摘　要：通過(guò)對(duì)家用燃?xì)鈭?bào)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(duì)市場(chǎng)上3種家用燃?xì)鈭?bào)警器進(jìn)行了綜合比選。

關(guān)鍵詞：家用燃?xì)鈭?bào)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?xì)鈭?bào)警器主要由傳感器、報(bào)警元器件兩部分組成。傳感器即氣敏元件，按照測(cè)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(diǎn)。對(duì)于家用燃?xì)鈭?bào)警器來(lái)說(shuō)，為適應(yīng)中國(guó)家庭廚房的使用特點(diǎn)，需要選擇壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、零點(diǎn)漂移小、環(huán)境影響小、價(jià)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?xì)鈭?bào)警器中。雖然其精度低，但是可以滿(mǎn)足家庭用戶(hù)的要求，報(bào)警值可以設(shè)定在燃?xì)獗ㄏ孪薜?span lang="EN-US">1％～25％范圍。報(bào)警元器件主要對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和對(duì)比，并在傳感器輸出信號(hào)的電壓值高于設(shè)定的報(bào)警電壓值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。

然而，目前在半導(dǎo)體式家用燃?xì)鈭?bào)警器的實(shí)際應(yīng)用中突顯了四個(gè)問(wèn)題：家用燃?xì)鈭?bào)警器誤報(bào)、不報(bào)；設(shè)備安裝不規(guī)范；到期不更換；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法不正確等。其中，主要問(wèn)題是家用燃?xì)鈭?bào)警器誤報(bào)、不報(bào)，該問(wèn)題的出現(xiàn)主要是家用燃?xì)鈭?bào)警器本身的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，解決此問(wèn)題就要比選出質(zhì)量?jī)?yōu)異、性能穩(wěn)定的家用燃?xì)鈭?bào)警器。

家用燃?xì)鈭?bào)警器按照檢測(cè)氣體不同，內(nèi)部配置的傳感器也會(huì)不同，本文所比選的報(bào)警器是指單一檢測(cè)天然氣的家用燃?xì)鈭?bào)警器。

2　影響報(bào)警器質(zhì)量的主要因素

家用燃?xì)鈭?bào)警器本身的產(chǎn)品質(zhì)量取決于兩個(gè)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(zhǎng)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?xì)鈭?bào)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?xì)鈭?bào)警器在體積分?jǐn)?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?xì)鈭?bào)警器在體積分?jǐn)?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?xì)鈭?bào)警器抗乙醇、乙酸干擾氣的性能。具體性能指標(biāo)說(shuō)明可參見(jiàn)CJ／T 347—2010《家用燃?xì)鈭?bào)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?xì)鈭?bào)警器的電氣部分性能、耐電源電壓波動(dòng)性能以及耐環(huán)境性能等方面。因此，家用燃?xì)鈭?bào)警器比選必須從以上幾個(gè)性能方面進(jìn)行試驗(yàn)和比較。

3　產(chǎn)品比選技術(shù)方案

目前，家用燃?xì)鈭?bào)警器是按照GB l5322.2—2003《可燃?xì)怏w探測(cè)器第2部分：測(cè)量范圍為0～100％LEL的獨(dú)立式可燃?xì)怏w探測(cè)器》進(jìn)行型檢，產(chǎn)品只有通過(guò)國(guó)家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)，取得產(chǎn)品合格的檢驗(yàn)報(bào)告，公安部消防產(chǎn)品合格評(píng)定中心才能頒發(fā)《產(chǎn)品型式認(rèn)可證書(shū)》，廠家才可進(jìn)行該產(chǎn)品的生產(chǎn)銷(xiāo)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(dú)立式可燃?xì)鈭?bào)警器，標(biāo)準(zhǔn)較寬泛，并不專(zhuān)門(mén)針對(duì)家用燃?xì)鈭?bào)警器，而且此標(biāo)準(zhǔn)主要參考?xì)W洲標(biāo)準(zhǔn)制定，其技術(shù)要求并不能完全針對(duì)中國(guó)家用燃?xì)怏w報(bào)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(guò)程中得到驗(yàn)證。許多廠家的產(chǎn)品雖然按照此標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)合格，但是在實(shí)際使用過(guò)程中還是出現(xiàn)了不少誤報(bào)、不報(bào)等問(wèn)題。

