开路式/点式红外探测器镜面污染与光路遮挡
那道光束，什么时候开始看不见气了
开路式气体探测器的镜面污染 · 仪表典型失效模式 · 在线安全
全文约 1800 字 | 阅读约 5 分钟 | 图表 2 张 | 难度 ★★☆☆☆ |
海上平台的工艺甲板上，装着几套开路式可燃气探测器。发射端和接收端隔着二三十米，中间一道看不见的红外光束，横跨整片区域。
它们有个毛病：一下雨就报光路受阻。海上雨多，一个月能叫十几次，每次都得去确认，确认完又都是虚惊。
中控受不了了，把报警延时从三十秒改成三十分钟——雨停了光束自己就恢复，延时够长，报警自然不响。
这招很管用，报警确实清静了。
半年后大修，有人爬上去擦了一遍镜片。擦之前读了一下信号强度：百分之六十一。擦完之后：百分之九十六。
这半年里，那道光束一次报警都没有发过。
它没坏，也没报警。
它只是越来越看不见东西了。
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01
它是怎么知道有气的
开路式探测器的原理，说穿了就是隔着一段距离看一盏灯。发射端发出红外光，接收端收光。中间要是飘过来一团甲烷，甲烷会吸收掉一部分光，接收端收到的光就变弱了。变弱多少，换算成气体浓度。
麻烦在于，让光变弱的东西太多了。下雨、起雾、刮沙尘、飞鸟路过、吊车挡了一下、镜片上积了油污盐霜——每一样都会让接收端收到的光变少。
仪器怎么分辨到底是气还是脏？靠的是同时看两种波长。
图 1 两种波长的对比（数值为示意）。甲烷只吸收其中一种，灰尘和雨雾则对两种一视同仁
一种波长是甲烷会吸收的，另一种是甲烷不吸收的，叫参考波长。
如果是真有气云飘过，只有前一种波长变弱，两者的比值就变了，仪器判定有气体，报浓度。如果是镜片脏了或者下雨，两种波长一起变弱，比值几乎不变，仪器判定光路受阻，报的是故障，不是气体。
这个设计相当聪明，它让仪器能够区分我看不清和我看见了气这两件完全不同的事。
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02
问题出在报警是突然响的
下雨、飞鸟、吊车，这些都是突然发生、又很快恢复的。镜片变脏不是——它是一天一点，慢慢来的。
图 2 镜面污染下信号强度的变化过程（曲线与阈值均为示意）
光路受阻报警是个阈值报警：信号强度掉到某个百分比以下才响。可灵敏度的下降，从信号刚开始变弱的时候就已经在发生了。
道理不难理解。仪器要从接收到的光里，分辨出气体吸收造成的那一点点变化。光本来就少了，这点变化就更难分辨——就像在昏暗的房间里读小字，不是完全读不了，而是小一点的字就看不清了。大团气云还能发现，小股泄漏就发现不了了。
于是中间留下一段很长的沉默区：灵敏度已经明显下降，但信号强度还没跌到报警线。这段时间里，探测器工作正常、自检通过、状态是绿的，只是它能看见的泄漏越来越大团。图 2 里那段箭头标出的区间，长达一年。
报警线以上不等于好用，
只等于还没坏到必须告诉你。
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03
把报警延时调长，等于关掉了唯一的提示
回到开头那个操作。把报警延时改成三十分钟，确实挡住了下雨和飞鸟造成的短暂遮挡——那些都在几分钟内恢复。
可镜片变脏造成的信号下降是不会恢复的。它一旦跌破阈值，就会持续超过三十分钟，理论上还是会报。
问题在于，等它跌破阈值的时候，已经晚了半年。
更要紧的是另一件事：信号强度这个数字，本来是一直可以读出来的。仪器一直在测它、显示它、也能上传它。只要有人每个季度抄一次，画成一条线，镜片什么时候该擦一目了然。
但现场看的往往只有两样：有没有报警、有没有故障灯。一个连续变化的量，被压缩成了一个是非题。
大家都在看的 有没有气体报警 有没有故障灯亮 光路受阻有没有报 ——都是是非题 | 一直有、却没人看的 接收信号强度百分比 它的长期变化趋势 两次擦拭之间的下降速度 ——这才是真正的健康指标 |
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04
能做什么
把信号强度记下来。这是成本最低、收益最大的一条。每季度抄一次，或者干脆上传到 DCS 做趋势。有了曲线，擦拭周期就不再靠猜，而且能看出哪几台探测器所在的位置特别容易脏。
别用延时来对付误报。雨雾造成的短暂遮挡是环境问题，应该从安装位置、遮阳罩、防雨帽上解决。延时只是让人听不见，不是让问题消失。若确实需要延时，也应当同时设一条信号强度的趋势管理规定。
擦镜片要记录擦之前的读数。擦完再读没有意义——那只能证明你擦干净了。有价值的是擦之前那个数：它告诉你上一个周期里，这台探测器实际处于什么状态。
定期做通气测试，而不只是看自检。自检查的是仪器本身，查不出灵敏度。用标准气袋或标定管做一次实际响应测试，才知道它现在能不能看见气。这一点和点式探测器是一样的道理。
注意支架的变形。信号强度下降不一定是脏。基础沉降、支架热胀冷缩、振动都会让光束偏离接收器中心，表现和污染完全一样，但擦镜片没用，需要重新对准。
仪器一直在告诉你它的状态，
只是它说的不是报警，是一个数字。
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▽ 参考资料（4 项）
· IEC 60079-29-4 爆炸性环境 开路式可燃气体探测器的性能要求
· IEC 60079-29-2 可燃气体和氧气探测器的选择、安装、使用和维护
· FM 6325 Approval Standard for Open Path Combustible Gas Detectors
· GB 15322 可燃气体探测器（系列标准）
留言区 你们的开路式探测器，有人记录过信号强度吗？ 有没有为了减少误报，把报警延时调长过？ |