矿用校准、检定仪器

SH-2型光干涉式甲烷测定器校准仪

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光干涉式甲烷测定器(也称为“便携式光学甲烷检测仪”、“瓦斯机”、“光干”、“光瓦”、“里研”等)是我国煤矿井下检测空气中甲烷、二氧化碳含量的重要安全仪器。各煤矿的专职瓦斯检查工,都是严格按照《煤矿安全规程》的有关规定携带着这种仪器入井开展上述气体检测工作。对于使用中的光干涉式甲烷测定器必须经常 进行维护、修理和校准,才能确保其性能完好、量值准确可靠,有些管理较好的煤矿,已在安全仪器维修工操作规程中对这种仪器的日常校准工作做出了明确的规定。光干涉式甲烷测定器的校准仪器种类较多,但大都存在着计量单位不合法、传感器传感原理落后、气路系统不气密等许多缺点,因而不能在我国各煤矿得到普遍的推广和应用。我公司科技人员在经过认真学习MT424-1995《光干涉式甲烷测定器校准仪通用技术条件》、追踪世界先进技术、充分调查研究的基础上开发研制的GWJ-Ⅲ型光干涉式甲烷测定器校准仪具有测量准确度高、计量性能稳定可靠、显示直观,操作简便等许多优点,它对量程0~10%CH4/Air、0~100%CH4/Air的光干涉式甲烷测定器都能校准、检查,是我国各大中小煤矿开展光干涉式甲烷测定器日常校准工作最理想设备

二、原理

SH-2型光干涉式甲烷测定器校准仪校准光干涉式甲烷测定器所依据的原理是压力校准法原理。压力校准法是校准光干涉式甲烷测定器的一种普遍采用的方法,这种校准方法比起其它校准方法有更充足的实验和理论依据,并且具有设备简单、操作方便、校准准确度高等优点。压力校准法原理为:光干涉式甲烷测定器的气室组组件中有气样室和空气室两个气室,两个气室因压力差别而产生的折射率差别与两个气室间因气体种类不同而产生的折射率差别有一一对应的关系,依此原理,可通过施加压力的办法对光干涉式甲烷测定器进行校准。其理论计算公式为:

P=1.7665×(273+t)X

式中:

P-在校准环境温度t时,对应甲烷浓度X%CH4校准点的压力值,(KPa);

t-校准时的环境温度,(℃);

X-校准点甲烷浓度值,(%CH4/Air)。

此公式在校准时的具体应用,请详见下面的介绍。

三、主要技术指标

1、量程范围:0kPa~60 kPa;

2、显示位数:5位LED;

3、工作环境温度:10~40℃;

4、电源:AC220V±10%,50HZ;

5、外形尺寸:400㎜×240㎜×300㎜;

6、重量:5㎏。 

四、校准方法

1、以扩散硅压力传感器和数显仪表组成的数字式压力计是检测显示压力值的重要部件,与其相关的电路、气路系统已在机箱内连接好,校准光干涉式甲烷测定器前,将校准仪后面板的电源线与220V交流电源接通,前面板数显仪表上的LED灯亮,预热5min后观察数显仪表若显示不为000.00,则按住image.png键达3秒以上时间,使其显示为“000.00”。

数显仪表功能简介。从前边介绍中可以看出,数显仪表右边的image.png键,实际上就是“清零”(或称“调零”)键,清零的方法如前所述。数显仪表中间image.png的键和左边的键image.png在日常光瓦调校过程中用不着,只有计量检定机构的计量检定人员检定该仪器时,才能用到这两个键,后边会对这两个键的使用方法做专门介绍,恳请用户在日常工作中不要按动它们。最右边绿色发光二极管的作用是,当它一亮一暗闪烁时,表示运行正常;如果它一直亮或一直暗,表示数显仪表出现故障,需检查修理了。调校压力值由五位红色数码管显示,小数点后的百分位有“1”则表示为“10Pa”,有“2”则表示为“20Pa”,……小数点后的十分位有“1”则表示为“100Pa”、有“2”则表示为“200Pa”……,小数点前的个位有“1”则表示为“1000Pa(也称为“1KPa”)、有“2”则表示为“2KPa……”;本校准仪最高可检测显示到60KPa,完全能够满足对0~10%CH4和0~100%CH4两种光干涉式甲烷测定器校准的要求。