2010年修訂和發(fā)布的CJ／T 347—2010《家用燃?xì)鈭?bào)警器及傳感器》是城鎮(zhèn)燃?xì)忸I(lǐng)域?qū)ｉT(mén)針對(duì)中國(guó)的家用燃?xì)鈭?bào)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(guó)標(biāo)GB l5322.2—2003相比，技術(shù)要求和檢測(cè)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?xì)鈭?bào)警器的實(shí)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(duì)比兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)報(bào)警器的性能特點(diǎn)和存在問(wèn)題，本文以CJ／T 347—2010中的檢測(cè)項(xiàng)目和方法為基礎(chǔ)，調(diào)整了抗干擾氣體性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性?xún)蓚€(gè)主要技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)方法，形成家用燃?xì)鈭?bào)警器比選的技術(shù)方案。

4　產(chǎn)品的比選模型

通過(guò)對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，特別是北京市場(chǎng)在售、在用的家用燃?xì)鈭?bào)警器的調(diào)研，選擇傳感器來(lái)源具有代表性、產(chǎn)品通過(guò)型式認(rèn)證、生產(chǎn)廠家具有生產(chǎn)資質(zhì)和一定實(shí)力、產(chǎn)品已投保、具有良好的售后服務(wù)的家用燃?xì)鈭?bào)警器來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的綜合評(píng)價(jià)。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(lái)判定產(chǎn)品是否合格，全部項(xiàng)目合格的產(chǎn)品再參與比選。本次比選選擇了6個(gè)廠家各一種型號(hào)的家用燃?xì)鈭?bào)警器(產(chǎn)品代號(hào)為A、B、C、D、E、F)進(jìn)行性能檢測(cè)，檢測(cè)后6種型號(hào)的家用燃?xì)鈭?bào)警器中有3種未通過(guò)所有的項(xiàng)目檢測(cè)。未通過(guò)檢測(cè)項(xiàng)目的產(chǎn)品及項(xiàng)目詳見(jiàn)表l。

①產(chǎn)品比選評(píng)價(jià)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(jì)性，建立了家用燃?xì)鈭?bào)警器產(chǎn)品比選評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。主要評(píng)價(jià)指標(biāo)包括技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。技術(shù)指標(biāo)包括抗干擾氣體性能、長(zhǎng)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(dòng)性能，這些作為主要比選項(xiàng)目；報(bào)警濃度、響應(yīng)時(shí)間、報(bào)警音量是判斷報(bào)警器在功能上是否可用的指標(biāo)，也作為主要比選項(xiàng)目；其他項(xiàng)目：一般結(jié)構(gòu)、通電表示、報(bào)警信號(hào)及故障表示、報(bào)警輸出、消音功能等對(duì)于已經(jīng)通過(guò)型式檢驗(yàn)定型的產(chǎn)品，其單個(gè)產(chǎn)品在這些項(xiàng)目上的差別不大，對(duì)于各廠家報(bào)警器性能的比選來(lái)說(shuō)不作為比選指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要指產(chǎn)品的價(jià)格。

②指標(biāo)數(shù)據(jù)的預(yù)處理

對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，變換成具有可比性的數(shù)據(jù)。由于各檢測(cè)項(xiàng)目中除報(bào)警音量、響應(yīng)時(shí)間、產(chǎn)品單價(jià)為直接測(cè)得值可以直接比較外，其他項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果均表現(xiàn)為一組產(chǎn)品報(bào)警濃度檢測(cè)時(shí)的報(bào)警體積分?jǐn)?shù)值，而報(bào)警體積分?jǐn)?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(bào)警體積分?jǐn)?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(jiàn)表2。

