检定光干涉式甲烷测定器标准装置计量标准技术报告

JZG-1型光干涉甲烷测定器检定装置

4．呼吸软管的气密性
5．全面罩的气密性（需与我厂生产的AJ6A人头相配套使用）
十、光干涉甲烷测定器检定装置使用注意事项：
1、在校验仪长期不用或打包运输时拧开放水口螺盖将仪器内的水放尽后再拧紧。
2、校验呼吸器正压气密时，应注意避免使水柱液面上升或下降幅度过大，以免
八、光干涉甲烷测定器检定装置使用方法：
1、校验呼吸器各项参数前，应首准备好仪器，使其能正常工作。取下校验仪箱盖。打开注水口处
的螺盖，由压力计上端的注水口注入一定量的水将校验仪内的污水排净后，拧紧螺盖，继续注入水的同
时观察水柱计液面高度是否达到零位，尽量使压力计内水位最低面同零位线平齐。另外可以调节面板上
十二、运输与存放
1、运输
a、仪器运输时，要求装在放有减震垫的包装箱内。在箱内要垂直放置（提手在上）；
b、运输时，仪器不能倒放，并保证不受机械损伤。
2、存放
a、仪器存放的环境温度应在5°C----40°C内，相对湿度应在30%----80%内，与可燃物，腐蚀性
型粉尘采样器检定装置、JY-1型正压氧气呼吸器校验仪、JYB-1型氧气呼吸器校验仪、JZC-1型催化燃
烧甲烷测定器检定配套装置、JZG-1型光干涉甲烷测定器检定装置、MK-6C便携式井下甲烷传感器校验
仪、ＷＭ系列快速水分测定仪、发爆器参数测试仪、粉尘仪表检测装置、甲烷报警矿灯标校装置、矿
用气体传感器检定装置、气体检测仪检定配套装置、数字式光瓦校验装置、水柱式光瓦校验装置、氧
时将“气泵接口”管取下并关掉电源开关，同时打开氧气瓶阀门。当水柱计液面上升到一定位置不再上
升时，此时水柱计的压力值就是排气阀的排气压力值。关闭气路开关及氧气瓶阀门。

光干涉式甲烷测定器

光干涉式甲烷测定器本测定器可以快速准确地测定煤矿井下环境中的甲烷及二氧化碳等有害气体浓度，及时预警保证安全。

一、仪器工作原理我公司的甲烷测定器主要依据日本理研18型瓦斯检定器的工作原理进行设计，其工作原理如下。

1．光干涉原理：如果在一静止水面上投下一颗石子，水面就会以石子入水点为中心产生一圈圈的圆形水波，水波波纹由波峰和波谷（正弦波）组成，从中心点向四周扩散。

光的传播同于水波，只是光波的波峰波谷肉眼看不见。

起伏的光波形态见图1所示，向上凸起的部分叫波峰，向下凹入的部分叫波谷。

波峰与波峰之间的距离叫波长。

如果在一静止水面上投下两颗石子，水面就会以石子入水点为中心产生一圈圈的圆形水波，当两列水波达到交迭区后，就会产生干涉而形成部分水面起伏更大部分水面起伏更低;--;波峰与波峰相遇形成更高的波峰，波谷与波谷相遇形成更低的波谷。

这种现象就为水波的干涉。

两列以上的光波相遇也会产生水波形的干涉现象，此即为光的干涉原理，即：我们可以用一个光源所发出的光波经过平面境，由于镜子的反射和折射而产生两列光波，当它们再相遇时就会产生干涉现象。

