MT/T28-2005 光干涉式甲烷测定器

MT/T 28-2005 是我国煤矿用光干涉式甲烷测定器的行业标准，适用于煤矿井下环境中甲烷（瓦斯）浓度检测的光干涉式甲烷测定器（以下简称“测定器”）的出厂检验、型式检验和使用中检验。标准规定的外观检查、干涉条纹检查、基本误差测定为三项核心检测项目，直接决定测定器的检测可靠性和使用安全性，是煤矿安全标志认证、设备入井验收及定期校验的强制性依据。

1  外观检查

1.1 检测目的

验证测定器的结构完整性、部件装配质量及外观标识规范性，确保设备无制造缺陷、部件无损坏缺失，标识信息清晰准确，满足井下恶劣环境的使用要求和安全管理追溯需求。

1.2 检测对象

测定器整机及所有零部件，包括：主体外壳、光学系统组件（目镜、物镜、反射镜等）、气路系统组件（进气管、气室、阀门等）、读数装置、铭牌标识等。

1.3 检测设备与工具

• 标准放大镜（放大倍数≥5倍）：用于观察细微结构和标识

• 钢直尺（精度≥1mm）：用于测量部件尺寸和间隙

1. 扭矩扳手（可选）：用于检查连接件紧固扭矩

1.4 检测内容与要求

外观检查分为结构完整性、部件装配质量、标识规范性三类，所有项目需全部满足要求：

2. 结构完整性

￮ 主体外壳无裂纹、变形、凹陷，表面涂层均匀无剥落、锈蚀

￮ 进气管、气室无破损、堵塞，阀门开关灵活无卡滞

￮ 目镜、物镜表面清洁，无划痕、气泡、霉斑，透光性能良好

1. 读数刻度盘清晰，无模糊、掉漆、刻度线断裂现象

2. 部件装配质量

3. 所有连接件（螺钉、螺母、卡扣等）紧固可靠，无松动、缺失

1. 光学组件定位准确，无偏移、松动，反射镜与棱镜夹角符合设计要求

2. 气路系统密封良好，连接部位无漏气隐患（可通过初步通气试验辅助判断）

￮ 调节旋钮（调零旋钮、光源调节旋钮等）转动灵活，无空转、卡滞

￮ 标识规范性

￮ 测定器外壳需有清晰的铭牌标识，包含产品名称、型号规格、生产厂家、出厂编号、制造日期、煤矿安全标志编号、测量范围、精度等级等信息

1. 刻度盘需标注甲烷浓度单位（%CH₄）、刻度值及量程范围

2. 操作标识（如阀门开关方向、调零标识等）清晰易懂，无歧义

1.5 合格判定规则

3. 所有外观检查项目均满足要求，判定外观检查合格

1. 若存在裂纹、部件缺失、气路破损、光学组件划伤等影响设备性能的缺陷，判定不合格

2. 若存在标识模糊、涂层剥落等不影响性能的轻微缺陷，可要求修复后复检；修复后满足要求则判定合格

2  干涉条纹检查

2.1 检测目的

验证测定器光学系统的工作性能，确保干涉条纹的清晰度、稳定性和位置准确性。干涉条纹是光干涉式甲烷测定器的核心检测依据，其质量直接决定甲烷浓度读数的准确性，条纹模糊、偏移或不稳定将导致检测结果失真。

