硫化氢检测仪工作原理_硫化氢检测仪报警值_硫化氢检测仪不确定度评估

　　什么是硫化氢检测仪

　　半导体技术硫化氢气体探测器被设计用以监测环境空气中硫化氢气体的浓度，它的测量范围从标准型的0-20/50/100ppm（可在工作现场调节）到高测量范围型的10，000ppm。该产品采用固体金属氧化物半导体传感技术。传感器由两片薄片组成：一片是加热片，另一片是对硫化氢气体敏感的气敏片。 两片薄片都以真空镀膜的方式安装在一个硅芯片上。加热片将气敏片的工作温度提升到能对硫化氢气体反应的水平。气敏片上有金属氧化物，可动态地显示硫化氢气体浓度的变化。其敏感性可从十亿分之一到百分之一。本产品坚固耐用，在绝大多数工业环境中都能保持稳定工作十年以上。

　　

　　特点

　　1、坚固耐用，对恶劣气候有强大的耐受力

　　2、使用寿命长

　　3、全世界最长的硫化氢气体探测器的保修期

　　4、低廉的更换及维护成本

　　5、不受长时间曝露于硫化氢环境的影响

　　应用领域

　　1、沙漠及高温地区

　　2、零度以下环境

　　3、热带亚热带潮湿环境

　　4、远洋作业

　　5、石油天然气钻井作业

　　6、硫化氢气体经常出现的场合

　　硫化氢检测仪工作原理

　　采用进口原装安培型电化学传感器，通常由浸没在电解液中的三个电极构成。工作电极是用具有催化活性的金属，将其涂覆在透气但憎水的膜上做成。被测量气体经扩散透过多孔的膜，在其上进行电化学氧化或还原反应，其反应的性质依工作电极的热力学电位和分析气体的电化学（氧化或还原）性质而定。

　　电化学反应中参加反应的电子流入（还原）或流出（氧化）工作电极。工作电极的工作信号经运放U2放大成为仪器的输出信号。电路同时保持工作电极的电压使之处于其偏压VBIAS之值。基准电极则为电解液中的工作电极提供一个稳定的电位。

　　基准电极电位与VBIAS比较后，在运放U1输出电压信号，其大小正好是产生一个与工作电极相等相反的电流信号。同时电路使工作电极与参比电极间保持恒定的电位差。测量电极只是一个完整的电化学传感器所需要的第二电极，其主要作用是允许电子进入或流出电解液。

　　硫化氢检测仪报警值

　　国标中空气中硫化氢最高允许浓度：10ppm国家标准《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分 化学有害因素》（GBZ 2［1］.1-2007）中4.1 工作场所空气中化学物质容许浓度中明确指出 硫化氢最高容许浓度为10mg/m3。

　　一氧化碳大概是50ppm可暴露8小时。一氧化碳的分子量28，密度大概是1.25g/L，所以换算成mg/L，可以用体积ppm数值*1.25。就是50*1.25=62.5mg/L硫化氢分子量是34，密度1.5左右，那么ppm体积浓度换算出来*1.5，大概是10*1.5=15mg/L。

　　硫化氢检测仪不确定度评估

　　测量过程简述

　　（1）测量依据：JJG695—2003《硫化氢气体检测仪检定规程》。

　　（2）测量环境条件：温度（0~40）℃；相对湿度不大于85%；通风良好，无干扰被测成分。

　　（3）测量标准：测量气体的扩展不确定度≤1.5%（k=2）。

　　（4）被测对象：硫化氢气体检测仪，最大允许示值误差5×10-6，量程（0~100）ppm。

　　（5）测量方法：通入一定浓度的标准气体，平衡后读取被测仪器的示值，重复测量3次，3次的算术平均值与标准气体实际值的差值，即为硫化氢气体检测仪的示值误差。

　　（6）评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可参照使用本不确定度的评定结果。

　　数学模型

　　式中：△C —硫化氢气体检测仪示值误差；

　　—硫化氢气体检测仪3次示值的算术平均值；

　　Co—标准气体的实际标准值。

　　各输入量的标准不确定度分量的评定

　　1.输入量的标准不确定度u（）的评定

　　输入量 的标准不确定度来源主要是硫化氢气体检测仪的测量重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。

　　对一台硫化氢气体检测仪，选择50.2PPM标准浓度的硫化氢气体，连续测量10次，得到测量列（%PPM）：50.2，50.2，50.3，50.2，50.3，50.1，50.1，50.2，50.2，50.3。

　　

　　

　　实际测量情况，在重复性条件下连续测量3次，以该3次测量平均数为测量结果测量可得到：

　　

　　2、输入量Co的标准不确定度u（Co）的评定

　　输入量Co的标准不确定度主要来源于标准气体浓度定值的不确定度，可根据证书给出的定值不确定度来评定，因此应采用B类方法进行评定。标准物质证书给出浓度值的相对扩展不确定度为Uo=15%，包含因子k=2，标准不确定度u（Co）为：

　　

　　合成标准不确定度及扩展不确定度的评定

　　

　　合成标准不确定度的计算

　　

　　

　　合成标准不确定度的有效自由度合成标准不确定度的有效自由度为：

　　

　　扩展不确定度的评定

　　

　　测量不确定度的报告与表示

　　

　　结论

　　检定方法的不确定度U＝2%，k＝2。因为被测参数的允差为MPEV＝5%，U/MPEV＝0.8%÷5%＜1/3，因此本实验室检定方案满足拟开展项目的计量要求，检定方案是可靠的，使用该计量标准开展最大允许示值误差±5%的可燃气体检测报警器值得采信。