光波相消干涉时亮度降低，光波相长干涉时亮度提亮。

某一物质的折射率=光在真空中传播的速度÷光在此种物质中传播的速度。

光程=光线所通过的路程×光所通过的物质的折射率。

因此，如果两列光波通过的路程长短不同或是通过的物质不同或是通过的物质、路程都不同，则光程可能不同。

两列光波光程长短的差别叫做光程差。

两列光波有了光程差，这就是产生光波干涉的原。

当两列光波的光程差=（n＋1/2）λ时光波形成相消干涉，产生暗条纹。

当两列光波的光程差=nλ时光波形成相长干涉，产生亮条纹。

式中n为整数，λ为波长如果使用的是白色光源，因白色是各种单色光的混合光，而各种单色光具有不同的波长，在一定的路程内，各色光的程差不同，所以产生的干涉就形成了彩色条纹2．技术参数使用环境条件温度: -10°C ~ 40°C/湿度:≤98%（25°C时）/压力: 80 ~ 110 KPa 电源DC1.5V（1号干电池1节）防爆型式矿用本质安全型ExibⅠ额定工作电流380 mA（光源为白炽灯时）/40 mA（光源为LED时）开路电压DC1.75V最大短路电动流6A仪器测量范围0 ~ 10 %CH4仪器测量精度0~1%时≤±0.05%/1~4%时≤±0.10%/4~7%时≤±0.20%/7~10%时 ≤±0.30%整机质量≤1.4Kg外形尺寸（mm）220×110×65。

光干涉甲烷测定器

光干涉甲烷测定器一、概述厂家：湖南煤矿安全装备有限公司A)本仪器应用光干涉原理，CJG10型和CJG10B型两种，其型号的组成及代表意义如下：C ——测定器J ——甲烷G ——光干涉原理10 ——测量范围（0——10%CH4）B——设计序号B)使用环境条件环境温度：0——+40℃相对湿度：≤98% 大气压力：97——116KPaC)仪器的防爆型式ExibI二、仪器的主要技术参数A)测量范围：0——10%CH41、目镜分划板最小分划值：0.5%CH42、测微刻度盘分划范围：0——1%CH43、测微刻度盘最小分划值：0.02%CH4B)基本误差1、0——1%CH4 允许误差：±0.05%CH42、＞1——4%CH4 允许误差：±0.1%CH43、＞4——7%CH4 允许误差：±0.2%CH44、＞7——10%CH4 允许误差：±0.3%CH4C)仪器的尺寸、重量外形尺寸：225×135×70（㎜）重量：＜1.8㎏D)电源CJG10型1节R20锌锰电池，灯泡电压：1.35VCJG10B型2节R20锌锰电池串联使用，灯泡电压：2.5V1、如何用光学瓦斯检定器测定瓦斯？1)在进气口中安装二氧化碳吸收管将二氧化碳吸收掉；2)对零，在待测地点附近的进风巷道中捏放吸气球数次，吸入新鲜空气清洗瓦斯室;旋转微调螺旋使微读数盘的零位刻度和指标线重合；调主调螺旋,选定一条黑基线与分划板的零位相重合；3)测定，在测定地点距巷道顶板200--300mm捏放气球5—10次，按下光源电门由目镜中读出黑基线位移后靠近的整数数值，转动微调螺旋使黑基线退到和该整数刻度相重合，从微读数盘上读出小数位，目镜中的整数位读数与微读数盘上的小数位值之和既为测点的瓦斯浓度。

2、如何用光学瓦斯检定器测定二氧化碳？距底板300mm，捏放气球5—10次，先测出瓦斯浓度，然后取下二氧化碳吸收管测定出混合气体浓度，两者相减即为二氧化碳浓度，当测定精确时，需将测得的二氧化碳浓度乘以校正系数0.95。

光干涉甲烷测定器

G：光学原理； XX：最大测值范围
光干涉甲烷测定器技术参数
产品名称：光干涉式甲烷测定器产品型号：CJG10/CJG100型光干涉式甲烷测定器主要技术指标：型号：GQJ-1B、CJG100 测量范围：(0～10)%、（0～100）% 基本误差：±0.3%、±3% 分化板分辨率：0.5%、5% 刻度盘量程：（0～1）%、（0～10）% 刻度盘分辨率：0.02%、0.2% 灯泡电压/电流：2.5V/0.3A 防爆型式：ExibⅠ 电池形式：2×R20锌锰电池外形尺寸：225×135×70 mm
图片示例介绍光干涉甲烷测定器应用光干涉原理可迅速准确地测定存在易燃易爆可燃性气体混合物的环境空气中的甲烷二氧化碳等气体浓度测量准确视场清晰调校使用方便
光干涉甲烷测定器
山东中煤
Content
01 02 03
光干涉甲烷测定器产品介绍
光干涉甲烷测定器型号意义
光干涉甲烷测定器技术参数
光干涉甲烷测定器产品介绍
光干涉甲烷测定器应用光干涉原理，可迅速准确地测定存在易燃易爆可燃性气体混合物的环境空气中的甲烷、二氧化碳等气体浓度，测量准确，视场清晰，调校、使用方便。光干涉式甲烷测定器应用光干涉原理，测量空气中甲烷浓度的仪器。又叫光瓦。Zmjt055
ห้องสมุดไป่ตู้
光干涉甲烷测定器型号意义
CJGXX C：测定器； J：甲烷；
重量：1.8 kg
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(光瓦)计量标准技术报告

