催化燃燒式甲烷測(cè)定器（固定式）檢定中的問(wèn)題與處理研究

梁飛躍+黃可+何風(fēng)潔+莫洪波

摘 要：針對(duì)催化燃燒式甲烷測(cè)定器（固定式）檢定中的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了測(cè)定器實(shí)際使用過(guò)程中負(fù)載特性和響應(yīng)時(shí)間兩方面內(nèi)容。結(jié)合這些內(nèi)容，總結(jié)并闡述了實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題，其內(nèi)容主要有儀器自身、氧氣的影響、正確維護(hù)等。希望通過(guò)對(duì)這些內(nèi)容的分析，為催化燃燒式甲烷測(cè)定器（固定式）檢定工作提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：催化燃燒式甲烷測(cè)定器；負(fù)載特性；頻率計(jì)；響應(yīng)時(shí)間

中圖分類號(hào)：TD712+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.20.097

文章編號(hào)：2095-6835（2016）20-0097-01

催化燃燒式甲烷測(cè)定器是煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境、安全生產(chǎn)檢測(cè)中的必備儀器，同時(shí)也是國(guó)家對(duì)煤礦進(jìn)行強(qiáng)行鑒定的計(jì)量器。這種測(cè)定器主要遵循的是熱催化原理，對(duì)煤礦井下甲烷氣體含量和濃度進(jìn)行迅速和準(zhǔn)確的測(cè)量。這種儀器在使用過(guò)程中，測(cè)量準(zhǔn)確性與煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所具備的準(zhǔn)確程度具有直接關(guān)系。使用這種儀器的科學(xué)與否，關(guān)系到煤礦井下的安全生產(chǎn)。因此，對(duì)催化燃燒式甲烷鑒定中存在的問(wèn)題和處理方式進(jìn)行研究意義深遠(yuǎn)。

1 負(fù)載特性

使用測(cè)定器時(shí)，將頻率輸出一端與500 Ω電阻串接，并且在檢測(cè)儀器電橋所在的氣室內(nèi)通入適量的甲烷氣體，在讀取儀器外與500 Ω電阻連接，輸出電信號(hào)值。當(dāng)換算的甲烷濃度值和測(cè)定器之外接負(fù)載電阻值為0 Ω時(shí)，可以將甲烷濃度值的差值看作是負(fù)載特性。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，需要對(duì)頻率計(jì)讀計(jì)讀取測(cè)定器，得出外接負(fù)載電阻值0 Ω時(shí)所具備的電信號(hào)值。但在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，如果測(cè)定器信號(hào)輸出一端與電源負(fù)極之間沒(méi)有任何負(fù)載，也就是兩者之間處于短接信號(hào)時(shí)，頻率計(jì)就難以正常工作。在這個(gè)時(shí)候，難以讀取端的信號(hào)值，并且不能準(zhǔn)確判斷出負(fù)載特性是否合格。因此，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，當(dāng)輸出端外接負(fù)載處于0 Ω時(shí)，將電信號(hào)值輸出，需要利用代替法測(cè)量。可以使用一個(gè)阻值比較小的電阻來(lái)代替0 Ω負(fù)載，測(cè)量輸出端信號(hào)之后，將其與500 Ω負(fù)載輸出電信號(hào)值進(jìn)行比較，從而判斷，查看其是否在這一范圍內(nèi)。

2 響應(yīng)時(shí)間

當(dāng)測(cè)量?jī)x器穩(wěn)定以后，可以將310%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通入，然后對(duì)測(cè)定器穩(wěn)定示值進(jìn)行讀取，采用清潔空氣對(duì)儀器進(jìn)行清洗之后，再將同樣的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通入其中，同時(shí)啟動(dòng)秒表，等到儀器示值上升到一次示值的90%時(shí)，將秒表停止，并將這一起始時(shí)間當(dāng)作響應(yīng)時(shí)間。經(jīng)過(guò)這一檢測(cè)可以得出，現(xiàn)有催化燃燒式甲烷測(cè)定器中，因?yàn)闆](méi)有將測(cè)定器投入使用，或者是將其投入使用之后，環(huán)境中并沒(méi)有甲烷氣體，導(dǎo)致測(cè)定器黑白元件中的黑白元件始終處于休眠狀態(tài)。這時(shí)，如果環(huán)境中突然有甲烷進(jìn)入，就會(huì)導(dǎo)致甲烷含量時(shí)間遠(yuǎn)大于規(guī)定要求。如果結(jié)合相關(guān)要求對(duì)其進(jìn)行鑒定，因?yàn)闇y(cè)定器黑白元件被接入了較高含量的甲烷氣體所激活，這時(shí)再對(duì)響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)，并且測(cè)量所得值正好在相對(duì)合格的范圍內(nèi)，那么這一測(cè)定器是合格的，并且可以將其投入使用。但是在實(shí)際使用過(guò)程中，這種測(cè)定器安全隱患較大，如果相關(guān)人員不能及時(shí)反映煤礦中瓦斯突然出現(xiàn)的情況，很有可能釀成慘劇。

