概述
光干涉式甲烷測定器（也稱為“便攜式光學甲烷檢測儀”,、“瓦斯機”,、“光干”、“光瓦”,、“里研”等）,、便攜儀、氣體傳感器,，是我國煤礦井下檢測空氣中甲烷,、二氧化碳等有害氣體含量的重要安全儀器設備。
二,、SHGJ-3型光干涉式甲烷測定器便攜儀傳感器綜合校準裝置
1.光干涉式甲烷測定器校準儀校準原理部分
光干涉式甲烷測定器所依據(jù)的原理是壓力校準法原理,。壓力校準法是校準光干涉式甲烷測定器的一種普遍采用的方法，這種校準方法比起其它校準方法有更充足的實驗和理論依據(jù),，并且具有設備簡單,、操作方便、校準準確度高等優(yōu)點,。壓力校準法原理為：光干涉式甲烷測定器的氣室組組件中有氣樣室和空氣室兩個氣室,，兩個氣室因壓力差別而產(chǎn)生的折射率差別與兩個氣室間因氣體種類不同而產(chǎn)生的折射率差別有一一對應的關系，依此原理,，可通過施加壓力的辦法對光干涉式甲烷測定器進行校準,。其理論計算公式為：
P＝1.7665×(273+t)X
式中:
P-在校準環(huán)境溫度t時,對應甲烷濃度X%CH4校準點的壓力值,(KPa)；
t－校準時的環(huán)境溫度,，（℃）,；
X－校準點甲烷濃度值，（%CH4/Air）,。
此公式在校準時的具體應用,，請詳見下面的介紹。
2.,、主要技術指標
1,、量程范圍：0kPa～60 kPa；
2,、顯示位數(shù)：5位LED,；
3、工作環(huán)境溫度：10～40℃,；
4,、電源：AC220V±10%,，50HZ；
5,、外形尺寸：400㎜×240㎜×300㎜,；
6、重量：5㎏,。
3.,、校準方法
(1)、以擴散硅壓力傳感器和數(shù)顯儀表組成的數(shù)字式壓力計是檢測顯示壓力值的重要部件,，與其相關的電路,、氣路系統(tǒng)已在機箱內(nèi)連接好，校準光干涉式甲烷測定器前,，將校準儀后面板的電源線與220V交流電源接通,，前面板數(shù)顯儀表上的LED燈亮，預熱5min后觀察數(shù)顯儀表若顯示不為000.00,，則按住鍵達3秒以上時間,，使其顯示為“000.00”。
數(shù)顯儀表功能簡介,。從前邊介紹中可以看出，數(shù)顯儀表右邊的鍵,，實際上就是“清零”（或稱“調(diào)零”）鍵,，清零的方法如前所述。數(shù)顯儀表中間的鍵和左邊的鍵在日常光瓦調(diào)校過程中用不著,，只有計量檢定機構(gòu)的計量檢定人員檢定該儀器時,，才能用到這兩個鍵，后邊會對這兩個鍵的使用方法做專門介紹,，懇請用戶在日常工作中不要按動它們,。右邊綠色發(fā)光二極管的作用是，當它一亮一暗閃爍時,，表示運行正常,；如果它一直亮或一直暗，表示數(shù)顯儀表出現(xiàn)故障,，需檢查修理了,。調(diào)校壓力值由五位紅色數(shù)碼管顯示，小數(shù)點后的百分位有“1”則表示為“10Pa”,，有“2”則表示為“20Pa”,，……小數(shù)點后的十分位有“1”則表示為“100Pa”、有“2”則表示為“200Pa”……,，小數(shù)點前的個位有“1”則表示為“1000Pa(也稱為“1KPa”),、有“2”則表示為“2KPa……”,；本校準儀高可檢測顯示到60KPa，*滿足對0～10%CH4和0～100%CH4兩種光干涉式甲烷測定器校準的要求,。
(2),、手搖加壓器（也稱為“微調(diào)加壓器”、“紋波管加壓器”）是本校準儀中的另一個重要部件,。本校準儀中的手搖加壓器具有其初始位置,、終止位置的自動監(jiān)測、顯示功能,，在校準工作之初及校準工作結(jié)束后,，一定要讓手搖加壓器停留在初始位置上，即“初始位置”燈亮的位置上,。若是“終止位置”燈亮,，則表明手搖加壓器即將搖到頭，千萬不能再往前搖了,，再向前搖就有可
能鼓破手搖加壓器,，此時應盡快地把手搖加壓器向回搖。與手搖加壓器有關的氣路系統(tǒng)也已在機箱內(nèi)部連接好,，在校準工作開始前,，只需把從后面板上伸出的膠管與待檢光干涉式甲烷測定器的進氣口連接好，就可開展校準工作了,。