X =
1 n ∑ X i = 1.007 n i =1
∑ x 2 = 1.176 × 10 4
实验标准差为：
n
S ( x) =
∑(X
i =1
i
x) 2 = 0.005 ％CH4
n 1
(4)
标准不确定度： u ( X d ) = S ( X ) =
S(X ) n
≈ 0.002 ％CH4
(5) （6）
计量基准器具
直接比较
直接比较
计量标准器具
0~600Pa MPE：:±8Pa ±0.015%CH4
光干涉式甲烷测定器检定装置 0~2400Pa 0~4000Pa ±16Pa ±32Pa ±0.030%CH4 ±0.060% CH4
0~7000Pa ±48Pa ±0.090%CH4
气压法
九、计量标准的测量不确定度验证--------------------------------------------- ( 9 ) 十、结论-----------------------------------------------------------------------------十一、附加说明--------------------------------------------------------------------(10) (10)
次数时间 06 年5 月 06 年6 月 06 年7 月 06 年8 月 3.00 3.04 3.00 3.00 1 3.00 3.04 3.00 3.00 2 3.00 3.04 3.00 3.00 3 4 3.00 3.04 3.00 3.00 3.00 3.04 3.00 3.00 5 6 3.00 3.04 3.00 3.00

JZG-1光干涉甲烷测定器检定装置使用说明书(精)

产品使用说明书JZG-Ⅰ型光干涉甲烷测定器检定装置目次1、概述1. 1 产品特点 (1)1．2 主要用途及适用范围 (1)1．3 型号意义 (1)1．4 使用环境条件 (1)1．5 工作条件 (1)2、原理与结构 (1)2．1原理 (1)2．2单管液体压力计结构 (2)2．3内标式压力管安装 (3)3、主要技术性能 (4)4、调试 (4)5、使用 (5)6、故障分析与排除 (5)6.1进水 (5)6.2加压或调零时检定装置示值反映不正常 (5)6.3微压计转动不灵且响声大 (5)6.4漏水 (6)6.4漏气 (6)7、维护及注意事项 (6)8、相关产品 (7)9、成套性 (7)10、附录 (7)附录1:纯水在标准大气压下的密度值表（ρ表） (7)附录2: 中国主要城市重力加速度表(g表) (9)1 概述1.1 产品特点JZG—Ⅰ型光干涉甲烷测定器检定装置结构简单，操作方便、性能稳定。

1.2 主要用途及适用范围JZG—Ⅰ型光干涉甲烷测定器检定装置用于检定、校准光干涉式甲烷测定器，可供煤矿安全仪表计量站（室）及相关计量检测机构等单位使用。

1.3 型号意义JZG —Ⅰ①②① JZ:代表检定装置G:代表光干涉甲烷测定器②Ⅰ:代表设计序列1.4 使用环境条件温度：15～35℃相对湿度：＜95%RH大气压力：86～106kPa1.5 工作条件该装置应放在平整且无振动影响的工作台上。

2原理与结构2.1 原理整个装置由单管液压力计、补偿微压计、压调节器、五通、过滤器、截止阀、连接胶管组成，装置工作原理图如图1所示。

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，补偿微压用于1.0%和3.0%两点基本误差检定。

甲烷测定器检定仪装置

SZGJ直读式双量程光干涉甲烷测定器检定仪装置用传感器检测光干涉甲烷测定器测量室的压力和检定环境温度，将测量步骤和运算方法（X=P/1.7665（273+t））编为程序软件,经微电脑运算处理**由显示器直接显示出各检定点对应压力、温度的甲烷浓度。

