JJG693-2011 常見問題與故障處理：檢定失敗、示值超差、響應(yīng)慢、漂移原因

計(jì)量檢測專業(yè)人員深度剖析檢定現(xiàn)場常見故障，附解決方案

引言

可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器是石油化工、燃?xì)廨斔?、餐飲廚房等場所安全生產(chǎn)的“第一道防線"，屬于國家重點(diǎn)管理的強(qiáng)制檢定計(jì)量器具。支撐其準(zhǔn)確檢定的核心技術(shù)依據(jù)，正是 JJG693-2011《可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定規(guī)程》 。該規(guī)程自2011年12月14日起施行，適用范圍包括非礦井作業(yè)環(huán)境中使用的可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器（含可燃?xì)怏w檢測儀）的第一次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。

然而，在實(shí)際檢定過程中，檢定人員常常遇到檢定失敗、示值超差、響應(yīng)時間過長、零點(diǎn)漂移或量程漂移超標(biāo)等問題。本文依據(jù) JJG693-2011 規(guī)程中的計(jì)量性能要求和檢定方法，結(jié)合多年現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，深入分析上述四大類常見故障的成因，并提供專業(yè)的解決方案，供計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)、第三方校準(zhǔn)公司和工業(yè)企業(yè)的檢測人員參考。

JJG693-2011 是在 JJG693-2004《可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器》和 JJG940-1998《催化燃燒氫氣檢測儀》兩規(guī)程基礎(chǔ)上修訂而成，替代了舊版規(guī)程。相比舊版，新規(guī)程擴(kuò)大了被檢量程范圍，將量程漂移指標(biāo)從 ±5%FS 收緊至 ±3%FS，將標(biāo)準(zhǔn)氣體稀釋裝置列入正文，并對示值誤差檢定中的流量控制提出了明確要求。

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一、JJG693-2011 規(guī)程核心計(jì)量性能要求概述

根據(jù) JJG693-2011 規(guī)程第3條“計(jì)量性能要求"，被檢儀器需滿足以下核心指標(biāo)：

此外，規(guī)程還規(guī)定了報(bào)警功能及報(bào)警動作值的要求：有量值顯示的儀器，報(bào)警動作值誤差不超過設(shè)定值的 ±25%；無量值顯示的儀器，則通過上下濃度標(biāo)氣檢測來判定報(bào)警動作值。

以上指標(biāo)是判斷儀器是否合格的依據(jù)。當(dāng)檢定過程中發(fā)現(xiàn)示值誤差、響應(yīng)時間或漂移超標(biāo)時，檢定結(jié)果即為不合格。但值得注意的是，某些情況下故障并非來自儀器本身，而是檢定條件、操作方法或檢定裝置存在問題。

二、檢定失敗——現(xiàn)象、原因與處理方案

2.1 故障現(xiàn)象

檢定失敗在 JJG693-2011 檢定實(shí)踐中較為常見，主要表現(xiàn)為：

• 通入標(biāo)準(zhǔn)氣體后，報(bào)警器示值無變化或示值異常；
• 報(bào)警功能不觸發(fā)或誤報(bào)警；
• 儀器無法進(jìn)入校準(zhǔn)/檢定模式；
• 檢定數(shù)據(jù)無法通過重復(fù)性驗(yàn)證。

2.2 主要原因分析

（一）氣源與氣路問題

標(biāo)準(zhǔn)氣體是 JJG693-2011 規(guī)程規(guī)定的核心檢定設(shè)備之一。規(guī)程明確要求標(biāo)準(zhǔn)氣體一般選用甲烷或異丁烷，濃度范圍在10%~60% LEL，不確定度≤1%，需具有有效期內(nèi)的檢定/校準(zhǔn)證書，可溯源至國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。實(shí)際操作中常見問題包括：

• 標(biāo)準(zhǔn)氣體過期：超出有效期的標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值已不再可靠，直接導(dǎo)致檢定失敗。
• 濃度不匹配：所選標(biāo)氣濃度未覆蓋報(bào)警設(shè)定值（通常為25% LEL），無法完成報(bào)警動作值檢查。
• 氣路泄漏：管路接頭松動或管路材質(zhì)不當(dāng)（如普通橡膠管吸附氣體），導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)氣體實(shí)際濃度低于設(shè)定值。
• 流量不穩(wěn)定：根據(jù) JJG693-2011 規(guī)程要求，流量計(jì)量程應(yīng)為0.1~2 L/min，精度±1%。實(shí)際檢定中流量忽高忽低會直接造成示值波動，進(jìn)而導(dǎo)致檢定失敗。

