摘　要：通过对家用燃气报警器的应用现状分析，根据影响产品质量的主要因素，提出产品比选的技术方案，利用产品比选模型对市场上3种家用燃气报警器进行了综合比选。

关键词：家用燃气报警器  比选模型  标准

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

家用燃气报警器主要由传感器、报警元器件两部分组成。传感器即气敏元件，按照测量原理分为许多种，目前已商业化且应用较好的有半导体式(金属氧化物半导体)、催化燃烧式、电化学式、红外式，它们具有各自的特点。对于家用燃气报警器来说，为适应中国家庭厨房的使用特点，需要选择寿命长、稳定性好、零点漂移小、环境影响小、价格低廉的传感器^[1]。因此，半导体式传感器被广泛地应用于家用燃气报警器中。虽然其精度低，但是可以满足家庭用户的要求，报警值可以设定在燃气爆炸下限的1％～25％范围。报警元器件主要对传感器信号进行转换和对比，并在传感器输出信号的电压值高于设定的报警电压值时发出声光报警。

然而，目前在半导体式家用燃气报警器的实际应用中突显了四个问题：家用燃气报警器误报、不报；设备安装不规范；到期不更换；现场检测方法不正确等。其中，主要问题是家用燃气报警器误报、不报，该问题的出现主要是家用燃气报警器本身的产品质量问题，解决此问题就要比选出质量优异、性能稳定的家用燃气报警器。

家用燃气报警器按照检测气体不同，内部配置的传感器也会不同，本文所比选的报警器是指单一检测天然气的家用燃气报警器。

2　影响报警器质量的主要因素

家用燃气报警器本身的产品质量取决于两个方面：传感器的性能；选用的电子元器件、印刷电路板的质量。

传感器性能主要表现在其长期稳定性、不通电放置性能、耐硅中毒性能、耐环境性能、耐气体性能、高浓度气体耐久性能、抗干扰气体性能等方面。耐环境性能主要是指家用燃气报警器耐高温、低温、恒定热湿环境的性能；耐气体性能是指家用燃气报警器在体积分数为1.00％～l.25％的甲烷气体中的耐用性；高浓度气体耐久性能是指家用燃气报警器在体积分数为2.5％的甲烷气体中的耐用性；抗干扰气体性能是指家用燃气报警器抗乙醇、乙酸干扰气的性能。具体性能指标说明可参见CJ／T 347—2010《家用燃气报警器及传感器》。

电子元器件、印刷电路板质量主要表现在家用燃气报警器的电气部分性能、耐电源电压波动性能以及耐环境性能等方面。因此，家用燃气报警器比选必须从以上几个性能方面进行试验和比较。

3　产品比选技术方案

目前，家用燃气报警器是按照GB l5322.2—2003《可燃气体探测器第2部分：测量范围为0～100％LEL的独立式可燃气体探测器》进行型检，产品只有通过国家消防电子产品质量监督检验中心检验，取得产品合格的检验报告，公安部消防产品合格评定中心才能颁发《产品型式认可证书》，厂家才可进行该产品的生产销售。此标准适用于所有一般工业与民用建筑中安装使用的独立式可燃气报警器，标准较宽泛，并不专门针对家用燃气报警器，而且此标准主要参考欧洲标准制定，其技术要求并不能完全针对中国家用燃气体报警器的使用环境——炒菜油烟大、料酒、醋等干扰气体较多，这也在近几年的产品使用过程中得到验证。许多厂家的产品虽然按照此标准检验合格，但是在实际使用过程中还是出现了不少误报、不报等问题。

2010年修订和发布的CJ／T 347—2010《家用燃气报警器及传感器》是城镇燃气领域专门针对中国的家用燃气报警器使用情况编制的产品标准。此标准与现行的国标GB l5322.2—2003相比，技术要求和检测方法有许多不同，增加和修改了一些指标和方法。这些技术指标更全面地考察了家用燃气报警器的实际使用性能。

因此，为了选出各方面技术性能均优的产品，协调对比两个标准，根据报警器的性能特点和存在问题，本文以CJ／T 347—2010中的检测项目和方法为基础，调整了抗干扰气体性能和长期稳定性两个主要技术指标的检测方法，形成家用燃气报警器比选的技术方案。

4　产品的比选模型

通过对当前国内市场，特别是北京市场在售、在用的家用燃气报警器的调研，选择传感器来源具有代表性、产品通过型式认证、生产厂家具有生产资质和一定实力、产品已投保、具有良好的售后服务的家用燃气报警器来进行产品的综合评价。按照比选技术方案，先根据行业标准CJ／T 347—2010的指标要求来判定产品是否合格，全部项目合格的产品再参与比选。本次比选选择了6个厂家各一种型号的家用燃气报警器(产品代号为A、B、C、D、E、F)进行性能检测，检测后6种型号的家用燃气报警器中有3种未通过所有的项目检测。未通过检测项目的产品及项目详见表l。