SZGJ直读式双量程cm02光干涉甲烷测定器检定仪装置主要特
点：
1、双传感器配置，检定范围覆盖（0~10）%CH4和
（0~100）% CH4；
2、采用大屏幕液晶显示器，可同时显示温度、压力和甲烷浓度；
3、温度、压力自动测量，数据自动处理；
4、工作界面设计开放，操作方便；
5、可选随机配套计量检定软件，按照规程编制，检定记录和证书自动生成；
SZGJ直读式双量程光干涉甲烷测定器检定仪装置主要技术指标：
甲烷浓度范围：0~10% CH4 0~** CH4允许误差：±0.016% CH4 ±0.12% CH4
2、压力测量范围：0~8KPa 0~60KPa允许误差：±
0.05%RD＋0.05% F.S
3、温度测量范围：0~50℃，分辨率：0.1境温度：
5~40℃相对湿度：≤85%
5、电132**5547*0231源电压：AC220±10% 50Hz±20%。

CJG10光干涉式甲烷测定器

CJG10光干涉式甲烷测定器介绍CJG10光干涉式甲烷测定器是一款基于干涉测量原理的仪器，主要用于甲烷浓度的测量。

它可以快速、精准地检测空气中甲烷的浓度，适用于煤矿、油田、化工厂等工业领域的安全检测、生产控制和环保监测。

原理CJG10光干涉式甲烷测定器通过光的干涉现象，确定反射镜B与放射镜A之间的距离变化，进而计算出样品中甲烷的浓度。

具体地，该仪器是由一对反射镜和两个单色光源组成的。

一个光源发出的光线被分成两束，一束通过反射镜B后到达放射镜A，另一束直接到达放射镜A，这两束光线再从放射镜A反射回反射镜B，最终在光学检测器上形成干涉图形。

当反射镜B与放射镜A之间的距离发生变化时，干涉图形就会发生移动。

这个移动量与甲烷浓度呈正比，通过比对标准曲线可以计算出样品的甲烷浓度。

特点CJG10光干涉式甲烷测定器具有以下特点：1.灵敏度高：可以检测到非常低浓度的甲烷，最低测量浓度可达PPB级；2.精度高：测量结果误差极小，可以满足工业领域高精度的甲烷浓度检测要求；3.快速响应：在极短的时间内就可以输出测量结果，可以满足应急情况下的实时监测需求；4.易于使用：仪器操作简单、便捷，可以实现快速、准确的甲烷浓度测量。

应用场景CJG10光干涉式甲烷测定器主要适用于以下场景：1.煤矿安全监测：煤矿中常常存在着甲烷爆炸的危险，使用该仪器可以对煤矿中的甲烷浓度进行实时监测，提高安全性能；2.油田控制：在油田生产中，甲烷的浓度是一个重要的监测指标，使用该仪器可以准确地掌握生产状态，确保生产安全；3.化工厂环保监测：在化工生产中，甲烷是一种对环境有害的气体，使用该仪器可以定期对厂区进行甲烷浓度监测，达到环保监管的要求。

