煤矿气体测定器对甲烷的校准和校正

　　摘要：本次研究中，主要阐述了煤矿气体测定器对于甲烷的校准和校正相关内容，并就测定器的主要应用技术及原理进行了探讨，后续重点围绕甲烷的气压和温度进行了校准和校正工作，旨在通过本次研究内容的展开，提升煤矿气体中甲烷的测定质量。

　　关键词：煤矿气体测定器;甲烷;气压;温度

　　前言：随着我国对于煤炭能源的有效利用，使得现有的煤矿能源需求与日俱增，伴随其发展的煤矿开采事业及规模也日渐扩大。为了进一步提升煤矿开采工作安全，于开采期间充分做好矿内有害气体含有量的测定工作，同时对于测定的结果进行标准化的校准和校正十分有必要。鉴于此，针对煤矿气体测定器对甲烷的校准和校正这一内容进行深入分析具有重要现实意义。

　　一、煤矿气体测定器对甲烷的校准和校正的作用

　　煤矿开采工作中，矿内气体的精准测定，对于矿下的安全环境保持具有十分關键性的作用[1]。通常情况下，煤矿气体测定仪的测量气体主要包括氧气、甲烷、一氧化碳等在内的气体浓度。测量工作的原理方面，则主要以催化燃烧形式、电化学形式、热导形式以及光干涉形式等为主，具体的测定方案选择需针对煤矿井下甲烷气体实际含有量的情况进行最终确认[2]。本次研究中，主要针对煤矿下甲烷这一气体展开校准和校正的研究工作，研究的目的不仅是对当前矿下安全提供保障，而是想要进一步借助对煤矿气体测定器本身的不足加以更新。此外，煤矿下甲烷气体校准和校正中，作为测定工作人员，对于测定器本身的使用流程及原理也必须熟练掌握，从而为后续的采矿作业提供更为充分且完善的安全保障。

　　二、煤矿气体甲烷校准和校正时气体测定器应用

　　1、新式JCB4便携式甲烷气体测定器概述

　　本次研究中，所选用的煤矿甲烷气体测定器是JCB4便携式甲烷气体测定器，进行甲烷检测时，检测原理主要以热催化原理、嵌入式微控制器智能控制、液晶显示式电子测定器为主。此测定器在应用范围上，主要被甲烷检测员、班组组长、队长、工程技术人员、放炮员等矿下工作人员所携带和使用，利于随时开展甲烷气体检测工作。本次研究所使用的测定器属于矿用隔爆兼本质安全型号，其构成图如下：

　　2、主要技术指标

　　本次研究中所使用的JCB4便携式甲烷气体测定器，在测量范围上为(0.00-4.00)%CH4，在测量时的具体误差如表1所示：

　　在测定时如出现甲烷超标的情况，报警方式主要以声音和光两种形式为主，报警效果为：

　　(1)声音。当距离声源轴超出1m以上位置时，声强仍旧不会低于75dB。

　　(2)光。进行煤矿下暗处甲烷测量时，能见度不低于20m距离，且分辨率仍维持在0.01%CH4，且警报的响应时间会控制在20s之内，但需注意，测定器连续工作的时间不能超出10小时。此外，使用时测定器的额定电压为3.7V，使用温度需控制在0～40℃，相对湿度需控制在98%RH以下。

　　(一)工作原理

　　JCB4便携式甲烷气体测定器开机之后，会自动面向周边的空气环境展开实时性的检测工作，在测定结果显示上，主要通过4位数码管展示，一旦矿下甲烷气体超出测定器的报警点时，设备会立即发出报警信号，且当浓度≥4.00%时，会自动将催化燃烧式黑白元件供电切断，并发出即时性的报警。

　　三、煤矿气体测定器对甲烷的校准和校正分析

　　煤矿井下甲烷测定时，为了进一步提升JCB4便携式甲烷气体测定器测定精准性，还需重点做好设备的校准和校正工作[3]。具体的工作内容如下：

　　1、当设备的催化元件与可燃气体之间进行催化燃烧反应时，电桥输出会在此时与被测定的可燃气体形成关联性，同时设备敏感元件的结构、表面、材料、形状具有正向关联性，且设备显示数值会与敏感元件的电阻值变化产生关联性。

　　2、针对煤矿内甲烷气体进行测定时，条件固定基础上，电解液之中的电解气体浓度会与气样体积浓度之间形成正比例关系，且电化学池扩散电流、设备显示值与甲烷气样体积浓度之间形成正比[4]。此外，当煤矿下的环境温度产生变化时，设备校准及校正也会随之受到影响，为了杜绝环境温度变化对测定器精准性产生不良影响，需在测量校准和校正之时同步做好温度补偿工作。

　　3、居于设备工作原理视角进行分析，设备运行后，显示数值会与甲烷气体分子透过隔膜的数量多少具有关联性，且同时与甲烷的分子数量、气样密度大小有关系，那么校准和校正时需重点注意。

　　4、应用JCB4便携式甲烷气体测定器进行煤矿井下甲烷气体测量时，除开做好相应的温度补偿工作，还需针对测定的误差加以详细统计和整理，确保校正后的误差控制在甲烷气体测定的合理范围内。

　　受到不同煤矿开采情况的影响，气体测定工作应该根据具体情况具体分析，尤其需在工艺条件以及矿下结构的分析方面，也不可掉以轻心，方能真正提升煤矿下甲烷测定的校准和校正工作开展质量。

　　结束语：

　　综上所述，针对当前煤矿内甲烷气体进行校准和校正处理时，可以充分借助文中所提出的一种新型甲烷气体测定器完成，其不仅优化了传统测定器的使用效率，同时在测定结果的精准性方面也得到了进一步的提升。此外，开展具体的甲烷校准和校正工作时，针对其气压以及温度加以测定十分关键，唯有此环节保障质量方能真正提升整个校准工作质量，最终为煤矿开采安全提供更为突出的保障。

　　参考文献：

　　[1] 崔富明. 甲烷传感器在矿井甲烷监测中应用的分析[J]. 机械管理开发， 2020， v.35;No.203(03)：115-116.

　　[2] 王翠红. 光干涉式甲烷测定器和催化燃烧式甲烷检测报警仪的应用分析[J]. 中国标准化， 2019， 000(004)：164-165.

　　[3] 王伟丽. 光干涉式甲烷测定器的使用及故障解决措施[J]. 机械管理开发， 2019， v.34;No.197(09)：289-290.

　　[4] 魏于昆， 关卫军， 范祎萌，等. 数字式光干涉甲烷测定器检定仪示值检定结果的不确定度评定[J]. 计量与测试技术， 2019(7)：111-112.

　　[5] 韩玉平. 浅谈光干涉型甲烷测定器的常见故障及调修方法[J]. 冶金管理， 2019， 365(03)：48+50

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文章名称： 煤矿气体测定器对甲烷的校准和校正

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