摘　要：通過對家用燃氣報警器的應(yīng)用現(xiàn)狀分析，根據(jù)影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，提出產(chǎn)品比選的技術(shù)方案，利用產(chǎn)品比選模型對市場上3種家用燃氣報警器進行了綜合比選。

關(guān)鍵詞：家用燃氣報警器  比選模型  標(biāo)準(zhǔn)

Study on Comparison and Selection Methods for Domestic Gas Alarms

Abstract：The application status of domestic gas alarms is analyzed．The technical scheme of comparison and selection of alarms is presented according to key factors affecting the product quality．Three kinds of domestic gas alarms in the market are synthetically compared and selected by the comparison and selection model．

Keywords：domestic gas alarm；comparison　and selection model；standard

1　概述

家用燃氣報警器主要由傳感器、報警元器件兩部分組成。傳感器即氣敏元件，按照測量原理分為許多種，目前已商業(yè)化且應(yīng)用較好的有半導(dǎo)體式(金屬氧化物半導(dǎo)體)、催化燃燒式、電化學(xué)式、紅外式，它們具有各自的特點。對于家用燃氣報警器來說，為適應(yīng)中國家庭廚房的使用特點，需要選擇壽命長、穩(wěn)定性好、零點漂移小、環(huán)境影響小、價格低廉的傳感器^[1]。因此，半導(dǎo)體式傳感器被廣泛地應(yīng)用于家用燃氣報警器中。雖然其精度低，但是可以滿足家庭用戶的要求，報警值可以設(shè)定在燃氣爆炸下限的1％～25％范圍。報警元器件主要對傳感器信號進行轉(zhuǎn)換和對比，并在傳感器輸出信號的電壓值高于設(shè)定的報警電壓值時發(fā)出聲光報警。

然而，目前在半導(dǎo)體式家用燃氣報警器的實際應(yīng)用中突顯了四個問題：家用燃氣報警器誤報、不報；設(shè)備安裝不規(guī)范；到期不更換；現(xiàn)場檢測方法不正確等。其中，主要問題是家用燃氣報警器誤報、不報，該問題的出現(xiàn)主要是家用燃氣報警器本身的產(chǎn)品質(zhì)量問題，解決此問題就要比選出質(zhì)量優(yōu)異、性能穩(wěn)定的家用燃氣報警器。

家用燃氣報警器按照檢測氣體不同，內(nèi)部配置的傳感器也會不同，本文所比選的報警器是指單一檢測天然氣的家用燃氣報警器。

2　影響報警器質(zhì)量的主要因素

家用燃氣報警器本身的產(chǎn)品質(zhì)量取決于兩個方面：傳感器的性能；選用的電子元器件、印刷電路板的質(zhì)量。

傳感器性能主要表現(xiàn)在其長期穩(wěn)定性、不通電放置性能、耐硅中毒性能、耐環(huán)境性能、耐氣體性能、高濃度氣體耐久性能、抗干擾氣體性能等方面。耐環(huán)境性能主要是指家用燃氣報警器耐高溫、低溫、恒定熱濕環(huán)境的性能；耐氣體性能是指家用燃氣報警器在體積分數(shù)為1.00％～l.25％的甲烷氣體中的耐用性；高濃度氣體耐久性能是指家用燃氣報警器在體積分數(shù)為2.5％的甲烷氣體中的耐用性；抗干擾氣體性能是指家用燃氣報警器抗乙醇、乙酸干擾氣的性能。具體性能指標(biāo)說明可參見CJ／T 347—2010《家用燃氣報警器及傳感器》。

電子元器件、印刷電路板質(zhì)量主要表現(xiàn)在家用燃氣報警器的電氣部分性能、耐電源電壓波動性能以及耐環(huán)境性能等方面。因此，家用燃氣報警器比選必須從以上幾個性能方面進行試驗和比較。

3　產(chǎn)品比選技術(shù)方案

目前，家用燃氣報警器是按照GB l5322.2—2003《可燃氣體探測器第2部分：測量范圍為0～100％LEL的獨立式可燃氣體探測器》進行型檢，產(chǎn)品只有通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢驗，取得產(chǎn)品合格的檢驗報告，公安部消防產(chǎn)品合格評定中心才能頒發(fā)《產(chǎn)品型式認可證書》，廠家才可進行該產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售。此標(biāo)準(zhǔn)適用于所有一般工業(yè)與民用建筑中安裝使用的獨立式可燃氣報警器，標(biāo)準(zhǔn)較寬泛，并不專門針對家用燃氣報警器，而且此標(biāo)準(zhǔn)主要參考歐洲標(biāo)準(zhǔn)制定，其技術(shù)要求并不能完全針對中國家用燃氣體報警器的使用環(huán)境——炒菜油煙大、料酒、醋等干擾氣體較多，這也在近幾年的產(chǎn)品使用過程中得到驗證。許多廠家的產(chǎn)品雖然按照此標(biāo)準(zhǔn)檢驗合格，但是在實際使用過程中還是出現(xiàn)了不少誤報、不報等問題。