结论CJG10光干涉式甲烷测定器是一款性能优良、应用广泛的甲烷浓度检测仪器。

它通过精准的干涉测量原理，可以快速、准确地检测出空气中的甲烷浓度，为工业领域的安全控制、生产监管和环保检测提供了高精度、高效率的技术支持。

甲烷二氧化碳空气中氧含量检测方法光干涉式甲烷测定器分析法

甲烷二氧化碳空气中氧含量检测方法光干涉式甲烷测定器分析法光干涉式甲烷测定器是一种常用的气体检测方法，可以用于检测甲烷、二氧化碳和空气中氧含量。

该方法基于光干涉原理，利用气体对入射光的折射率的影响来实现气体成分的测量。

光干涉式甲烷测定器的原理是利用两束光的干涉现象来测量气体的折射率。

设光源发出的光经一束样品气体后再经一束参比气体，两束光在接收器上干涉形成干涉条纹。

当两束光通过不同浓度的气体后，其光程差发生变化，导致干涉条纹的移动。

根据干涉条纹的移动情况，可以计算出样品气体中甲烷、二氧化碳和氧含量的浓度。

具体实现光干涉式甲烷测定器的主要组件包括光源、光谱仪、样品气体池和接收器。

光源通过光束分束器将光分成两束，一束通过样品气体池，另一束通过参比气体池。

两束光再通过光谱仪进行分析，得到干涉条纹的移动情况。

接收器接收干涉条纹的信号，并将信号转换成浓度值。

在使用光干涉式甲烷测定器进行甲烷、二氧化碳和氧含量检测时，需要先对仪器进行校准。

校准一般利用标准气体进行，将标准气体的浓度与光干涉式甲烷测定器的输出信号进行对比，建立浓度与信号之间的关系。

校准完成后，可以进行样品气体的浓度检测。

光干涉式甲烷测定器的优点是测量灵敏度高、稳定性好、测量范围广，可以实时在线检测气体成分。

与传统的色谱分析等方法相比，光干涉式甲烷测定器无需样品预处理，操作简单，适用于各种气体环境的甲烷、二氧化碳和氧含量检测。

然而，光干涉式甲烷测定器也存在一些不足之处。

首先是仪器本身价格较高，需要专业人员进行操作和维护。

其次，光源的稳定性和光谱仪的精度对结果影响较大，需要定期进行校准和维护。

最后，光干涉式甲烷测定器对环境温度和湿度的要求较高，需要在恒温恒湿的条件下进行操作。

综上所述，光干涉式甲烷测定器是一种常用的气体检测方法，适用于甲烷、二氧化碳和空气中氧含量的检测。

该方法基于光干涉原理，具有测量灵敏度高、稳定性好的特点，但也存在仪器价格较高、对环境条件较为敏感等问题。

光干涉式甲烷测定器的检定原理及维护应用技术分析

：．
】．７６６５（２７３＋
式（１）中：为对应压力Ｐ的甲烷的体积分数，％ｃＩ－ｈ；Ｐ为在环境温度为ｔ时，对应测定器甲烷的体积分数ｘ％ＣＨ点的压力值，Ｐａ；ｔ为环境温度，℃。检定测定器时，采用标准压力计测量施加于测定器甲烷室的压力，由式（１）换算出对应的标准甲烷的体积分数与被检测测定器的示值进行比较。２维护应用技术分析光干涉式甲烷测定器是由光、电和气路三个系统组成的技术性较强的测量仪器。对于仪器的维护而言，与故障的发现和排除具有一定的因果关系，从而科学、有效和快速地作出判断。具体应用技术分析如下。２．１光路的维护分析第一步，光学组件的清理。测定器的各个光学组件用酒精棉球擦洗干净，目镜组要拆卸后才能清理干净。如果目镜组内有气泡、擦痕、胶痕或灰尘等，则会造成光谱不清晰，需要更换组件或彻底清洗。第二步，光条纹的处理。将各光学组件稳固后，如果目镜组无光或光不清晰，则要找光或校正光条纹。 ‘ 先将气室组卸掉，以便于找光，再将灯丝位置平行于聚光孔，使发出的光通过聚光镜投射到平面镜和折光棱镜上。此时，用一张与折光棱镜同样大小的洁白硬纸条放在折光棱镜上，使光束正对折光棱镜的中央偏右位置，或调整灯泡使光束的中界点在折光棱镜的竖向的中心位置，并定格在折光棱镜右边约１／３处，紧固灯泡座后螺栓，将白纸放在目镜组视场处。光通过平面镜、折光棱镜、平面镜、反光棱镜和物镜后，射到目镜组视场中央。取走白纸后，如果光线左偏或右偏，则可拨动反光棱镜调整；如果光线上偏或下偏，则可

光干涉甲烷测定器检定仪的测量不确定度评定

光干涉甲烷测定器检定仪的测量不确定度评定作者：周莹郑舒月耿芸仙周韬李周来源：《现代信息科技》2020年第15期摘要：测量不确定度是校准证书中必须给出的表述。

光干涉甲烷测定器检定仪是用来检定、校准光干涉甲烷测定器的标准器，在煤矿安全仪表计量站及相关计量检测机构被广泛使用。

文章通过对JZG-Ⅰ型光干涉甲烷测定器检定仪的测量，分析了其示值误差测量结果的不确定度来源，对其示值誤差测量结果的不确定度进行评定。

对测量不确定度的评定过程可供相关计量技术人员参考。

关键词：测量不确定度;示值误差;光干涉甲烷测定器检定仪中图分类号：TH744.3;TH83 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）15-0052-03Abstract：Measurement uncertainty is a statement that must be given in the calibration certificate. Photo-interferometric methane tester is used in verification and calibration of Photo-interferometric methane detector，it is widely used in coal mine safety instrument measuring station and related measuring and testing institutions. In this paper，the measurement of JZG-Ⅰ photo-interferometric methane detector is carried out. The source of uncertainty of the error measurement result of the photometric interferometer methane detector is analyzed. The uncertainty of the error measurement result of the photo-interferometric methane tester is evaluated. The evaluation process of measurement uncertainty can be used for reference by relevant measurement technicians.Keywords：uncertainty of measurement;indication error;photo-interferometric methane tester0 引言甲烷浓度是煤矿安全生产的重要因素，光干涉式甲烷测定器是一种测定甲烷含量的仪器。

