分析甲烷檢測(cè)儀在煤礦上的應(yīng)用
⑴光干涉甲烷測(cè)定器。
其原理是：兩相干光經(jīng)過(guò)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(cè)定器的校準(zhǔn)是指在規(guī)定條件下，對(duì)儀器量值與對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)量值進(jìn)行復(fù)現(xiàn)操作的過(guò)程。檢定是指依據(jù)檢定規(guī)程對(duì)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(mén)進(jìn)行。實(shí)際應(yīng)用中對(duì)光干涉甲烷測(cè)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。
①壓力校準(zhǔn)法。其原理是：一定濃度的甲烷氣體折射率對(duì)應(yīng)一定溫度條件下對(duì)應(yīng)壓力的空氣折射率，利用外接加壓裝置對(duì)甲烷氣室進(jìn)行加壓至相對(duì)應(yīng)的壓力，讀出儀器示值，看是否在誤差范圍內(nèi)來(lái)判定儀器的準(zhǔn)確性。不同溫度下對(duì)應(yīng)的壓力按照溫度為20℃時(shí)的壓力進(jìn)行折算。
②標(biāo)準(zhǔn)氣樣校準(zhǔn)法。這是用標(biāo)準(zhǔn)氣樣對(duì)光干涉甲烷測(cè)定器進(jìn)行比對(duì)的校準(zhǔn)方法。校準(zhǔn)時(shí)特別要注意檢測(cè)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(duì)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(cè)報(bào)警儀。
煤礦常用便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀目前絕大部分為催化燃燒原理的甲烷測(cè)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(cè)量。載體催化元件(俗稱(chēng)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(hào)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(hào)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(cè)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(zhǎng)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(cè)量結(jié)果偏高，需及時(shí)進(jìn)行調(diào)校。