2、手摇加压器(也称为“微调加压器”、“纹波管加压器”)是本校准仪中的另一个重要部件。本校准仪中的手摇加压器具有其初始位置、终止位置的自动监测、显示功能,在校准工作之初及校准工作结束后,一定要让手摇加压器停留在初始位置上,即“初始位置”灯亮的位置上。若是“终止位置”灯亮,则表明手摇加压器即将摇到头,千万不能再往前摇了,再向前摇就有可

能鼓破手摇加压器,此时应尽快地把手摇加压器向回摇。与手摇加压器有关的气路系统也已在机箱内部连接好,在校准工作开始前,只需把从后面板上伸出的胶管与待检光干涉式甲烷测定器的进气口连接好,就可开展校准工作了。

3、将待校准的光干涉式甲烷测定器通电后调整到零位,并将其出气口用橡胶死堵头堵住;将其进气口与机箱后面板伸出的胶皮管连接好;待校的光干涉式甲烷测定器、数字式压力计、手摇加压器通过胶皮管、三通连接好后的气路系统图如下图所示:

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图一.  光干涉式甲烷测定器校准系统图

1、手摇加压器(波纹管加压器)   

2、三通管

3、数字式压力计   

4、待校光干涉式甲烷测定器

4、对连接好的气路系统做进一步检漏、调零后,即可对待校的光干涉式甲烷测定器进行校准和检查。校准、检查0~10%CH4/Air、0~100%CH4/Air这两种光干涉式甲烷测定器的项目主要有两项,第一项是气密性检查,检查程序为:缓慢摇动手摇加压器,使数字式压力计显示为7000Pa,待此显示值稳定后,观察5min,5min之内压力降不得超过20Pa,超过20Pa则判定该台光干涉式甲烷测定器为不合格,必须对之重新修理。第二项是基本误差检查。“基本误差”是指在规定的正常条件下,仪器显示值与标准值之差应不超过表1和表2的规定。

表1

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表2

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对于量程为0~10CH4/Air的光干涉式甲烷测定器,其具体的校准点是1.0% CH4、3.0% CH4、7.0% CH4、9.0% CH4四点。对于量程为0~100CH4/Air的光干涉式甲烷测定器,其具体的校准点是10.0% CH4、30.0% CH4、70.0% CH4、 90.0% CH4等四点。依据前述公式P=1.7665×(273+t)X对光干涉式甲烷测定器进行校准的过程为:①从温度计上读得室温;②计算出每一校准点所对应的P值,摇动手摇加压器使数字式压力计稳定地显示P值(最好是依照表3进行校准),观察并记录下在校的光干涉式甲烷测定器的显示值后将手摇加压器缓慢摇回使数字式压力计显示为零;然后将手摇加压器缓慢地摇到使数字式压力计显示这一校准点的P值;观察并记录下在校的光干涉式甲烷测定器的显示值,如是反复进行三遍;③取三遍观察记录值的平均值为仪器示值,示值与标准之差即为基本误差,基本误差若超过表1、表2的规定,即可判定该台仪器为不合格,必须进行重新修理、校准、检定后方可重新使用;④校准完一台光干涉式甲烷测定器后,必须将手摇加压器缓慢地摇回到原始位置并使数字式压力计显示为零后,再取下该台光干涉式甲烷测定器,换上另一台待检的光干涉式甲烷测定器。

5、校准工作结束后,必须将手摇加压器摇回到原始位置,并使数字式压力计显示为零后,再关断电源。

五、注意事项

1、摇动手摇加压器时,一定注意勿将其摇到头,以防鼓破波纹管;每次使用完毕,一定将手摇加压器摇回到原始位置。

2、校准光干涉式甲烷测定器时,一定要保证气路系统气密性完好,不得有漏气泄压的地方。

3、使用数字式压力计时,不得超过其最大量程,也不准在负压范围内使用。

表3

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