光干涉甲烷测定器校验方法(教案)

光干涉甲烷测定器校验方法教案章节：一、甲烷测定器的原理1.1 介绍光干涉甲烷测定器的原理1.2 解释光干涉的原理及其在甲烷测定中的应用1.3 讲解甲烷测定器的工作原理及测量过程二、甲烷测定器的结构与组成2.1 介绍甲烷测定器的整体结构2.2 详细讲解甲烷测定器各个部分的名称、功能及作用2.3 说明甲烷测定器的主要组件及其相互关系三、甲烷测定器的校验方法3.1 介绍甲烷测定器的校验方法及步骤3.2 讲解校验过程中所需的仪器设备及使用方法3.3 详细阐述校验过程中的注意事项及可能出现的问题和解决方法四、甲烷测定器的操作与维护4.1 讲解甲烷测定器的操作步骤及注意事项4.2 说明甲烷测定器的日常维护方法及保养知识4.3 分析甲烷测定器操作过程中可能出现的故障及解决办法五、甲烷测定器的应用案例5.1 介绍甲烷测定器在实际应用中的案例分析5.2 分析案例中甲烷测定器的使用效果及实际意义六、光干涉甲烷测定器的技术参数6.1 列举光干涉甲烷测定器的主要技术参数，如测量范围、精度、分辨率、响应时间等。

6.2 解释这些技术参数对甲烷测定结果的影响。

6.3 指导如何根据实际需求选择合适的甲烷测定器。

七、校验过程中的数据处理与分析7.1 讲解在校验过程中如何进行数据采集、处理和分析。

7.2 介绍常用的数据处理方法，如最小二乘法、线性回归等。

7.3 阐述如何根据校验数据评估甲烷测定器的性能。

八、光干涉甲烷测定器的故障诊断与维修8.1 分析可能导致光干涉甲烷测定器故障的原因。

8.2 介绍故障诊断的方法，如观察法、仪器测试法等。

8.3 讲解故障维修的一般步骤，包括故障定位、零部件更换和调试等。

九、光干涉甲烷测定器的使用与安全注意事项9.1 重申在使用光干涉甲烷测定器时的基本操作步骤和注意事项。

9.2 强调安全操作的重要性，讲解可能的安全风险及预防措施。

9.3 介绍在特殊环境（如高温、高压、腐蚀性气体）下使用甲烷测定器的特殊要求。

光干涉式甲烷测定器检定装置测量不确定度评定

光干涉式甲烷测定器检定装置测量不确定度评定杨　诚1,孟小红1,刘玉霞2(11煤炭科学研究总院重庆分院,重庆　400037;21重庆市工业学校,重庆　400043)摘　要:根据JJ F1059-1999版《测量不确定度评定与表示》规范,介绍了光干涉式甲烷测定器检定装置测量不确定度的评定与表示方法。

关键词:甲烷测定器;检定装置;测量不确定度中图分类号:TH74415 文献标识码:B 文章编号:0253-2336(2004)04-0067-02 Evaluation on measurement uncertainty of detector device for lightinterference methane measuring meterY ANG Cheng1,ME NG X iao2hong1,LI U Y u2xia2(11Chongqing Branch,China Coal Research Institute,Chongqing　400037,China;21Chongqing School o f Industry,Chongqing　400043,China)1　概述测量不确定度是一个估计值,用它来表征测量真值所处的量值范围。

一切测量结果都不可避免地具有不确定度,所有测量不确定度是与测量结果相联系的一个参数,并用它来表征合理地赋予测量值的分散性。

计量标准测量不确定度的评定,是对计量标准测量结果正确性的可疑程度的评价,是判断其是否符合国家测量值传递要求的一项必不可少的工作。

随着JJ F1059-1999版《测量不确定度评定与表示》的正式实施,测量不确定度评定与表示发生了很大的变化,评定与表示方法比较深奥繁杂,尤其是煤矿井下大量使用的光干涉式甲烷测定器检定装置,对于其评定与表示,各级地方矿山安全仪器计量站的计量人员较难理解,给工作带来影响。

