光干涉式甲烷测定器/光瓦.便携仪.气体传感器综合校验台型号:SG12-SHGJ-3

库号：M

概述

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）、便携仪、气体传感器，是我国煤矿井下检测空气中甲烷、二氧化碳等有害气体含量的重要安全仪器设备。

二、SHGJ-3型光干涉式甲烷测定器便携仪传感器综合校准装置

1.光干涉式甲烷测定器校准仪校准原理部分

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.×(+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。

2.、主要技术指标

1、量程范围：0kPa～60kPa；

2、显示位数：5位LED；

3、工作环境温度：10～40℃；

4、电源：ACV±10%，50HZ；

5、外形尺寸：㎜×㎜×㎜；

6、重量：5㎏。

3.、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V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.00，则按住键达3秒以上时间，使其显示为“.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。数显仪表中间的键和左边的键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。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“Pa”、有“2”则表示为“Pa”……，小数点前的个位有“1”则表示为“1Pa(也称为“1KPa”)、有“2”则表示为“2KPa……”；本校准仪高可检测显示到60KPa，完全能够满足对0～10%CH4和0～%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：

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～%CH4/Air这两种光干涉式甲烷测定器的项目主要有两项，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7Pa，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

仪器量程（%CH4）0～10

分段（X%CH4）0＜x≤11＜x≤44＜x≤77＜x≤10

基本误差（%CH4）±0.05±0.1±0.2±0.3

表2

仪器量程（%CH4）0～

分段（X%CH4）0＜x≤＜x≤＜x≤＜x≤

基本误差（%CH4）±0.5±1.0±2.0±3.0

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～CH4/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.×(+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（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。

4.、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，不得超过其大量程，也不准在负压范围内使用。

表3

校准加压值

CH4

浓度压力

单位环境温度（℃）

5

1%

（10%）㎏/㎡50.......44

Pa.......7

2%

（20%）㎏/㎡.......88

Pa.......4

3%

（30%）㎏/㎡.......32

Pa.......0

4%

（40%）㎏/㎡.......76

Pa..33.....7

5%

（50%）㎏/㎡.......20

Pa......4

6%

（60%）㎏/㎡.......64

Pa.......1

7%

（70%）㎏/㎡.......08

Pa.......8

8%

（80%）㎏/㎡.37.....52

Pa.......4

9%

（90%）㎏/㎡.....76..96

Pa.......1

10%

（%）㎏/㎡.......40

Pa7.......8

注：1、当校准量程为0%～10%CH4/Air的仪器时，请务把加压值也同时乘以10倍；

2、当环境温度介于两者（如10℃～15℃）之间时，可以四舍五入取靠近的那一温度值。

二、便携仪、气体传感器检测部分：

一、工作原理和结构

考虑到煤矿安全监测系统中的各种矿用传感器其工作电压都依靠直流稳压电源供电，其输出检测信号都是电信号，并且像甲烷、氧气、一氧化碳等气体检测传感器所占比例很大；所以我们在本校验仪的研发过程中始终坚持了“以气体检测传感器为主、兼顾便携式仪器和其它检测原理传感器”的基调和理念，以实用、能满足调校目的为原则。以“气体检测传感器为主”容易让人理解，“兼顾其他检测原理传感器”这句话就不容易令人明白。这句话的本意是，我们可以根据用户的特殊需要，在现有的校验仪的基础上为之配置相关联的辅助调校装置，这就使得本校验仪也可用于调校其它原理的传感器。调校甲烷等气体检测传感器的原理，是标准气体比对法原理。标准气体及其所衍生的校准气体具有标准计量器具的作用，通过其比对性检测进行量值传递，从而确保气体检测传感器计量性能完好、量值准确可靠。根据现在各种标准气体容易购买、二级标气与校准气体差价不大的实际情况，并根据许多煤矿积累的丰富经验，我们认为，直接采用8L铝合金气瓶充装标准气体是较为理想的方法和途径。我们把8L铝合金气瓶放置在标准气样车（选配）中，做为本综合校验仪的配套装置，既宜于保管、使用，又宜于搬运、挪放，十分美观、便捷。本综合校验仪的气路系统十分简单、直观，这是通常所说“一对五”、“一进五出”的连接方式；操作人员只需稍加观察和试用，就可很容易的熟悉气路系统了。

