两种光干涉甲烷测定器检定装置的优劣及选择

吴华建

【摘 要】根据JJG 667-2006《光干涉甲烷测定器检定规程》、JJG（煤炭）06-1996《光干涉甲烷测定器检定装置》和JJG1040-2008《数字式光干涉甲烷测定器检定仪》的要求， 以及作者长期的检定操作经验，对两种类型的光干涉甲烷测定器检定装置的工作原理、结构、使用性能等方面进行了介绍和优缺点的分析，并给出相应的解决办法，对于各级矿山计量机构进行设备选型提供了参考依据。

【关键词】甲烷 测定器 装置

光干涉式甲烷测定器是我国煤矿目前使用比较广泛的携带式甲烷测定器，它与催化燃烧式甲烷测定器相比，具有测量范围大，稳定性强等特点。

目前光干涉式甲烷测定器的检定有标准气样法和压力校验法，依据JJG 667-2006《光干涉甲烷测定器检定规程》的要求，一般采用压力法来检定。用于检定光干涉甲烷测定器的检定装置有两种，一种是水柱式光干涉甲烷测定器检定装置（下文称水柱式检定装置），一种是数字式光干涉甲烷测定器检定仪（下文称数字式检定装置）。本文通过分析两种检定装置的优劣性及如何应对遇到的困难，来帮助各个检定机构选择检定用的标准器。

1装置的结构原理

水柱式检定装置（见图1）的主体部分是以蒸馏水为工作介质的标准液体压力计，其主要有单量限和双量限两种结构形式。装置内部由胶管、三通和开关阀门等连接水柱计与蓄水罐。在标准状态下，该装置的气密性较好，但长期使用过程中，由于经常开关仪器磨损，会造成开关阀门、胶管、三通等部位漏水漏气，天气炎热、环境湿度过低等原因会造成蒸馏水的蒸发。备用一两个开关配件来替换，备用一桶纯净水随时添加就可以很好的解决这些问题。

图1

数字式检定装置（见图2）是由压力传感器、处理器和显示器组成，内部连接管路较少，气密性良好。但是由于对环境要求较高，在使用过程中预热时间不够容易造成仪器输出信号的不稳定，显示数据会有一定范围的波动。解决方法是在检定之前先将该仪器开机预热1～2小时，控制试验室温度波动在1℃左右。

图2

2 装置的操作

水柱式检定装置由于内部结构较为复杂，在操作过程中应注意各个阀门的开关。泄压阀关闭的时候应注意水柱位置不能低于零位，双量限水柱式检定装置还应注意（0～4）%CH4浓度段检定微压计的开关阀门和（4～10）%CH4浓度段检定水柱计开的关阀门不应同时开启或关闭。如操作不熟练，容易将蒸馏水抽入加压泵中，造成仪器缺水或加压泵生锈腐蚀漏气，而无法继续使用。检定人员只要熟读使用说明书，勤操作，便能够避免以上问题发生。

数字式检定装置操作简单，仪表盘上均有明确的操作指示，但应注意检定仪的测量范围，不应超范围使用，否则容易造成内部压力传感器的准确度下降。

3 装置的精度及适用范围

水柱式检定装置依据JJG（煤炭）06-1996《光干涉甲烷测定器检定装置》的要求，单量限装置允许误差为±0.015%CH4，双量限（0～4）%CH4段允许误差为±0.015%CH4、（4～10）%CH4段允许误差为±0.060%CH4。（4～10）%CH4浓度段允许误差略大，但满足检定要求。其仅能用于（0～10）%CH4的光干涉甲烷测定器检定，不能用于（0～100）%CH4的光干涉甲烷测定器检定。

数字式检定装置依据JJG1040-2008《数字式光干涉甲烷测定器检定仪》的要求，（0～10）%CH4检定范围允许误差为±0.016%CH4、（0～100）%CH4检定范围允许误差为±0.12%CH4，允许误差较小，满足检定要求。其可以用于（0～10）%CH4和（0～100）%CH4的光干涉甲烷测定器检定。

4 其他

水柱式检定装置为纯物理原理，只要保证所加液体为纯净水，装置就会保持稳定，整机及配件价格较为便宜，可使用较长时间并且易于维护和维修。不过由于所读数据为毫米水柱高度，需要将所读取的数据人工或查表换算为甲烷浓度。根据检定规程的要求，其检定周期为两年。

数字式检定装置为电子原理，通过压力传感器将检测到的压力信号转换为电信号，再经过信号处理转换，A/D放大后，由微处理器直接计算出甲烷浓度，检测速度快、效率高。但装置内部压力传感器的优劣决定了数字式检定装置的使用性能。如果压力传感器质量不佳，在使用过程中容易发生漂移，对于检定结果将造成很大的影响，并且不易发现。传感器为灵敏元件不易维修，且价格较为昂贵。根据检定规程的要求，其检定周期为一年。

5 结语

现目前水柱式和数字式的光干涉甲烷测定器检定装置各有优缺点，对于较小规模的检定机构建议选择水柱式光干涉甲烷测定器检定装置，对于较大规模的检定机构建议选择数字式光干涉甲烷测定器检定装置。