本文就光干涉式甲烷测定器检定装置测量不确定度的评定与表示方法进行讨论。

光干涉式甲烷测定器检定规程

光干涉式甲烷测定器检定规程1 范围本规程适用于光干涉式甲烷测定器（以下简称测定器）的首次检定、后续检定和使用中检验。

2 引用文献JJF1001—1998《通用计量名词术语及定义》JJF1059—1999《测定不确定度评定与表示》MT28—1994《光干涉式甲烷测定器》MT424—1995《光干涉式甲烷测定器校准仪通用技术条件》3 概述光干涉式甲烷测定器，是通过测量气体折射率的变化对气体成分进行定量分析的携带式仪器，测量范围主要有（0~10）%CH4和（0~100）%CH4两种。

（0~10）%CH4测定器用于测量煤矿井下空气中甲烷的体积分数低于10%CH4的场所。

（0~100）%CH4测定器用于测量煤矿井下空气中甲烷的体积分数高于10%CH4的场所。

测定器主要由电路、光路、气路等系统组成。

测定器内部的光路系统如图1所示。

由光源发出的光，经聚光镜和狭缝到达平面镜，并经其反射与折射形成两束平行光，分别通过空气室和甲烷室，在经折射棱镜折射后，两束光在O点及O点附近经平面镜折射与反射，一同进入反射棱镜，再反射入望远镜系统，在物镜的焦平面上产生干涉条纹。

图1 测定器内部光路系统图1—光源；2—聚光镜；3—狭缝；4—平面镜；5—折射棱镜；6—反射棱镜；7—物镜；8—调微组；9—目镜组测定器的检定采用压力法。

根据测定器的工作原理，被测环境中没有甲烷气体时，测定器的甲烷室与空气室均冲入的是空气，折射率和光程相同，测定器中的干涉条纹不产生移动。

当被测环境有甲烷气体时，由于甲烷室的气体成分变化，折射率发生改变，甲烷室的光程也随之变化，干涉条纹便发生移动。

干涉条纹的移动量与甲烷体积分数成比例。

测量这个移动量，便可测量出空气中的甲烷体积分数。

当甲烷室与空气室同样充入的是空气，改变甲烷室的压力时，甲烷室的气体折射率和光程同样要发生变化，干涉条纹也要移动。

干涉条纹的移动量与施加于甲烷室的压力成比例。

在一定的温度条件下，引起相同干涉条纹移动量的甲烷体积分数和压力的对应关系式为：pχ= ———————1.7665（273+t）式中：х—对应压力p的甲烷体积分数，%CH4；p —在环境温度t时，对应测定器甲烷体积分数х%CH4点的压力值，Pa；t —环境温度，ºC；检定测定器时，用标准压力计测量施加于测定器甲烷室的压力，由上式换算出对应的标准甲烷体积分数与被检测定器示值进行比较。

