氯化氫氣體檢測儀校準(zhǔn)方法探討

氯化氫是一種無色、具有刺激性氣味的氣體，其水溶液俗稱鹽酸。氯化氫主要用于制作染料、香料、藥物、各種氯化物及腐蝕抑制劑，是常見的有毒化學(xué)物質(zhì)。氯化氫氣體檢測儀主要用于檢測作業(yè)場所環(huán)境和生產(chǎn)流程中氯化氫氣體的濃度，以及對現(xiàn)場實(shí)施檢測和控制。當(dāng)被檢測氣體濃度超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，儀器發(fā)出聲光報(bào)警，提醒人員采取措施，從而阻止或降低現(xiàn)場危險(xiǎn)程度的延續(xù)，達(dá)到自動(dòng)排除險(xiǎn)情的目的。本文依據(jù) JJF 1888 － 2020《氯化氫氣體檢測報(bào)警器校準(zhǔn)規(guī)范》對氯化氫有毒氣體檢測儀開展校準(zhǔn)工作，分析了校準(zhǔn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，并給出對應(yīng)解決方案，可為相關(guān)機(jī)構(gòu)技術(shù)人員開展氯化氫氣體檢測儀的校準(zhǔn)工作提供參考。

校準(zhǔn)過程及問題討論
1. 1 校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器具
1. 1. 1 氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
本次檢測所使用的標(biāo)準(zhǔn)氣體為氮中氯化氫氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書號(hào)為 GBW( E) 082657，標(biāo)準(zhǔn)濃度值為 9. 60μmol/mol、16. 5μmol/mol、25. 2μmol/mol各2 瓶，不確定度為 Urel = 2% ( k = 2) ; 零點(diǎn)氣體為99. 9996%的高純氮?dú)? 瓶。
1. 1. 2 其他標(biāo)準(zhǔn)器具
本次校準(zhǔn)所使用的流量計(jì)型號(hào)為 LZB － 3，不確定度 4. 0 級(jí); 秒表型號(hào) DM1 － 010，不確定度 MPE:
± 0. 10s/h; 減壓閥為不銹鋼減壓閥; 長度 60cm 的硅膠管及聚四氟乙烯材質(zhì)的管線各 3 根。
1. 2 被校準(zhǔn)設(shè)備
本次校準(zhǔn)的被檢設(shè)備為某企業(yè)某生產(chǎn)裝置內(nèi)安裝的氯化氫氣體檢測儀，共計(jì) 46 臺(tái)，其中新安裝的檢測儀 15 臺(tái)。
1. 3 校準(zhǔn)依據(jù)
依據(jù) JJF 1888 － 2020《氯化氫氣體檢測報(bào)警器校準(zhǔn)規(guī)范》的相關(guān)內(nèi)容及被檢器具的使用說明書，因被校器具為固定式的連續(xù)測量氣體檢測儀，采樣方式為擴(kuò)散式，如圖 1 所示連接氣路，形成一套完整的校準(zhǔn)測量系統(tǒng)。

1. 4 示值誤差校準(zhǔn)
在校準(zhǔn)示值誤差項(xiàng)目時(shí)，調(diào)節(jié)流量計(jì)，流量控制在 1L /min 左 右，分別使用濃度為 9. 60μmol /mol、16. 5μmol /mol、25. 2μmol /mol 的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對檢測儀進(jìn)行檢測，隨機(jī)校準(zhǔn) 10 臺(tái)檢測儀，編號(hào)為 1 - 1～1 -10，按照式( 1) 計(jì)算各濃度點(diǎn)的示值誤差 ΔC:

按以往校準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)，氣體管路若使用硅膠管，則校準(zhǔn)結(jié)果將出現(xiàn)誤差過大、無規(guī)律、無線性等情況，依據(jù) JJF 1888 － 2020 中第 4. 2. 5 條規(guī)定，按照氣體管路的不同劃分兩組待校樣品: A 組全部使用硅膠管作為氣體管路; B 組全部使用聚四氟乙烯管作為氣體管路，其余校準(zhǔn)條件均相同。分別對相同的 10臺(tái)檢測儀進(jìn)行校準(zhǔn)，并在校準(zhǔn)前對檢測儀進(jìn)行調(diào)校。校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)先通入零點(diǎn)氣體校準(zhǔn)儀器的零點(diǎn)，然后通入濃度為 25. 2μmol /mol 氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)量程。校準(zhǔn)完成后，得到兩組測量值，并計(jì)算示值誤差，所得數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果見表 1、表 2。

由表 1 可知，在使用硅膠管作為氣體管路時(shí)，硅膠管對氯化氫的吸附很大，使標(biāo)定量程無法達(dá)到儀器執(zhí)行標(biāo)定程序時(shí)所需的最低濃度值，不能進(jìn)入標(biāo)定程序。而從表 2 中的測量結(jié)果來看，使用聚四氟乙烯管作為氣體管路時(shí)，除編號(hào)為 1 － 4、1 － 8 的儀器無法進(jìn)入標(biāo)定程序外，其他設(shè)備均能正常執(zhí)行校準(zhǔn)程序及完成校準(zhǔn)工作，說明聚四氟乙烯管對氯化氫的吸附小，對校準(zhǔn)過程幾乎沒有影響。由此可知，在開展氯化氫氣體檢測儀校準(zhǔn)工作時(shí)，不能使用硅膠管等易吸附材質(zhì)作為氣體管路，應(yīng)使用聚四氟乙烯管等不易吸附氯化氫氣體的材質(zhì)作為氣體管路。