(3),、將待校準的光干涉式甲烷測定器通電后調(diào)整到零位，并將其出氣口用橡膠死堵頭堵??；將其進氣口與機箱后面板伸出的膠皮管連接好；待校的光干涉式甲烷測定器,、數(shù)字式壓力計,、手搖加壓器通過膠皮管、三通連接好后的氣路系統(tǒng)圖如下圖所示：
圖一. 光干涉式甲烷測定器校準系統(tǒng)圖
1,、手搖加壓器（波紋管加壓器） 2,、三通管
3、數(shù)字式壓力計 4,、待校光干涉式甲烷測定器
(4),、對連接好的氣路系統(tǒng)做進一步檢漏、調(diào)零后,，即可對待校的光干涉式甲烷測定器進行校準和檢查,。校準、檢查0～10%CH4/Air,、0～100%CH4/Air這兩種光干涉式甲烷測定器的項目主要有兩項,，項是氣密性檢查,，檢查程序為：緩慢搖動手搖加壓器，使數(shù)字式壓力計顯示為7000Pa,，待此顯示值穩(wěn)定后,，觀察5min，5min之內(nèi)壓力降不得超過20Pa,，超過20Pa則判定該臺光干涉式甲烷測定器為不合格,，必須對之重新修理。第二項是基本誤差檢查,。“基本誤差”是指在規(guī)定的正常條件下,，儀器顯示值與標準值之差應不超過表1和表2的規(guī)定。
表1
儀器量程（%CH4） 0～10
分段（X%CH4） 0＜x≤1 1＜x≤4 4＜x≤7 7＜x≤10
基本誤差（%CH4） ±0.05 ±0.1 ±0.2 ±0.3
表2
儀器量程（%CH4） 0～100
分段（X%CH4） 0＜x≤10 10＜x≤40 40＜x≤70 70＜x≤100
基本誤差（%CH4） ±0.5 ±1.0 ±2.0 ±3.0
對于量程為0～10CH4/Air的光干涉式甲烷測定器,，其具體的校準點是1.0% CH4,、3.0% CH4、7.0% CH4,、9.0% CH4四點,。對于量程為0～100CH4/Air的光干涉式甲烷測定器，其具體的校準點是10.0% CH4,、30.0% CH4,、70.0% CH4、 90.0% CH4等四點,。依據(jù)前述公式P=1.7665×(273+t)X對光干涉式甲烷測定器進行校準的過程為:①從溫度計上讀得室溫,；②計算出每一校準點所對應的P值，搖動手搖加壓器使數(shù)字式壓力計穩(wěn)定地顯示P值（好是依照表3進行校準）,，觀察并記錄下在校的光干涉式甲烷測定器的顯示值后將手搖加壓器緩慢搖回使數(shù)字式壓力計顯示為零；然后將手搖加壓器緩慢地搖到使數(shù)字式壓力計顯示這一校準點的P值,；觀察并記錄下在校的光干涉式甲烷測定器的顯示值,，如是反復進行三遍；③取三遍觀察記錄值的平均值為儀器示值,，示值與標準之差即為基本誤差,，基本誤差若超過表1、表2的規(guī)定,，即可判定該臺儀器為不合格,，必須進行重新修理、校準,、檢定后方可重新使用,；④校準完一臺光干涉式甲烷測定器后，必須將手搖加壓器緩慢地搖回到原始位置并使數(shù)字式壓力計顯示為零后,，再取下該臺光干涉式甲烷測定器,，換上另一臺待檢的光干涉式甲烷測定器,。
(5)、校準工作結(jié)束后,，必須將手搖加壓器搖回到原始位置,，并使數(shù)字式壓力計顯示為零后，再關斷電源,。
4.,、注意事項
1、搖動手搖加壓器時,，一定注意勿將其搖到頭,，以防鼓破波紋管；每次使用完畢,，一定將手搖加壓器搖回到原始位置,。
2、校準光干涉式甲烷測定器時,，一定要保證氣路系統(tǒng)氣密性完好,，不得有漏氣泄壓的地方。
3,、使用數(shù)字式壓力計時,，不得超過其大量程，也不準在負壓范圍內(nèi)使用,。
表3
校準加壓值
CH4
濃度 壓力
單位 環(huán)境溫度（℃）
5 10 15 20 25 30 35
1%
注：1,、當校準量程為0%～10%CH4/Air的儀器時，請務把加壓值也同時乘以10倍,；
