光干涉甲烷检定器的检定.doc

光干涉甲烷检定器的检定光干涉式甲烷测定器（也称为“便携式光学甲烷检测仪”、“光干”、“光瓦”、“里研”等）是我国煤矿井下检测空气中甲烷、二氧化碳含量的重要安全仪器。对于使用中的光干涉式甲烷测定器必须经常性进行维护、修理和校准，才能确保其性能完好、量值准确可靠。一、实验目的掌握JZG-1型光干涉甲烷检定器检定装置的原理，学会检定方法。二、实验设备和工作原理整个装置由单管液体压力计、补偿微压计、压力调节器、五通、过滤器、截止阀、连接胶管组成，装置工作原理图如图所示:图1 光干涉甲炕测定器检定装置工作原理图调节压力调节器可以改变加到被检仪器上的压力大小，通过截止阀K2、K3的开关可选择相应压力计来测量所加压力的大小，通过截止阀K1的开关，可以通大气泄压或者封闭装置气路。装置的标准液体压力计由单管液体压力计、补偿微压计组成。单管液体压力计用于气密性能检查、7.0%和9.0%两点基本误差检定，补偿微压计用于1.0%和3.0%两点基本误差检定。1单管液体压力计：用于检定、校准光干涉甲烷检定器，适用于量程为010%CH4和0100%CH4的光干涉甲烷检定器，主要技术指标为：u 测量范围 02500Pa（0250mm水柱）07355Pa（0750mm水柱）u 测量误差02500Pa5 Pa07355Pa30 Pau 气密性7000Pa压力下，3min压力不下降。u 工作环境温 度：1535相对湿度：95%RH大气压力：86106KPa1.底座 2.底座水平调节螺钉 3.立柱钢架 4.读数放大镜 5.压紧螺母 6.上管座 7.水平 8.下管座 9.放水阀 10.压紧螺母 11.大容器 12.五通 13.补偿微压计控制阀K3 14.单管液体压力计控制阀K2 15.浊压控制阀K1 16.过滤器 17.内标式玻璃管图2单管液体压力计结构示意图使用方法：(1) 连接。用胶管将压力调节器连接到五通接嘴上，将补偿微压计动压接嘴连接到补偿微压计控制阀K3上，具体连接参照下图。图3检定仪器连接示意图(2) 调零。将仪器置于平整且无振动影响的工作台上，调整补偿微压计和单管液体压力计底座水平调节螺钉，使水平泡指示水平。由大容器上部加上适量蒸馏水，然后调整零点，如加水过多，液面超过零点，可调节放水阀放水。开启控制阀K1、K2、K3,(逆时针方向转动手柄阀90开启、顺时针方向转动手柄阀90关闭),仔细调整好补偿微压计和单管液体压力计零位。(3) 基本误差检定：根据检定时的环境温度和当地重力加速度计算或查表得到1%、3%、7%、9%所对应的标准压力值。进行1%、3%点检定时，关闭阀K1、K2，开启阀K3选用补偿微压计来测量压力，顺时针转动压力调节器，加压至相应标准压力值，读取被检仪器读数。进行7%、9%点检定时，关闭阀K1、K3，开启阀K2选用单管液体压力计来测量压力，顺时针转动压力调节器，加压至相应标准压力值，读取被检仪器读数。（4）气密性检查:关闭阀K1、K3，开启阀K2选用单管液体压力计来测量压力，顺时针转动压力调节器，加压至7000Pa，历时5min，观察单管液体压力计示值变化情况。2YJB-2500补偿微压计：用于测量非腐蚀性气体的微小压力、负压力及压力差，也可用来校准其它压力计。补偿微压计由微调部份、水准观测部份、反光镜部分及外壳部分组成。它有大小两个容器，下部用橡胶皮管连通。容器可随凑数盘的转动而上下移动，以调节两容器内的液面高差。当容器的液面和水准器处于同水平时，从反射镜中可以看到水准器正倒两个影像的尖端恰好相接。测压时，小容器受到较大的压力作用而液面下降，瞄准尖头高出液面，反射镜出的瞄准尖人正倒影像重叠。这时转动微调盘将大容器升高，直到瞄准尖头正倒影像又恰好相接，即小容器的液面又和瞄准尖头处于同一水平。大容器的垂直移动距离（从标尺和微调盘读出），就是两液面所受的压力差。仪器结构如下所示：图4 YJB-2500补偿微压计结构图（1）微调部份由刻有200等分的微调盘，固定在长螺杆上，长螺杆带动水匣作上升或下降运动，在水匣静压接嘴上装有示度准块，示度准块在度板及字板中间移动来指示出水匣的位移高度。（2）水准观测部分在观测筒内装有水准头，以观测由动压管受压力后观测筒内液面的变化。（3）反光镜部份由一个反光镜固定在镜壳上，反光镜面反射观测筒内的水准头与液面的接触情况，使水准头尖与其倒影的影尖相接为微压计读数调整“基点”。