量值的标准气体，经校验罩直接输送到探测器的传感元件进行检测，以确保量值溯源准确可靠。

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