（二）傳感器故障

• 傳感器中毒：催化燃燒型傳感器長期暴露于含硫、磷、砷等化合物的環(huán)境中會中毒失效，靈敏度急劇下降甚至喪失。
• 傳感器老化：傳感器使用壽命通常為2~3年，超過使用期限后響應(yīng)靈敏度和穩(wěn)定性顯著下降。
• 過濾器堵塞：灰塵或油污堵塞傳感器過濾器，氣體無法正常到達(dá)敏感元件。

（三）檢定裝置問題

檢定裝置本身若未經(jīng)校準(zhǔn)或存在故障，將直接影響檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。按照 JJG693-2011 規(guī)程要求，流量計(jì)和秒表需每年送計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)氣體需每半年驗(yàn)證濃度。

2.3 處理方案

1. 檢查氣源有效性：核對標(biāo)準(zhǔn)氣體瓶上的有效期，超期的標(biāo)氣必須報(bào)廢或重新充裝。
2. 檢漏：每次使用前用檢漏液檢查氣路所有接頭，確保無泄漏。
3. 校準(zhǔn)檢定裝置：將流量計(jì)、秒表等送具備資質(zhì)的計(jì)量機(jī)構(gòu)定期校準(zhǔn)。
4. 更換傳感器或過濾器：若確認(rèn)傳感器中毒或老化，應(yīng)立即更換，并在更換后重新進(jìn)行檢定。

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三、示值超差——成因分析與解決方案

3.1 故障現(xiàn)象

示值超差是指檢定過程中，報(bào)警器示值與標(biāo)準(zhǔn)氣體實(shí)際濃度之間的偏差超過 JJG693-2011 規(guī)程規(guī)定的 ±5%FS 要求。這是檢定中最常見的不合格項(xiàng)目之一。研究表明，報(bào)警功能及報(bào)警動作值的檢查、示值誤差、重復(fù)性、響應(yīng)時間這四個項(xiàng)目是影響報(bào)警器在關(guān)鍵時刻報(bào)警與否的關(guān)鍵項(xiàng)目，一旦其中一項(xiàng)不合格，其他幾項(xiàng)均會受到影響。

3.2 主要原因分析

（一）氣體流量不當(dāng)

JJG693-2011 規(guī)程在修訂時專門增加了對流量控制的要求，足見其重要性。當(dāng)流量小于測量要求時，傳感器表面達(dá)不到真實(shí)的氣體濃度；當(dāng)流量過大時，過大的氣流使元件散熱增大，反而降低了靈敏度。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，正常檢定中大部分控制在500 mL/min左右即可，但不同廠家、不同型號的報(bào)警器對流量要求存在差異。

（二）零點(diǎn)漂移未校準(zhǔn)

根據(jù) JJG693-2011 規(guī)程，零點(diǎn)漂移應(yīng) ≤±2%FS。若檢定前未使用零點(diǎn)氣體（清潔空氣或高純氮?dú)?，純度?9.99%）對儀器進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，傳感器基線發(fā)生漂移，直接導(dǎo)致示值誤差超標(biāo)。

（三）標(biāo)準(zhǔn)氣體選擇錯誤

JJG693-2011 規(guī)程規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)氣體種類應(yīng)與儀器所測氣體種類相同。若儀器未注明所測氣體種類，可采用異丁烷或丙烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。然而，不同氣體對催化燃燒式傳感器的響應(yīng)靈敏度差異顯著——例如苯和醇類氣體的響應(yīng)靈敏度一個偏高、一個偏低。若選錯標(biāo)氣種類，示值誤差必然超差。

（四）環(huán)境條件干擾

檢定環(huán)境條件不符合要求也會導(dǎo)致示值誤差偏大。 JJG693-2011 規(guī)程雖未明確規(guī)定環(huán)境溫濕度范圍，但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)建議檢定環(huán)境溫度控制在0~40℃、濕度＜85% RH。此外，檢定場所需具備良好的通風(fēng)條件，否則開放性可燃?xì)怏w的擴(kuò)散逃逸會使空氣中可燃?xì)怏w含量接近或達(dá)到危險下限濃度，導(dǎo)致檢定結(jié)果不準(zhǔn)確。