為了便于比較，將檢測(cè)數(shù)據(jù)中報(bào)警濃度、響應(yīng)時(shí)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(zhǎng)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(dòng)性能、產(chǎn)品單價(jià)等低優(yōu)指標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)差值轉(zhuǎn)換變換為高優(yōu)指標(biāo)，將報(bào)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(jìn)行比較。

③各評(píng)價(jià)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(diǎn)，并結(jié)合出現(xiàn)問(wèn)題的產(chǎn)品未通過(guò)的檢測(cè)項(xiàng)目，采用專(zhuān)家征詢(xún)法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，可形成權(quán)重矩陣尺。

④綜合評(píng)價(jià)模型的建立

采用TOPSIS法，即逼近理想解排序法，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)。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(jì)算各評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)和最劣方案的距離，獲得各評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)方案的相對(duì)接近程度，以此作為評(píng)價(jià)優(yōu)劣的依據(jù)。

由公式(1)得到評(píng)價(jià)矩陣。在評(píng)價(jià)矩陣中找到最優(yōu)方案矩陣和最劣方案矩陣，分別計(jì)算評(píng)價(jià)矩陣到最優(yōu)方案矩陣和最劣方案矩陣的距離。通過(guò)公式(2)計(jì)算得到各評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)方案的相對(duì)接近程度Ci。

A＝Z×R 　　　　　   (1)

式中A——評(píng)價(jià)矩陣

Z——指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣

R——權(quán)重矩陣

式中Ci——各評(píng)價(jià)對(duì)象與最優(yōu)方案的相對(duì)接近程度

Si,l——評(píng)價(jià)矩陣到最劣方案矩陣的距離

Si,y——評(píng)價(jià)矩陣到最優(yōu)方案矩陣的距離

根據(jù)計(jì)算得到的Ci值大小進(jìn)行排序，Ci值越大，越接近于l，說(shuō)明越接近于最優(yōu)方案，產(chǎn)品綜合評(píng)價(jià)越優(yōu)。經(jīng)計(jì)算得到各產(chǎn)品的Ci值，其排序見(jiàn)表3。

從以上比較結(jié)果可以看出，綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的因素，F產(chǎn)品綜合評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)差別不大。

若不考慮經(jīng)濟(jì)性的影響，單從技術(shù)方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，按同樣方法進(jìn)行計(jì)算，得到各產(chǎn)品的Ci值及排序見(jiàn)表4?？梢?jiàn)，技術(shù)排序與綜合評(píng)價(jià)排序相同，但是，各產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)劣勢(shì)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(chǎng)上抽取的部分廠家的已通過(guò)型式認(rèn)證且在批量生產(chǎn)銷(xiāo)售的產(chǎn)品還存在產(chǎn)品性能不過(guò)關(guān)問(wèn)題，主要是在抗干擾、抗中毒、長(zhǎng)期穩(wěn)定性方面存在問(wèn)題，會(huì)引起報(bào)警器誤報(bào)或不報(bào)。

②F產(chǎn)品和D產(chǎn)品綜合評(píng)價(jià)相差較小。F產(chǎn)品雖然技術(shù)評(píng)價(jià)最高，但是由于其較高的產(chǎn)品單價(jià)使得其綜合評(píng)價(jià)優(yōu)勢(shì)不大。按照目前北京市家用燃?xì)鈭?bào)警器的銷(xiāo)售模式，主要還是由用戶(hù)或開(kāi)發(fā)商承擔(dān)購(gòu)置費(fèi)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(jì)的優(yōu)越性。一般住宅可以推薦綜合評(píng)價(jià)高、技術(shù)可靠、價(jià)格低的產(chǎn)品；高檔住宅可以采用綜合評(píng)價(jià)高、技術(shù)評(píng)價(jià)高的產(chǎn)品。

③應(yīng)協(xié)調(diào)關(guān)于家用燃?xì)鈭?bào)警器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系，從嚴(yán)要求產(chǎn)品質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)家用燃?xì)鈭?bào)警器的檢測(cè)、管理和準(zhǔn)入工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋小堅(jiān)．可燃?xì)怏w傳感器研究進(jìn)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