催化燃燒式甲烷測定器（固定式）檢定中的問題與處理研究

梁飛躍+黃可+何風潔+莫洪波

摘 要：針對催化燃燒式甲烷測定器（固定式）檢定中的問題進行了分析，提出了測定器實際使用過程中負載特性和響應時間兩方面內容。結合這些內容，總結并闡述了實際應用中應注意的問題，其內容主要有儀器自身、氧氣的影響、正確維護等。希望通過對這些內容的分析，為催化燃燒式甲烷測定器（固定式）檢定工作提供一定的幫助。

關鍵詞：催化燃燒式甲烷測定器；負載特性；頻率計；響應時間

中圖分類號：TD712+.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.20.097

文章編號：2095-6835（2016）20-0097-01

催化燃燒式甲烷測定器是煤礦井下生產環境、安全生產檢測中的必備儀器，同時也是國家對煤礦進行強行鑒定的計量器。這種測定器主要遵循的是熱催化原理，對煤礦井下甲烷氣體含量和濃度進行迅速和準確的測量。這種儀器在使用過程中，測量準確性與煤礦井下生產環境監測數據所具備的準確程度具有直接關系。使用這種儀器的科學與否，關系到煤礦井下的安全生產。因此，對催化燃燒式甲烷鑒定中存在的問題和處理方式進行研究意義深遠。

1 負載特性

使用測定器時，將頻率輸出一端與500 Ω電阻串接，并且在檢測儀器電橋所在的氣室內通入適量的甲烷氣體，在讀取儀器外與500 Ω電阻連接，輸出電信號值。當換算的甲烷濃度值和測定器之外接負載電阻值為0 Ω時，可以將甲烷濃度值的差值看作是負載特性。在實際檢測過程中，需要對頻率計讀計讀取測定器，得出外接負載電阻值0 Ω時所具備的電信號值。但在實際測量過程中，如果測定器信號輸出一端與電源負極之間沒有任何負載，也就是兩者之間處于短接信號時，頻率計就難以正常工作。在這個時候，難以讀取端的信號值，并且不能準確判斷出負載特性是否合格。因此，在實際檢測過程中，當輸出端外接負載處于0 Ω時，將電信號值輸出，需要利用代替法測量。可以使用一個阻值比較小的電阻來代替0 Ω負載，測量輸出端信號之后，將其與500 Ω負載輸出電信號值進行比較，從而判斷，查看其是否在這一范圍內。

2 響應時間

當測量儀器穩定以后，可以將310%的甲烷氣體標準物質通入，然后對測定器穩定示值進行讀取，采用清潔空氣對儀器進行清洗之后，再將同樣的甲烷氣體標準物質通入其中，同時啟動秒表，等到儀器示值上升到一次示值的90%時，將秒表停止，并將這一起始時間當作響應時間。經過這一檢測可以得出，現有催化燃燒式甲烷測定器中，因為沒有將測定器投入使用，或者是將其投入使用之后，環境中并沒有甲烷氣體，導致測定器黑白元件中的黑白元件始終處于休眠狀態。這時，如果環境中突然有甲烷進入，就會導致甲烷含量時間遠大于規定要求。如果結合相關要求對其進行鑒定，因為測定器黑白元件被接入了較高含量的甲烷氣體所激活，這時再對響應時間進行檢測，并且測量所得值正好在相對合格的范圍內，那么這一測定器是合格的，并且可以將其投入使用。但是在實際使用過程中，這種測定器安全隱患較大，如果相關人員不能及時反映煤礦中瓦斯突然出現的情況，很有可能釀成慘劇。

3 實際應用中應注意的問題

3.1 儀器自身

當儀器接通電源之后，需要經過一段時間才能得以穩定。在這一時間內，顯示器的指示可能會出現一定的波動。這種情況屬于一種過渡狀態，并不是檢測器失靈的表現。因此，在實際使用過程中，要為其預熱提供足夠的時間。只有這樣，才能減少零點調節的誤差。

3.2 氧氣的影響

在使用催化燃燒式甲烷測定器的過程中，誤差主要來自于周圍環境，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定器測定瓦斯含量時，可能會出現以下3種情況：①如果周圍環境中所含氧氣濃度在5%以下，不管實際瓦斯濃度情況如何，儀器顯示的值始終為0.出現這一情況的主要原因是周圍環境處于缺氧狀態，導致儀器燃燒表面不能燃燒或者燃燒得不夠充分，在這種情況下產生的氣體產生的微弱熱量不能使燃燒元件熱阻值發生改變。②當儀器所處環境中瓦斯含量在4%以上時，儀器所顯示的值會偏低。導致這種情況出現的主要原因是通入可燃性氣體所產生的濃度高，并且處于缺氧狀態，燃燒不能完全進行，所以難以準確檢測出氣體濃度。為此，在排放高濃度瓦斯的過程中，可以在第一匯合點懸掛一種催化燃燒式甲烷。測定器所顯示的值要比光干涉式測定器所顯示出的值小，這一情況也是導致瓦斯增多顯示反而降低的原因所在。③如果周圍環境當中所含的氧氣與大氣標準狀態相接近，同時瓦斯的含量在4%以下，這將會是催化燃燒式甲烷使用的最佳時期。在這個時期，使用儀器所得出的檢測誤差較小，檢測數據也相對穩定和可靠。

3.3 正確維護

催化燃燒式甲烷測定器屬于一種電子儀器，對這一儀器進行正確的充電和使用，與儀器工作時間和工作壽命存在著直接聯系。在使用儀器的過程中，應當防止其受到過大的震動和碰撞，并且使其長期處于電量充足的狀態。具體需注意以下幾點：①在第一次使用這一儀器時，需要一次性充電，嚴格按照使用說明書的要求控制充電時間；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，均應當將儀器中的電量放光，然后再充滿電；③應當對催化燃燒式甲烷測定器進行定期標定或者校準；④如果儀器的靈敏度降低，需要及時更換儀器中的催化燃燒元件。此外，硫化氫、硅蒸汽等物質可能導致燃燒元件中毒，所以在發火區或放炮后等環境中，盡可能避免使用這一儀器。

4 結束語

借助催化燃燒式甲烷測定器重點理解項目當中的負載特性和響應時間等，對煤礦安全儀器的正常使用具有一定的保障作用，并且對煤礦工人的人身安全及礦井的日常安全生產起到了至關重要的作用。

參考文獻

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