3.3 處理方案

1. 調(diào)整氣體流量：參照被檢儀器的技術(shù)說明書設(shè)定流量；若無說明書，可從500 mL/min起步，根據(jù)示值穩(wěn)定性微調(diào)，并保持流量穩(wěn)定。
2. 嚴(yán)格進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)：每次檢定前通入零點(diǎn)氣體，待示值歸零后再進(jìn)行示值誤差檢定。
3. 選用正確的標(biāo)準(zhǔn)氣體：根據(jù)儀器檢測對象選用同種標(biāo)氣。若儀器用于檢測氫氣，必須使用氫氣標(biāo)準(zhǔn)氣體，而非甲烷替代品。
4. 改善檢定環(huán)境：確保檢定場所通風(fēng)良好、溫濕度適宜，避免氣流直接吹向檢定區(qū)域。

四、響應(yīng)時間過長——問題溯源與對策

4.1 故障現(xiàn)象

根據(jù) JJG693-2011 規(guī)程，擴(kuò)散式儀器的響應(yīng)時間應(yīng) ≤60 秒，吸入式儀器應(yīng) ≤30 秒。響應(yīng)時間過長意味著儀器從接觸氣體到發(fā)出報(bào)警的間隔超出安全要求，在真實(shí)泄漏場景中可能導(dǎo)致延誤報(bào)警，后果嚴(yán)重。

4.2 主要原因分析

（一）傳感器老化或污染

傳感器長期使用后，敏感元件的催化活性下降，對氣體的響應(yīng)速度變慢。傳感器表面被油污、粉塵覆蓋也會阻礙氣體擴(kuò)散，顯著延長響應(yīng)時間。

（二）過濾器堵塞

擴(kuò)散式儀器的氣體擴(kuò)散通道或過濾器被堵塞，可燃?xì)怏w到達(dá)傳感器的時間被人為延長。據(jù)實(shí)踐案例，灰塵過多引起的探測器堵塞是最常見的響應(yīng)時間超差原因之一。

（三）氣體流量不匹配

對于泵吸式（吸入式）報(bào)警器，氣體流量需要與儀器采樣泵的額定流量相匹配。流量過小時，泵吸式報(bào)警器無法吸入足夠氣體；流量過大時，可能損壞內(nèi)部氣路結(jié)構(gòu)。 JJG693-2011 規(guī)程要求檢定裝置配置旁通流量計(jì)，以兼容泵吸式和擴(kuò)散式兩種采樣方式的報(bào)警器。

（四）標(biāo)定罩密封不當(dāng)

使用標(biāo)定罩通入標(biāo)準(zhǔn)氣體時，如果標(biāo)定罩過緊且無溢流口，會在罩內(nèi)產(chǎn)生正壓，壓縮氣體影響響應(yīng)時間；如果標(biāo)定罩過松，外界氣體混入，標(biāo)準(zhǔn)氣體實(shí)際濃度偏低，同樣會影響響應(yīng)時間的測量結(jié)果。

4.3 處理方案

1. 清潔傳感器和過濾器：使用干燥軟毛刷或?qū)Ｓ们鍧嵐ぞ咔謇韨鞲衅鞅砻婧瓦^濾器，去除灰塵和油污。
2. 檢查流量匹配性：對于泵吸式報(bào)警器，確認(rèn)檢定裝置的輸出流量與被檢儀器的采樣泵流量一致（通常0.5~1.5 L/min）。
3. 正確使用標(biāo)定罩：確保標(biāo)定罩與傳感器緊密貼合但不過緊，應(yīng)有溢流口保持常壓。
4. 更換老化傳感器：若清潔后響應(yīng)時間仍不達(dá)標(biāo)，應(yīng)考慮更換傳感器。注意更換傳感器后需重新標(biāo)定。

五、漂移原因深度分析

5.1 故障現(xiàn)象

漂移是指儀器在未接觸可燃?xì)怏w時，示值隨時間發(fā)生的非預(yù)期變化。 JJG693-2011 規(guī)程將其分為兩類：零點(diǎn)漂移（≤±2%FS）和量程漂移（≤±3%FS）。值得注意的是，相比舊版 JJG693-2004 中量程漂移指標(biāo)為 ±5%FS，2011版規(guī)程大幅收緊了量程漂移的要求，體現(xiàn)了對儀器長期穩(wěn)定性更高標(biāo)準(zhǔn)的重視。

