分析甲烷檢測儀在煤礦上的應(yīng)用
⑴光干涉甲烷測定器。
其原理是:兩相干光經(jīng)過不同的氣體時(shí),由于密度不同,折射率也不同,因而產(chǎn)生光程差。當(dāng)兩光束相遇的時(shí)候,光程差決定干涉條紋的移動(dòng),條紋移動(dòng)量隨氣體密度變化而改變,氣體折射率的差值也隨之改變。當(dāng)混合氣體成分比例變化即成分氣體濃度變化時(shí),其密度也會(huì)改變,從而可從干涉條紋的移動(dòng)判斷氣體的成分(濃度)。光干涉甲烷測定器的校準(zhǔn)是指在規(guī)定條件下,對儀器量值與對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)量值進(jìn)行復(fù)現(xiàn)操作的過程。檢定是指依據(jù)檢定規(guī)程對儀器計(jì)量性能進(jìn)行判定的一系列工作;檢定比校準(zhǔn)要求高,一般由有資質(zhì)的計(jì)量部門進(jìn)行。實(shí)際應(yīng)用中對光干涉甲烷測定器的日常校準(zhǔn)采用壓力校準(zhǔn)法和標(biāo)準(zhǔn)氣樣校準(zhǔn)法。
?、賶毫π?zhǔn)法。其原理是:一定濃度的甲烷氣體折射率對應(yīng)一定溫度條件下對應(yīng)壓力的空氣折射率,利用外接加壓裝置對甲烷氣室進(jìn)行加壓至相對應(yīng)的壓力,讀出儀器示值,看是否在誤差范圍內(nèi)來判定儀器的準(zhǔn)確性。不同溫度下對應(yīng)的壓力按照溫度為20℃時(shí)的壓力進(jìn)行折算。
?、跇?biāo)準(zhǔn)氣樣校準(zhǔn)法。這是用標(biāo)準(zhǔn)氣樣對光干涉甲烷測定器進(jìn)行比對的校準(zhǔn)方法。校準(zhǔn)時(shí)特別要注意檢測儀器吸氣取樣完畢后及時(shí)和有壓力的氣體源分離,以避免因壓力存在造成誤差,同時(shí)注意溫度修正,以確保校準(zhǔn)準(zhǔn)確性。校準(zhǔn)狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)氣樣濃度與對應(yīng)儀器應(yīng)得讀數(shù)關(guān)系可用公式計(jì)算。
⑵催化燃燒式甲烷檢測報(bào)警儀。
煤礦常用便攜式甲烷檢測報(bào)警儀目前絕大部分為催化燃燒原理的甲烷測定器。該儀器原理是:利用甲烷在載體催化元件上發(fā)生氧化燃燒時(shí)產(chǎn)生熱量并引起電阻值的變化,然后利用轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)甲烷濃度值的測量。載體催化元件(俗稱黑白元件)是甲烷便攜儀的主要部件,其具有雙值性,即在一定濃度范圍內(nèi),元件輸出的電信號與甲烷濃度成很好的正比例線性關(guān)系,然而到一定濃度時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn),甲烷濃度和元件輸出的電信號不再呈規(guī)則的線性關(guān)系,之后呈現(xiàn)反比例關(guān)系。常用的甲烷檢測儀在0~4%范圍內(nèi)讀值精度非常可靠。但是,該儀器壽命較短,一般現(xiàn)在廠家承諾的壽命即元件活性下降到50%所需的時(shí)間不少于一年,同時(shí)元件的受到環(huán)境的影響比較大,礦井的硫化物會(huì)使元件出現(xiàn)中毒,環(huán)境的濕度大也會(huì)降低元件的活性。另外,當(dāng)催化元件長期工作在低濃度(1%以下)的時(shí)候,突然遇到高濃度的甲烷(5%以上)而后又恢復(fù)到低濃度的情況下工作,這個(gè)時(shí)候的元件活性會(huì)提高,即所謂的元件“激活”,會(huì)使儀器測量結(jié)果偏高,需及時(shí)進(jìn)行調(diào)校。