（4）外壳部份由壳体及横担支持长螺青杆，在壳体上装有水准泡及调节螺钉，以调节微压计的螺杆及动压管的垂直。主要技术指标为：u 测量范围 -25002500Pa（-250250mm水柱）u 最小分度值0.01mmH2O(0.1 Pa)u 测量误差-15001500Pa0.8 Pa-2500-1500Pa或15002500Pa1.3 Pau 精密等级二等u 工作环境温 度：205使用方法：（1）调零。微压计要安放在平整的工作台上,使用前要调整调节螺钉,使仪器达到水平(观察水准泡的气泡在黑圆圈中间)。转动读数盘，将读数盘和位移指针都调到“0”点。打开螺豁注入蒸馏水，直到反射镜中观察到的瞄准尖头的正倒影像近似相接。盖紧螺盖，缓缓转动微调盘使大容器移动数次，以排除连接橡皮管内的空气泡。经上述过程后, 再慢慢转动调节螺母，使瞄准尖头正倒影像的尖端恰好相接(经34分钟后能稳定不变)。如果不能恰好相接，两个影像重叠，表明水量不足，尖端分离，表明水量过多。（2）测定。测压力值时，将较大的压力接嘴用胶皮管与微压计动压接嘴也即“十”接头相连。此时容器中的液面下降，反射镜中瞄准尖头的正倒影像消失或重叠。顺时针缓慢转动微调盘，直到两个影像尖端再次恰好相接。位移指针所指的整数值与微调盘所指的小数值之和，即为所测压力值。转动微调盘使大容器上下移动时，小容器内液面的变化总是滞后的。微调盘转动过快，瞄准尖头影像很难恰好准确相接。特别是当两个影像尖端快要接近时，应该慢转微调盘，并稍等一会。观察尖头是否将要相接。如果尖头重叠应顺时针转动微调盘，尖头分离则应逆时针转动微调盘。被测压力值由下式确定:P 一一被测压力(Pa)H 一一仪器示值读数(mm) 一一检定温度下水的密度(kg/m3)一一使用环境温度下空气密度(kg/m3)g 一一役用地点重力加速度(m/s2)（3）测负压力时，应将负压力接嘴与微压计静压接嘴也即“一”接头用橡皮导管连接，按上项同样方法读取示值并计算，即为被测的负压力值。（4）测压力差值时，应将被测的高、低压力接嘴分别与微压计“十”、“一”接嘴用橡皮导管联结,按（2）项同样方法读取示值并进行计算，即得被测压力差值。3压力调节器：也称“波纹管加压器”、“手摇加压器”，用于增加或减少被检仪器的气室压力。压力调节器包括手动摇、螺纹加压管，通过出气接嘴与五通相连接。使用时先将手摇加压器调整到原始位置后，把其出气嘴通过胶皮管与五通管的一端相连接即可。4检定工作原理：压力校准法。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。其理论计算公司为：P=1.7665（273+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)三、实验内容对于量程为0-10%CH4/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0-100%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=1.7665(273+t)X对光干涉式甲烷测定器进行校准的过程为：从温度计上读得室温；计算出每一校准点所对应的P值，摇动使压力计稳定地显示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；取三遍观察记录值的平均值为仪器值，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、检定后方可新使用；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压力计归零后，再取下该台仪器，换上另一台待检的光干涉式甲烷测定器。 校准工作结束后，必须将压力计摇回到原始位置，使压力计归零。表1仪器量程( %CH4 )010分段( x%CH4 )0x11x44x77x10基本误差( %CH4 )0.050.10.20.3表2仪器量程( %CH4 )0100分段( x%CH4 )0x1010x4040x7070x100基本误差( %CH4 )0.51.02.03.0四、注意事项1摇动时，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需要逆时针转动压力调节器时，要特别注意观察因为其产生的负压把微压计中的蒸馏水吸入到胶管、阀门、调节器、过滤器等部