5.2 主要原因分析

（一）傳感器自然老化

催化燃燒式傳感器在長期工作過程中，催化載體表面會發(fā)生物理化學(xué)變化，導(dǎo)致基線緩慢漂移。這是傳感器固有的特性，也是制定定期檢定周期（一般不超過1年）的根本原因。

（二）環(huán)境溫濕度變化

傳感器對溫度變化較為敏感，環(huán)境溫度的波動會導(dǎo)致熱效應(yīng)變化，從而引起零點(diǎn)漂移。檢定現(xiàn)場溫濕度超出適宜范圍時，漂移現(xiàn)象尤為明顯。

（三）零點(diǎn)氣體不純

JJG693-2011 規(guī)程規(guī)定零點(diǎn)氣體應(yīng)為清潔空氣或高純氮?dú)猓兌取?9.99%）。若使用了不純的零點(diǎn)氣體（如含有機(jī)雜質(zhì)的壓縮空氣），儀器示值無法真正歸零，漂移檢查必然不合格。

（四）傳感器中毒后緩慢失活

前文已提及，催化燃燒型傳感器在含硫、磷、砷等化合物的環(huán)境中會中毒。中毒并非瞬間失效，而是一個漸進(jìn)過程，具體表現(xiàn)為零點(diǎn)漂移量逐漸增大、靈敏度緩慢下降。

5.3 處理方案

1. 嚴(yán)格執(zhí)行檢定周期：按照 JJG693-2011 規(guī)程要求，固定式可燃?xì)怏w檢測儀的檢定周期一般不超過1年。對于使用環(huán)境惡劣的儀器，可適當(dāng)縮短檢定周期。
2. 控制檢定環(huán)境：在溫度、濕度穩(wěn)定的環(huán)境下進(jìn)行檢定，避免空調(diào)出風(fēng)口或陽光直射區(qū)域。
3. 使用高純零點(diǎn)氣體：務(wù)必使用符合規(guī)程要求的清潔空氣或高純氮?dú)膺M(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)。
4. 定期更換傳感器：根據(jù)制造商提供的使用壽命和實(shí)際使用情況，及時更換老化的傳感器。更換后必須重新檢定合格方可投入使用。
5. 加強(qiáng)日常維護(hù)：定期檢查報(bào)警器不同部位連接的正確性、報(bào)警器內(nèi)部的干燥度及探頭過濾器的清潔度。

六、總結(jié)與建議

JJG693-2011《可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定規(guī)程》 是我國可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器計(jì)量檢定的核心技術(shù)依據(jù)。在實(shí)際檢定工作中，檢定失敗、示值超差、響應(yīng)時間過長、漂移超標(biāo)是最常見的四大類問題。問題的根源往往交織在一起：既可能是被檢儀器本身的傳感器老化或中毒，也可能是檢定裝置未校準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)氣體選擇錯誤、氣體流量控制不當(dāng)、檢定環(huán)境不符合要求，甚至可能是檢定人員操作不規(guī)范所致。

對于計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)和工業(yè)企業(yè)的檢測人員而言，以下幾點(diǎn)值得特別關(guān)注：

• 重視檢定前的準(zhǔn)備工作。 每次檢定前應(yīng)檢查標(biāo)準(zhǔn)氣體的有效性和濃度匹配性，檢查檢定裝置（流量計(jì)、秒表等）的校準(zhǔn)狀態(tài)，檢查被檢儀器的外觀、通電狀態(tài)和傳感器狀況。
• 嚴(yán)格遵循規(guī)程中的流量控制要求。 JJG693-2011 規(guī)程在修訂時專門強(qiáng)化了流量控制的重要性，檢定人員應(yīng)根據(jù)被檢儀器的采樣方式和規(guī)格設(shè)定適宜的氣體流量，并保持流量穩(wěn)定。
• 建立完善的設(shè)備管理臺賬。 對標(biāo)準(zhǔn)氣體、流量計(jì)、秒表等檢定設(shè)備實(shí)行定期校準(zhǔn)和溯源管理，確保量值傳遞的準(zhǔn)確性。
• 重視檢定人員的專業(yè)培訓(xùn)。 JJG693-2011 規(guī)程對檢定方法有明確要求，檢定人員需充分理解規(guī)程的技術(shù)內(nèi)涵，掌握正確的操作流程，才能保證檢定結(jié)果的科學(xué)性和可靠性。

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