2,、當環(huán)境溫度介于兩者（如10℃～15℃）之間時，可以四舍五入取靠近的那一溫度值,。
二,、便攜儀、氣體傳感器檢測部分：
一,、工作原理和結(jié)構(gòu)
考慮到煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)中的各種礦用傳感器其工作電壓都依靠直流穩(wěn)壓電源供電,，其輸出檢測信號都是電信號，并且像甲烷,、氧氣,、一氧化碳等氣體檢測傳感器所占比例很大；所以我們在本校驗儀的研發(fā)過程中始終堅持了“以氣體檢測傳感器為主,、兼顧便攜式儀器和其它檢測原理傳感器”的基調(diào)和理念,，以實用、能滿足調(diào)校目的為原則,。以“氣體檢測傳感器為主”容易讓人理解,，“兼顧其他檢測原理傳感器”這句話就不容易令人明白,。這句話的本意是，我們可以根據(jù)用戶的特殊需要,，在現(xiàn)有的校驗儀的基礎上為之配置相關聯(lián)的輔助調(diào)校裝置,，這就使得本校驗儀也可用于調(diào)校其它原理的傳感器。調(diào)校甲烷等氣體檢測傳感器的原理,，是標準氣體比對法原理,。標準氣體及其所衍生的校準氣體具有標準計量器具的作用，通過其比對性檢測進行量值傳遞,，從而確保氣體檢測傳感器計量性能完好,、量值準確可靠。根據(jù)現(xiàn)在各種標準氣體容易購買,、二級標氣與校準氣體差價不大的實際情況,，并根據(jù)許多煤礦積累的豐富經(jīng)驗，我們認為,，直接采用8L鋁合金氣瓶充裝標準氣體是較為理想的方法和途徑,。我們把8L鋁合金氣瓶放置在標準氣樣車（選配）中，做為本綜合校驗儀的配套裝置,，既宜于保管,、使用，又宜于搬運,、挪放,，十分美觀、便捷,。本綜合校驗儀的氣路系統(tǒng)十分簡單,、直觀，這是通常所說“一對五”,、“一進五出”的連接方式,；操作人員只需稍加觀察和試用，就可很容易的熟悉氣路系統(tǒng)了,。
關于本校準儀的電源供給系統(tǒng)，在機箱面板的左邊是“電源開關”,。當電源插頭插入并接通市電220V電源后,，電源開關內(nèi)指示燈亮，表明外部電源已進入本校驗儀內(nèi),，按動電源開關,，總電源指示燈亮，同時,，穩(wěn)壓電源也可正常工作,。穩(wěn)壓電源的使用,，請參見其使用說明書，在此需要做以說明的是,，我們對穩(wěn)壓電源的開關“POWER”做了些改動,，把它改變成了向待調(diào)校傳感器供電的開關，只有按下它后,，各待調(diào)校傳感器才能有工作電壓,；這樣做的目的，是為引起調(diào)校人員注意,，只有當把穩(wěn)壓電源輸出電壓調(diào)整到待調(diào)校傳感器需要的工作電壓時,，才能按下此開關向各待調(diào)校傳感器供電，防止了向各待調(diào)校傳感器供給不適當?shù)墓ぷ麟妷?。另外,，穩(wěn)壓電源還可向外輸出一組直流電壓，專為修理傳感器而用
三,、技術條件
3.1調(diào)校環(huán)境條件
3.1.1環(huán)境溫度：（15～35）℃,；
3.1.2環(huán)境相對濕度：＜85%；
3.1.3大氣壓力：（68～106）KPa,；
3.1.4周圍環(huán)境應無影響調(diào)校的干擾氣體,；
3.2 標準氣體和玻璃轉(zhuǎn)子流量計
主要技術參數(shù)
3.2.1調(diào)校氣體：符合標準規(guī)定的標準氣體或校準氣體；
3.2.2玻璃轉(zhuǎn)子流量計流量范圍：30～300mL/min,；
3.2.3玻璃轉(zhuǎn)子流量計精度等級：4級,；
3.3電源和相關儀器主要技術參數(shù)
3.3.1額定輸入電源：AC220V±10%；
3.3.2直流穩(wěn)壓電源：輸出電壓：DC0～30V連續(xù)可調(diào),；輸出電流：0～2A,；
3.3.3頻率測試：對傳感器的頻率可以檢測