关于本校准仪的电源供给系统，在机箱面板的左边是“电源开关”。当电源插头插入并接通市电V电源后，电源开关内指示灯亮，表明外部电源已进入本校验仪内，按动电源开关，总电源指示灯亮，同时，稳压电源也可正常工作。稳压电源的使用，请参见其使用说明书，在此需要做以说明的是，我们对稳压电源的开关“POWER”做了些改动，把它改变成了向待调校传感器供电的开关，只有按下它后，各待调校传感器才能有工作电压；这样做的目的，是为引起调校人员注意，只有当把稳压电源输出电压调整到待调校传感器需要的工作电压时，才能按下此开关向各待调校传感器供电，防止了向各待调校传感器供给不适当的工作电压。另外，稳压电源还可向外输出一组直流电压，专为修理传感器而用

三、技术条件

3.1调校环境条件

3.1.1环境温度：（15～35）℃；

3.1.2环境相对湿度：＜85%；

3.1.3大气压力：（68～）KPa；

3.1.4周围环境应无影响调校的干扰气体；

3.2标准气体和玻璃转子流量计

主要技术参数

3.2.1调校气体：符合标准规定的标准气体或校准气体；

3.2.2玻璃转子流量计流量范围：30～mL/min；

3.2.3玻璃转子流量计精度等级：4级；

3.3电源和相关仪器主要技术参数

3.3.1额定输入电源：ACV±10%；

3.3.2直流稳压电源：输出电压：DC0～30V连续可调；输出电流：0～2A；

3.3.3频率测试：对传感器的频率可以检测

3.4校验仪主要技术参数

3.4.1一次调校便携仪：≥10；

3.4.2一次调校传感器数量：≥10台；

3.4.3校验仪体积：长×宽×高（**）mm；

3.4.4校验仪重量：8kg；

四、使用操作

4.1每一次调校工作开始前，都应对标准气体瓶和气路系统做认真检查，确认标准气体瓶和待调校的气体检测传感器、便携式仪表等相互对应；并确保气路系统畅通、无漏泄、无错接。

4.2每一次调校工作开始前，都应对电源做认真检查，确认外接电源符合要求，确保校验仪的电路无短路、断路情况。

4.3悬挂好待调校的传感器，连接好测试电缆线；

4.4把校验仪外接电源接到直流稳压电源；

4.5按动电源开关，总电源指示灯亮，稳压电源工作，调节电压粗细旋钮到待调校传感器所需要的工作电压值。

4.6进一步确认稳压电源输出电压值是待调校传感器所需要的工作电压值（一般都是DC18V）后，按下稳压电源的开关“POWER”，此时待调校传感器因得电而进入工作状态，预热5min并进行调零后，即可开展调校工作。

4.7调校时一定要按照调校规程或是每一种气体检测传感器、便携仪使用说明书的要求进行调校；

4.8传感器、便携仪电零位的调校十分重要，如果传感器的电零位不准或是不可调整，其它的调校工作就没有任何意义。所以应当把对电零位的调校做为步的调校操作。电零位的调校应当是在地面清洁空气的环境中进行，只要无干扰气体、无人员抽烟，调校室内的空气就能满足电零位调校的需要。当然，如果有同志坚持用瓶装清洁空气进行电零位调校，这也属正确的做法。

4.9调校工作结束后，立即关闭供气的气源总阀，让所有的开关、旋钮等都恢复到原状，并停电；做好安全、卫生等方面的工作。

五、使用注意事项

5.1用户单位的具体主管部门和，应当组织有关技术人员根据相关规程、标准、传感器说明书的规定和要求，制定出符合实际的调校规程，以使调校人员有章可依。

5.2由于煤矿现场往往是V、V电源同时存在，每次使用前，一定要认真检查外接电源是否符合要求，并通过后续检查保证避免短路、断路现象发生。

5.3用户单位应建立调校室，以放置本校验台；调校室内应干净整洁，无影响环境的干扰气体和杂物；调校室内应装备空调和排油烟机或排气风扇，以保持室内温度、空气清洁以及防止人员中毒。对高浓度气体请停止检测，甲烷应＜4/，co应＜1ppm、氢类气体应＜1ppm

5.4通过反复查验、核实保证所使用的标准气体与待调校的传感器相互对应，并保证标准气体在有效使用期内；每瓶标气使用到0.5MPa时不可再使用，应重新充装标气。

5.5本校验台配置的各种计量器具应定期送检，保证其总是处于检定周期范围内。

六、运输贮存

6.1本校验仪采用木板箱包装，适用于水路、公路、铁路及航空运输。

6.2本校验仪在运输、拆装、保管过程中，严禁摔打、碰撞、尖锐物刺击，并防止雨水、风沙等侵蚀。

6.3本校验仪应存放在室内，室温应为0～40℃，室内应通风良好，相对湿度小于80%中西集团

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