3 實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1 儀器自身

當(dāng)儀器接通電源之后，需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能得以穩(wěn)定。在這一時(shí)間內(nèi)，顯示器的指示可能會(huì)出現(xiàn)一定的波動(dòng)。這種情況屬于一種過(guò)渡狀態(tài)，并不是檢測(cè)器失靈的表現(xiàn)。因此，在實(shí)際使用過(guò)程中，要為其預(yù)熱提供足夠的時(shí)間。只有這樣，才能減少零點(diǎn)調(diào)節(jié)的誤差。

3.2 氧氣的影響

在使用催化燃燒式甲烷測(cè)定器的過(guò)程中，誤差主要來(lái)自于周圍環(huán)境，其具體情況如下表所示。

從以上表格可以看出，利用催化燃燒式甲烷測(cè)定器測(cè)定瓦斯含量時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)以下3種情況：①如果周圍環(huán)境中所含氧氣濃度在5%以下，不管實(shí)際瓦斯?jié)舛惹闆r如何，儀器顯示的值始終為0.出現(xiàn)這一情況的主要原因是周圍環(huán)境處于缺氧狀態(tài)，導(dǎo)致儀器燃燒表面不能燃燒或者燃燒得不夠充分，在這種情況下產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生的微弱熱量不能使燃燒元件熱阻值發(fā)生改變。②當(dāng)儀器所處環(huán)境中瓦斯含量在4%以上時(shí)，儀器所顯示的值會(huì)偏低。導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)的主要原因是通入可燃性氣體所產(chǎn)生的濃度高，并且處于缺氧狀態(tài)，燃燒不能完全進(jìn)行，所以難以準(zhǔn)確檢測(cè)出氣體濃度。為此，在排放高濃度瓦斯的過(guò)程中，可以在第一匯合點(diǎn)懸掛一種催化燃燒式甲烷。測(cè)定器所顯示的值要比光干涉式測(cè)定器所顯示出的值小，這一情況也是導(dǎo)致瓦斯增多顯示反而降低的原因所在。③如果周圍環(huán)境當(dāng)中所含的氧氣與大氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)相接近，同時(shí)瓦斯的含量在4%以下，這將會(huì)是催化燃燒式甲烷使用的最佳時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期，使用儀器所得出的檢測(cè)誤差較小，檢測(cè)數(shù)據(jù)也相對(duì)穩(wěn)定和可靠。

3.3 正確維護(hù)

催化燃燒式甲烷測(cè)定器屬于一種電子儀器，對(duì)這一儀器進(jìn)行正確的充電和使用，與儀器工作時(shí)間和工作壽命存在著直接聯(lián)系。在使用儀器的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)防止其受到過(guò)大的震動(dòng)和碰撞，并且使其長(zhǎng)期處于電量充足的狀態(tài)。具體需注意以下幾點(diǎn)：①在第一次使用這一儀器時(shí)，需要一次性充電，嚴(yán)格按照使用說(shuō)明書的要求控制充電時(shí)間；②在每次使用完畢后，為了下一次的正常使用，不管儀器是否還有電，均應(yīng)當(dāng)將儀器中的電量放光，然后再充滿電；③應(yīng)當(dāng)對(duì)催化燃燒式甲烷測(cè)定器進(jìn)行定期標(biāo)定或者校準(zhǔn)；④如果儀器的靈敏度降低，需要及時(shí)更換儀器中的催化燃燒元件。此外，硫化氫、硅蒸汽等物質(zhì)可能導(dǎo)致燃燒元件中毒，所以在發(fā)火區(qū)或放炮后等環(huán)境中，盡可能避免使用這一儀器。

4 結(jié)束語(yǔ)

借助催化燃燒式甲烷測(cè)定器重點(diǎn)理解項(xiàng)目當(dāng)中的負(fù)載特性和響應(yīng)時(shí)間等，對(duì)煤礦安全儀器的正常使用具有一定的保障作用，并且對(duì)煤礦工人的人身安全及礦井的日常安全生產(chǎn)起到了至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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