2010年修訂和發(fā)布的CJ／T 347—2010《家用燃氣報警器及傳感器》是城鎮(zhèn)燃氣領(lǐng)域?qū)ｉT針對中國的家用燃氣報警器使用情況編制的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行的國標(biāo)GB l5322.2—2003相比，技術(shù)要求和檢測方法有許多不同，增加和修改了一些指標(biāo)和方法。這些技術(shù)指標(biāo)更全面地考察了家用燃氣報警器的實際使用性能。

因此，為了選出各方面技術(shù)性能均優(yōu)的產(chǎn)品，協(xié)調(diào)對比兩個標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)報警器的性能特點和存在問題，本文以CJ／T 347—2010中的檢測項目和方法為基礎(chǔ)，調(diào)整了抗干擾氣體性能和長期穩(wěn)定性兩個主要技術(shù)指標(biāo)的檢測方法，形成家用燃氣報警器比選的技術(shù)方案。

4　產(chǎn)品的比選模型

通過對當(dāng)前國內(nèi)市場，特別是北京市場在售、在用的家用燃氣報警器的調(diào)研，選擇傳感器來源具有代表性、產(chǎn)品通過型式認證、生產(chǎn)廠家具有生產(chǎn)資質(zhì)和一定實力、產(chǎn)品已投保、具有良好的售后服務(wù)的家用燃氣報警器來進行產(chǎn)品的綜合評價。按照比選技術(shù)方案，先根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 347—2010的指標(biāo)要求來判定產(chǎn)品是否合格，全部項目合格的產(chǎn)品再參與比選。本次比選選擇了6個廠家各一種型號的家用燃氣報警器(產(chǎn)品代號為A、B、C、D、E、F)進行性能檢測，檢測后6種型號的家用燃氣報警器中有3種未通過所有的項目檢測。未通過檢測項目的產(chǎn)品及項目詳見表l。

①產(chǎn)品比選評價指標(biāo)體系的建立

為減少比選的復(fù)雜性，突出主要因素，并結(jié)合產(chǎn)品的經(jīng)濟性，建立了家用燃氣報警器產(chǎn)品比選評價指標(biāo)體系。主要評價指標(biāo)包括技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)。技術(shù)指標(biāo)包括抗干擾氣體性能、長期穩(wěn)定性、耐環(huán)境性能、耐氣體性能、耐硅中毒性能、不通電放置性能、高濃度氣體耐久性能、電氣部分性能、耐電源電壓波動性能，這些作為主要比選項目；報警濃度、響應(yīng)時間、報警音量是判斷報警器在功能上是否可用的指標(biāo)，也作為主要比選項目；其他項目：一般結(jié)構(gòu)、通電表示、報警信號及故障表示、報警輸出、消音功能等對于已經(jīng)通過型式檢驗定型的產(chǎn)品，其單個產(chǎn)品在這些項目上的差別不大，對于各廠家報警器性能的比選來說不作為比選指標(biāo)。經(jīng)濟指標(biāo)主要指產(chǎn)品的價格。

②指標(biāo)數(shù)據(jù)的預(yù)處理

對檢測數(shù)據(jù)進行初步處理，變換成具有可比性的數(shù)據(jù)。由于各檢測項目中除報警音量、響應(yīng)時間、產(chǎn)品單價為直接測得值可以直接比較外，其他項目檢測結(jié)果均表現(xiàn)為一組產(chǎn)品報警濃度檢測時的報警體積分數(shù)值，而報警體積分數(shù)值并非越大越好或越小越好，而是要求一組數(shù)據(jù)與產(chǎn)品設(shè)定的報警體積分數(shù)值偏離得越小越好，因此把各組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為用標(biāo)準(zhǔn)差表示的數(shù)據(jù)，見表2。

