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SF6检漏仪的响应时间为什么重要？

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SF6检漏仪的响应时间为什么重要？
笔者在近两年和电力系统从事SF6泄漏检测的工作人员接触过程中经常会听到如下疑问：为什么灵敏度1ppm价值十几万甚至二十几万的SF6定量检漏仪在现场测试的时候还不如价值几千元的5750A定性检漏仪？其实该疑问的核心涉及到如下几个概念：传感器响应时间和系统响应时间、静态灵敏度和动态灵敏度。
SF6检漏仪的系统响应时间由两部分组成：气流通过传感器的时间和传感器本身的响应时间。气流通过传感器的时间是指SF6气体通过导管到达传感器的时间，该时间取决于管路的长度和抽气泵的功率，一般2米长的管路配1升/分的气泵气流通过传感器的时间是1秒。传感器本身的响应时间是指传感器可以准确测量SF6气体浓度所需要的时间，不同原理的传感器响应时间有很大差别，范围从毫秒级到分钟级。
很多仪器在宣传灵敏度是1ppm或0.1ppm的时候其实指的是在实验室标定的灵敏度，也就是用氮气和SF6的混合气体来标定的灵敏度，这个灵敏度应该是静态灵敏度。所以静态灵敏度是不考虑检漏仪的响应时间也不考虑周围环境各种干扰气体的影响的灵敏度。实际在现场测量SF6泄漏时，检漏仪的探头是移动的，速度大约在1厘米/秒-3厘米/秒。正常情况下泄漏点周围SF6气体的浓度是呈梯度分布的，既越靠近漏点SF6气体浓度越高。对于静态灵敏度相同的两台仪器，若系统响应时间不同，当探头以同样速度经过泄漏点时，响应时间快的仪器测量结果更准确，响应时间慢的测量结果偏小。同一台仪器，当探头以不同速度移动经过泄漏点时，同样的泄漏在仪器上检测出的结果也是不同的的，移动速度越快读数越小，移动速度越慢测量结果越准确。有些传感器是广谱的，不仅对SF6气体敏感，还对空气中的其它气体或水蒸汽敏感，所以实际测试周围环境的干扰气体会大大降低某些SF6检测仪器的灵敏度。所以所谓动态灵敏度是考虑周围干扰气体的影响，也考虑系统响应时间的影响后在测试状态下仪器可达到的灵敏度。动态灵敏度取决于静态灵敏度、系统响应时间和传感器的选择性。总之只有静态灵敏度高、响应时间快、传感器选择性好的检漏仪动态灵敏度才会高。
笔者在清华大学高压实验室做了如下对比实验、选用了三款SF6检漏仪，关键技术指标如下表：
LLD-100 某进口红外原理的SF6检漏仪 5750A
测量结果 定量 定量 定性
系统响应时间 1.5秒 5秒 小于1秒
静态灵敏度 0.001ppm 1ppm 大约50ppm

同样规格的SF6标准气体六瓶，浓度如下1ppm,5ppm,10ppm,50ppm,100ppm,200ppm。通过减压阀和流量表使各瓶子SF6气体流出的速度尽可能一致。三种检漏仪以1厘米/秒的速度经过各个SF6气体标准瓶泄漏口，测量结果如下表
LLD-100 某进口红外原理SF6检漏仪 5750A
1ppm 0.913ppm 0ppm 无反应
5ppm 4.531ppm 0ppm 无反应
10ppm 9.125ppm 1ppm 无反应
50ppm 47.03ppm 13ppm 有轻微反应
100ppm 93.04ppm 24ppm 有反应
200ppm 191.5ppm 58ppm 有反应
因试验条件限制，传感器移动的速度无法保持完全一致，气体泄漏的量也不一定完全一致，但实验结果基本能看出以下结论：
1、即使静态灵敏度高达0.001ppm、响应时间小于1.5秒、选择性良好的采用激光光声光谱检测技术的LLD-100其动态检测灵敏度也就1ppm
2、灵敏度1ppm响应时间5秒的红外检漏仪测试结果远小于实际值，因此现场检测时很容易错过小于50ppm的泄漏点。
3、5750A检测灵敏度很低，但响应时间快，所以现场测试效果和价值二十几万的红外检漏仪差不多。
以上实验也解释了现场测试人员的疑问，因此建议用户在选择检漏仪时要特别关注如下技术指标：静态灵敏度、响应时间、传感器的选择性。