5 響應(yīng)時(shí)間
依據(jù) JJF 1888 － 2020《氯化氫氣體檢測報(bào)警器校準(zhǔn)規(guī)范》中檢測響應(yīng)時(shí)間的方法，使用標(biāo)氣濃度為 16. 5μmol /mol 的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行校準(zhǔn)。流量控制在 1L /min 左右，使用聚四氟乙烯管作為氣體管路，
測量結(jié)果見表 3。

由表 3 可知，每臺(tái)儀器的響應(yīng)時(shí)間均呈現(xiàn)出不斷縮短的情況，說明輸出的標(biāo)氣未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。檢查整個(gè)校準(zhǔn)步驟后，分析應(yīng)該是在校準(zhǔn)過程中每次測量后均關(guān)閉了標(biāo)氣總閥，從而出現(xiàn)每次重新通氣后聚四氟乙烯管再次吸附氯化氫的情況。為驗(yàn)證這一猜測，重新對該 10 臺(tái)設(shè)備進(jìn)行響應(yīng)時(shí)間檢測，每次測量完畢后不關(guān)閉氣閥，讓標(biāo)氣持續(xù)輸出，所得的結(jié)果見表 4。由表 4 可知，每臺(tái)設(shè)備的測量值較第一次測量時(shí)均減小，數(shù)值均趨于穩(wěn)定。由此判斷，關(guān)閉了標(biāo)氣總閥后氯化氫氣體需要時(shí)間在氣體管路上吸附飽和。在校準(zhǔn)氯化氫氣體檢測儀時(shí)，若氣瓶閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，應(yīng)先開啟氣體閥門，待標(biāo)準(zhǔn)氣體持續(xù)放空一段時(shí)間后再進(jìn)行校準(zhǔn)。

6 報(bào)警功能
在進(jìn)行報(bào)警功能項(xiàng)目校準(zhǔn)時(shí)，調(diào)節(jié)流量計(jì)，控制流量在 1L /min 左右，以聚四氟乙烯管作為氣體管路，使用標(biāo)氣濃度為 16. 5μmol /mol 的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行校準(zhǔn)。發(fā)現(xiàn)臨期應(yīng)校準(zhǔn)的檢測儀能夠正常報(bào)警，而新安裝的檢測儀在相同的條件下無法正常報(bào)警，其中的 13 臺(tái) 檢 測 儀 無 響 應(yīng)，2 臺(tái)示值顯示均在5. 0μmol /mol 以下。為便于區(qū)分，暫定編號(hào)為 2 － 1～ 2 － 15。新安裝的檢測儀 15 臺(tái)檢測儀測量數(shù)據(jù)見
表 5。

由表 5 可知，該批次檢測儀均存在報(bào)警功能不正常的情況。但因該批次檢測儀均為新安裝，生產(chǎn)日期也顯示為近期生產(chǎn)，詢問客戶得知安裝現(xiàn)場也未發(fā)生氯化氫泄漏，無檢測儀中毒的可能。經(jīng)與生產(chǎn)廠家溝通后得知，該批次檢測儀可能存在新安裝后未激活的情況。按照生產(chǎn)廠家的建議，對該批次檢測儀進(jìn)行激活處理，使用零點(diǎn)氣進(jìn)行 3 次零點(diǎn)標(biāo)定的操作來激活檢測儀。經(jīng)過激活處理后，再次對該批次檢測儀進(jìn)行檢測，報(bào)警功能均恢復(fù)正常。
1. 7 安全防護(hù)
由于氯化氫氣體屬于有毒氣體，氯化氫氣體檢測儀均安裝在可能存在氯化氫氣體的環(huán)境中，所攜帶的標(biāo)準(zhǔn)氣體也含有氯化氫成分。因此，在校準(zhǔn)氯化氫氣體檢測儀時(shí)，建議按照以下幾點(diǎn)做好個(gè)人防護(hù):
( 1) 進(jìn)入作業(yè)區(qū)域前，應(yīng)了解被檢校單位的各種安全管理制度，嚴(yán)格遵守作業(yè)區(qū)域的各項(xiàng)規(guī)章制度，認(rèn)真完成入廠前的安全培訓(xùn)，熟悉作業(yè)區(qū)域附近的緊急出口或緊急集合點(diǎn)。
( 2) 隨身佩戴經(jīng)校準(zhǔn)后符合要求的便攜式氯化氫氣體檢測儀，確保便攜式氯化氫氣體檢測儀處于
正常工作狀態(tài)中。
( 3) 隨身攜帶便攜式防毒口罩/防毒面具。
( 4) 如遇突發(fā)或緊急情況，應(yīng)立即佩戴好便攜式防毒口罩/防毒面具，在確保安全的情況下，逆風(fēng)前往緊急出口或緊急集合點(diǎn)，并迅速離開作業(yè)區(qū)域。
2 結(jié)語
本文以氯化氫氣體檢測儀為研究對象，將校準(zhǔn)過程中遇到的問題逐一記錄、分析，提出解決方案并進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證過程簡單明了、真實(shí)有效，可為相關(guān)機(jī)構(gòu)技術(shù)人員在開展氯化氫氣體檢測儀的校準(zhǔn)工作方面提供一定的參考。