為了便于比較，將檢測數(shù)據(jù)中報警濃度、響應(yīng)時間、抗干擾氣體性能、耐環(huán)境性能、耐氣體性能、耐硅中毒性能、長期穩(wěn)定性、不通電放置性能、高濃度氣體耐久性能、電氣部分性能、耐電源電壓波動性能、產(chǎn)品單價等低優(yōu)指標(biāo)數(shù)據(jù)通過差值轉(zhuǎn)換變換為高優(yōu)指標(biāo)，將報警音量這種居中型指標(biāo)轉(zhuǎn)換為高優(yōu)指標(biāo)，即所有指標(biāo)均統(tǒng)一為高優(yōu)數(shù)據(jù)，形成指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣R，以便進行比較。

③各評價指標(biāo)權(quán)重的確定

根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)性能和產(chǎn)品使用安全的重要性等特點，并結(jié)合出現(xiàn)問題的產(chǎn)品未通過的檢測項目，采用專家征詢法確定各評價指標(biāo)權(quán)重，可形成權(quán)重矩陣尺。

④綜合評價模型的建立

采用TOPSIS法，即逼近理想解排序法，對產(chǎn)品進行多目標(biāo)綜合評價。TOPSIS法是系統(tǒng)工程中有限方案多目標(biāo)決策分析的一種常用方法，是基于歸一化后的原始數(shù)據(jù)矩陣，找出有限方案中的最優(yōu)方案和最劣方案，然后分別計算各評價對象與最優(yōu)和最劣方案的距離，獲得各評價對象與最優(yōu)方案的相對接近程度，以此作為評價優(yōu)劣的依據(jù)。

由公式(1)得到評價矩陣。在評價矩陣中找到最優(yōu)方案矩陣和最劣方案矩陣，分別計算評價矩陣到最優(yōu)方案矩陣和最劣方案矩陣的距離。通過公式(2)計算得到各評價對象與最優(yōu)方案的相對接近程度Ci。

A＝Z×R 　　　　　   (1)

式中A——評價矩陣

Z——指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣

R——權(quán)重矩陣

式中Ci——各評價對象與最優(yōu)方案的相對接近程度

Si,l——評價矩陣到最劣方案矩陣的距離

Si,y——評價矩陣到最優(yōu)方案矩陣的距離

根據(jù)計算得到的Ci值大小進行排序，Ci值越大，越接近于l，說明越接近于最優(yōu)方案，產(chǎn)品綜合評價越優(yōu)。經(jīng)計算得到各產(chǎn)品的Ci值，其排序見表3。

從以上比較結(jié)果可以看出，綜合技術(shù)和經(jīng)濟兩方面的因素，F產(chǎn)品綜合評價最優(yōu)，D產(chǎn)品處于第二，E產(chǎn)品處于第三，但F產(chǎn)品和D產(chǎn)品兩者的綜合評價差別不大。

若不考慮經(jīng)濟性的影響，單從技術(shù)方面對產(chǎn)品進行評價，按同樣方法進行計算，得到各產(chǎn)品的Ci值及排序見表4?？梢?，技術(shù)排序與綜合評價排序相同，但是，各產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)劣勢很明確，F產(chǎn)品在技術(shù)上明顯優(yōu)于D產(chǎn)品。

5　結(jié)論

①市場上抽取的部分廠家的已通過型式認證且在批量生產(chǎn)銷售的產(chǎn)品還存在產(chǎn)品性能不過關(guān)問題，主要是在抗干擾、抗中毒、長期穩(wěn)定性方面存在問題，會引起報警器誤報或不報。

②F產(chǎn)品和D產(chǎn)品綜合評價相差較小。F產(chǎn)品雖然技術(shù)評價最高，但是由于其較高的產(chǎn)品單價使得其綜合評價優(yōu)勢不大。按照目前北京市家用燃氣報警器的銷售模式，主要還是由用戶或開發(fā)商承擔(dān)購置費用，所以在保證技術(shù)安全可靠的基礎(chǔ)上還是要考慮其經(jīng)濟的優(yōu)越性。一般住宅可以推薦綜合評價高、技術(shù)可靠、價格低的產(chǎn)品；高檔住宅可以采用綜合評價高、技術(shù)評價高的產(chǎn)品。

③應(yīng)協(xié)調(diào)關(guān)于家用燃氣報警器的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系，從嚴要求產(chǎn)品質(zhì)量，加強對家用燃氣報警器的檢測、管理和準(zhǔn)入工作。

參考文獻：

[1]宋小堅．可燃氣體傳感器研究進展[J]．煤氣與熱力，2010，30(5)：B40-B42．

本文作者：吳媛媛  陳文柳

作者單位：北京市公用事業(yè)科學(xué)研究所