2.2 检测对象

测定器的光学系统，包括光源、反射镜、棱镜、气室、目镜等核心光学组件的协同工作状态。

2.3 检测设备与环境

￮ 检测设备

￮ 标准甲烷校准气样（浓度已知，如0.5%CH₄、1.0%CH₄）

￮ 气样减压阀及连接管：用于向测定器气室通入校准气样

1. 遮光罩（可选）：用于减弱环境光干扰，便于观察条纹

2. 检测环境

3. 环境温度：20℃±5℃

1. 相对湿度：≤80%

2. 无强光直射、无振动、无气流干扰的实验室环境

2.4 检测步骤与要求

￮ 空载条纹检查（通大气状态）

￮ 接通测定器光源，调节目镜焦距，使视野清晰

￮ 观察干涉条纹的形态：条纹应呈清晰的明暗相间直线，无弯曲、模糊、重影现象

1. 调节调零旋钮，将干涉条纹的基准线（如黑色条纹中心线）对准刻度盘的零刻度线，条纹位置应稳定，无漂移、抖动

2. 载气条纹检查（通校准气样状态）

3. 将测定器气室与标准甲烷校准气样连接，缓慢通入气样，排出气室内的空气

1. 待气样稳定后，观察干涉条纹的移动：条纹应平稳移动至对应浓度刻度位置，无卡顿、跳跃现象

2. 条纹清晰度：通气过程中，条纹应保持清晰，无因气室压力变化导致的模糊或消失

￮ 条纹稳定性检查

￮ 通大气或校准气样状态下，持续观察10min，条纹位置漂移量不得超过0.02%CH₄ 对应的刻度间距

￮ 轻微振动测定器外壳（模拟井下轻击），条纹应能快速恢复稳定，无性偏移

2.5 合格判定规则

1. 空载状态下，条纹清晰、无重影，基准线可准确对准零刻度线，判定空载条纹合格

2. 载气状态下，条纹移动平稳、无卡顿，清晰度满足读数要求，判定载气条纹合格

3. 稳定性检查中，条纹漂移量≤0.02%CH₄，振动后可快速恢复稳定，判定条纹稳定性合格

4. 任意一项不满足要求，需调整光学组件（如重新定位反射镜、清洁气室）后复检；复检仍不合格则判定光学系统故障

3  基本误差测定

3.1 检测目的

测定光干涉式甲烷测定器在规定浓度范围内的测量基本误差，验证其检测结果的准确性。基本误差是测定器的核心计量性能指标，直接反映设备是否符合煤矿瓦斯检测的精度要求，是设备能否投入使用的关键判定依据。

3.2 检测对象

测定器整机的测量精度，涵盖光学系统、气路系统及读数装置的综合性能。

3.3 检测设备与条件

1. 核心设备

2. 标准甲烷校准气样：需覆盖测定器的全量程，至少选取3个浓度点（如零点、量程中点、Zui大量程点），推荐浓度如下：

￮ 低浓度测定器（0~10%CH₄）：0%CH₄（大气）、1.0%CH₄、5.0%CH₄、10.0%CH₄

￮ 高浓度测定器（0~CH₄）：0%CH₄（大气）、10.0%CH₄、50.0%CH₄、100.0%CH₄

￮ 气样校准装置：精度等级≥0.1级，确保标准气样浓度的准确性

1. 秒表：精度≥0.1s，用于控制气样稳定时间

2. 检测条件

3. 环境温度：20℃±2℃

4. 相对湿度：≤75%

1. 大气压力：86~106kPa

2. 测定器需在标准环境下放置≥2h，确保设备温度与环境温度一致

3.4 检测步骤

￮ 设备预热与调零

￮ 接通测定器光源，预热10min，确保光学系统稳定

￮ 向气室通入干燥大气，调节调零旋钮，将干涉条纹基准线对准零刻度线，记录零点读数

1. 校准气样测定

2. 依次将不同浓度的标准甲烷校准气样接入气室，缓慢通气，排出气室内原有气体

3. 待气样稳定后（通气时间≥1min），读取测定器的示值浓度（重复读取3次，取平均值）

1. 每个浓度点测试完成后，需通入大气清洗气室≥1min，再进行下一个浓度点的测试

2. 全量程测试需按从低浓度到高浓度的顺序进行，避免高浓度气样残留影响低浓度测试结果

￮ 基本误差计算

￮ 基本误差公式：ΔC = C₁ - C₀

￮ ΔC：基本误差（%CH₄）

1. C₁：测定器示值浓度平均值（%CH₄）

2. C₀：标准气样的实际浓度（%CH₄）

3.5 评定标准

3. 核心指标要求

测定器的基本误差需满足下表规定，不同量程测定器的误差限值不同：

4. 合格判定规则

1. 所有测试浓度点的基本误差均满足上表限值要求，判定基本误差测定合格

2. 若有1个浓度点的误差超标，需重新预热设备并更换标准气样复检；复检仍超标则判定测定器计量性能不合格

￮ 零点漂移量（预热前后零点读数差）不得超过0.02%CH₄，否则需重新调零并测试

通用检测质量控制要求

￮ 环境控制

￮ 外观检查和干涉条纹检查可在一般实验室环境进行，但需避免灰尘、强光和振动；基本误差测定必须在标准温湿度、压力环境下进行

￮ 气路系统测试时，需使用干燥、清洁的气体，避免水分、油污进入气室污染光学组件

1. 设备校准

2. 标准甲烷校准气样需有计量检定证书，在有效期内使用；气样校准装置需定期校准，校准周期不超过12个月

3. 测定器的光学组件和读数装置需定期进行专业校准，确保设备性能稳定

1. 人员资质

2. 检测人员需熟悉光干涉式甲烷测定器的工作原理和操作流程，具备煤矿安全仪器检测资质

3. 基本误差测定操作人员需持计量检定员证，严格按照标准步骤进行测试和数据计算

2. 记录与报告

￮ 检测记录需包含测定器型号、出厂编号、校准气样浓度、试验环境、各项目实测数据及现象描述

￮ 检测报告需明确判定结果（合格/不合格），对不合格项目需注明缺陷类型和处理建议

￮ 关键安全底线

3. 三项检测项目均为煤矿安全标志准入和设备使用的强制性项目，全部合格方可入井使用

1. 基本误差测定为否决项，误差超标设备严禁用于瓦斯检测，需维修校准后重新检验