3.4 校驗儀主要技術參數(shù)
3.4.1 一次調(diào)校便攜儀：≥10；
3.4.2 一次調(diào)校傳感器數(shù)量：≥10臺,；
3.4.3 校驗儀體積：長×寬×高（704*461*512）mm,；
3.4.4 校驗儀重量：8kg；
四,、使用操作
4.1每一次調(diào)校工作開始前,，都應對標準氣體瓶和氣路系統(tǒng)做認真檢查，確認標準氣體瓶和待調(diào)校的氣體檢測傳感器,、便攜式儀表等相互對應,；并確保氣路系統(tǒng)暢通、無漏泄,、無錯接,。
4.2 每一次調(diào)校工作開始前，都應對電源做認真檢查，確認外接電源符合要求,，確保校驗儀的電路無短路,、斷路情況。
4.3懸掛好待調(diào)校的傳感器,，連接好測試電纜線,；
4.4把校驗儀外接電源接到直流穩(wěn)壓電源；
4.5按動電源開關,，總電源指示燈亮,，穩(wěn)壓電源工作，調(diào)節(jié)電壓粗細旋鈕到待調(diào)校傳感器所需要的工作電壓值,。
4.6進一步確認穩(wěn)壓電源輸出電壓值是待調(diào)校傳感器所需要的工作電壓值（一般都是DC18V）后,，按下穩(wěn)壓電源的開關“POWER”，此時待調(diào)校傳感器因得電而進入工作狀態(tài),，預熱5min并進行調(diào)零后,，即可開展調(diào)校工作。
4.7調(diào)校時一定要按照調(diào)校規(guī)程或是每一種氣體檢測傳感器,、便攜儀使用說明書的要求進行調(diào)校,；
4.8 傳感器、便攜儀電零位的調(diào)校十分重要,，如果傳感器的電零位不準或是不可調(diào)整,，其它的調(diào)校工作就沒有任何意義。所以應當把對電零位的調(diào)校做為步的調(diào)校操作,。電零位的調(diào)校應當是在地面清潔空氣的環(huán)境中進行,，只要無干擾氣體、無人員抽煙,，調(diào)校室內(nèi)的空氣就能滿足電零位調(diào)校的需要,。當然，如果有同志堅持用瓶裝清潔空氣進行電零位調(diào)校,，這也屬正確的做法,。
4.9 調(diào)校工作結(jié)束后，立即關閉供氣的氣源總閥,，讓所有的開關,、旋鈕等都恢復到原狀，并停電,；做好安全,、衛(wèi)生等方面的工作。
五,、使用注意事項
5.1 用戶單位的具體主管部門和，應當組織有關技術人員根據(jù)相關規(guī)程,、標準,、傳感器說明書的規(guī)定和要求,，制定出符合實際的調(diào)校規(guī)程，以使調(diào)校人員有章可依,。
5.2 由于煤礦現(xiàn)場往往是380V,、220V電源同時存在，每次使用前,，一定要認真檢查外接電源是否符合要求,，并通過后續(xù)檢查保證避免短路、斷路現(xiàn)象發(fā)生,。
5.3 用戶單位應建立調(diào)校室,，以放置本校驗臺；調(diào)校室內(nèi)應干凈整潔,，無影響環(huán)境的干擾氣體和雜物,；調(diào)校室內(nèi)應裝備空調(diào)和排油煙機或排氣風扇，以保持室內(nèi)溫度,、空氣清潔以及防止人員中毒,。對高濃度氣體請停止檢測，甲烷應＜4/,，co應＜1000ppm,、氫類氣體應＜1ppm
5.4 通過反復查驗、核實保證所使用的標準氣體與待調(diào)校的傳感器相互對應,，并保證標準氣體在有效使用期內(nèi),；每瓶標氣使用到0.5MPa時不可再使用，應重新充裝標氣,。
5.5 本校驗臺配置的各種計量器具應定期送檢,，保證其總是處于檢定周期范圍內(nèi)。
六,、運輸貯存
6.1 本校驗儀采用木板箱包裝,，適用于水路、公路,、鐵路及航空運輸,。
6.2本校驗儀在運輸、拆裝,、保管過程中,，嚴禁摔打、碰撞,、尖銳物刺擊,，并防止雨水、風沙等侵蝕。
6.3本校驗儀應存放在室內(nèi),，室溫應為0～40℃,，室內(nèi)應通風良好，相對濕度小于80%
