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，由于密度不同，折射率也不同，因而產(chǎn)生光程差。當(dāng)兩光束相遇的時候，光程差決定干涉條紋的移動，條紋移動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，其密度也會改變，從而可從干涉條紋的移動判斷氣體的成分(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。
①壓力校準(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)氣樣對光干涉甲烷測定器進(jìn)行比對的校準(zhǔn)方法。校準(zhǔn)時特別要注意檢測儀器吸氣取樣完畢后及時和有壓力的氣體源分離，以避免因壓力存在造成誤差，同時注意溫度修正，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警儀。
煤礦常用便攜式甲烷檢測報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%所需的時間不少于一年，同時元件的受到環(huán)境的影響比較大，礦井的硫化物會使元件出現(xiàn)中毒，環(huán)境的濕度大也會降低元件的活性。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，這個時候的元件活性會提高，即所謂的元件“激活”，會使儀器測量結(jié)果偏高，需及時進(jìn)行調(diào)校。