①产品比选评价指标体系的建立

为减少比选的复杂性，突出主要因素，并结合产品的经济性，建立了家用燃气报警器产品比选评价指标体系。主要评价指标包括技术指标和经济指标。技术指标包括抗干扰气体性能、长期稳定性、耐环境性能、耐气体性能、耐硅中毒性能、不通电放置性能、高浓度气体耐久性能、电气部分性能、耐电源电压波动性能，这些作为主要比选项目；报警浓度、响应时间、报警音量是判断报警器在功能上是否可用的指标，也作为主要比选项目；其他项目：一般结构、通电表示、报警信号及故障表示、报警输出、消音功能等对于已经通过型式检验定型的产品，其单个产品在这些项目上的差别不大，对于各厂家报警器性能的比选来说不作为比选指标。经济指标主要指产品的价格。

②指标数据的预处理

对检测数据进行初步处理，变换成具有可比性的数据。由于各检测项目中除报警音量、响应时间、产品单价为直接测得值可以直接比较外，其他项目检测结果均表现为一组产品报警浓度检测时的报警体积分数值，而报警体积分数值并非越大越好或越小越好，而是要求一组数据与产品设定的报警体积分数值偏离得越小越好，因此把各组数据转化为用标准差表示的数据，见表2。

为了便于比较，将检测数据中报警浓度、响应时间、抗干扰气体性能、耐环境性能、耐气体性能、耐硅中毒性能、长期稳定性、不通电放置性能、高浓度气体耐久性能、电气部分性能、耐电源电压波动性能、产品单价等低优指标数据通过差值转换变换为高优指标，将报警音量这种居中型指标转换为高优指标，即所有指标均统一为高优数据，形成指标数据矩阵R，以便进行比较。

③各评价指标权重的确定

根据产品的技术性能和产品使用安全的重要性等特点，并结合出现问题的产品未通过的检测项目，采用专家征询法确定各评价指标权重，可形成权重矩阵尺。

④综合评价模型的建立

采用TOPSIS法，即逼近理想解排序法，对产品进行多目标综合评价。TOPSIS法是系统工程中有限方案多目标决策分析的一种常用方法，是基于归一化后的原始数据矩阵，找出有限方案中的最优方案和最劣方案，然后分别计算各评价对象与最优和最劣方案的距离，获得各评价对象与最优方案的相对接近程度，以此作为评价优劣的依据。

由公式(1)得到评价矩阵。在评价矩阵中找到最优方案矩阵和最劣方案矩阵，分别计算评价矩阵到最优方案矩阵和最劣方案矩阵的距离。通过公式(2)计算得到各评价对象与最优方案的相对接近程度Ci。

A＝Z×R 　　　　　   (1)

式中A——评价矩阵

Z——指标数据矩阵

R——权重矩阵

式中Ci——各评价对象与最优方案的相对接近程度

Si,l——评价矩阵到最劣方案矩阵的距离

Si,y——评价矩阵到最优方案矩阵的距离

根据计算得到的Ci值大小进行排序，Ci值越大，越接近于l，说明越接近于最优方案，产品综合评价越优。经计算得到各产品的Ci值，其排序见表3。

从以上比较结果可以看出，综合技术和经济两方面的因素，F产品综合评价最优，D产品处于第二，E产品处于第三，但F产品和D产品两者的综合评价差别不大。

若不考虑经济性的影响，单从技术方面对产品进行评价，按同样方法进行计算，得到各产品的Ci值及排序见表4。可见，技术排序与综合评价排序相同，但是，各产品的技术优劣势很明确，F产品在技术上明显优于D产品。

5　结论

①市场上抽取的部分厂家的已通过型式认证且在批量生产销售的产品还存在产品性能不过关问题，主要是在抗干扰、抗中毒、长期稳定性方面存在问题，会引起报警器误报或不报。

②F产品和D产品综合评价相差较小。F产品虽然技术评价最高，但是由于其较高的产品单价使得其综合评价优势不大。按照目前北京市家用燃气报警器的销售模式，主要还是由用户或开发商承担购置费用，所以在保证技术安全可靠的基础上还是要考虑其经济的优越性。一般住宅可以推荐综合评价高、技术可靠、价格低的产品；高档住宅可以采用综合评价高、技术评价高的产品。

③应协调关于家用燃气报警器的国家标准和行业标准的关系，从严要求产品质量，加强对家用燃气报警器的检测、管理和准入工作。

参考文献：

[1]宋小坚．可燃气体传感器研究进展[J]．煤气与热力，2010，30(5)：B40-B42．

本文作者：吴媛媛  陈文柳

作者单位：北京市公用事业科学研究所