光干涉甲烷测定器示值误差不确定度评定

收稿日期:2022 05 18作者简介:崔磊军(1982-),男,山西长子人,工程师,从事计量检定安全管理工作㊂doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2022.08.023光干涉甲烷测定器示值误差不确定度评定崔磊军,范林庆,侯连英,申旭飞(山西潞安检测检验中心有限责任公司,山西长治㊀046200)摘㊀要:介绍了光干涉甲烷测定器的特点,阐述了示值误差和不确定度的概念㊂依据国家计量检定规程JJG677-2006‘光干涉式甲烷测定器“,通过实例给出了光干涉甲烷测定器示值误差不确定度的评定程序和方法㊂关键词:甲烷测定器;光干涉式;示值误差;合成标准不确定度;扩展标准不确定度中图分类号:TD712.55㊀㊀㊀文献标识码:B㊀㊀㊀文章编号:1005 2798(2022)08 0078 031㊀光干涉甲烷测定器简介光干涉甲烷测定器是通过测量气体折射率的变化对气体成分进行定量分析的携带式仪器,测量范围主要有(0~10)%CH 4和(0~100)%CH 4两种㊂光干涉甲烷测定器是我国煤矿安全监测普遍使用的安全仪器,主要用于测量煤矿井下甲烷和二氧化碳等有害气体浓度,该仪器具有结构简单㊁体积小㊁重量轻㊁使用携带方便,测值迅速准确,坚固耐用等特点㊂2㊀示值误差的表示及测量不确定度的概念和分析2.1㊀示值误差示值误差是指作测量仪器的示值与真值之差㊂一般情况下,真值是无法获得的,通过把上一级的检定或校准值作为真值使用㊂被上一级计量标准赋予的值作为标准值也就是真值使用,则示值误差可以表示为:示值误差=示值-真值(上一级检定或校准的标准值)㊂2.2㊀测量不确定度及与示值误差的区别测量不确定度是表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数㊂测量不确定度来源于人们对客观事物认识的模糊性和对被测量概念认识的不明确,这些因素是客观存在的,但是利用目前的手段又无法去消除误差,只能够随着科技水平和测量水平的不断提高来减小这些客观因素㊂测量不确定度实质是真值在一个区间内的半宽度的大小,也就是说真值由于不可能真正测量得到,它只能落在一个区间内,而这个区间的半宽度就是测量不确定的大小㊂示值误差是在真值的基础上,根据测量数据得到,有正负,它是可以作为修正值来对测量的数据进行修正的,以便使得测量的数值更加接近于真值,但是由于系统误差和随机误差在实际中是无法消除的,所以测量值有误差是必然情况,而且测量数据只能在测量后得到,在测量前是无法得到的,也不能通过评定得到㊂测量不确定度具体来源于多方面,例如由于被测定的量描述不完整,比如测量一把尺子的长度,长度是被测的量,但在环境温度变化很大的情况下,尺子由于热胀冷缩的影响,其长度必然有很大的差异,测量的结果也有很大的分散性,因为在定义测量尺子长度时温度没有定义而造成的,如果测量时明确在多少温度下,则定义产生的不确定度就可以避免㊂被测得量不稳定在测量过程中是很常见的现象,既有外部环境如:压力㊁温度㊁湿度㊁电磁效应㊁噪声的影响,又有被测量本身如老化㊁衰减㊁失效的影响,这些因素都是随机效应造成的,也就是不确定度评定中被称为不确定度的A 类评定㊂测量程序和测量方法的不精确也是不确定度来源的一个重要方面,这种影响通常是技术科技手段无法达到造成的,难以根除,但是可以通过适当的条件和方法来减小㊂仪器读数的影响也是很重要的一个方面,数字式和模拟式仪器都存在分辨力和最小分度值,我们肉眼通常是要进行最后一位估读的,这样的估读并不是很精确的,所以读数的不准确是测量仪器和使用者带来的不确定度㊂上面基本对测量的误差和测量的不确定度进行了一定的解释,总结来说,测量的误差和测量的不确定度是由于定义和使用方法的不同,使得它们各自有自己的概念和表述㊂示值误差是过去比较常用的87一个概念也是容易理解的一个概念,而测量不确定度有些抽象㊂就概念本身来说,二者似乎没有什么关系,根据测量的结果,有时误差较大,但是测量不确定度很小,有时误差很小,但是测量不确定度很大,同时误差本身有一定的测量不确定度㊂但是两者之间从产生的原因来看几乎是一样的,都是由于定义㊁环境㊁人员操作㊁程序㊁计量器具等因素产生的综合,从这一点来说,任何的测量都要产生误差和测量不确定度㊂2.3㊀实验室条件下光干涉甲烷测定器示值误差的不确定度评定分析山西潞安检测检验中心有限责任公司通风室承担煤矿常用的光干涉甲烷测定器的检定和校准工作,由于校准需要给出被检仪器示值误差的不确定度,而不确定度的评定要根据各自实验室操作人员㊁设备㊁环境的不同情况而具体分析产生不确定度的来源,通过认真分析查找光干涉甲烷测定器实验室内的各种影响因素对光干涉甲烷测定器示值误差的影响因素,依据JJF1059-2012‘测量不确定度评定与表示“的评定要求和方法,在实验室环境温度23ħ;环境相对湿度45%rh下,采用型号为YGJ的数字压力式光干涉甲烷测定器检定仪作为计量标准器对测量范围分别为(0~10)%CH4和(0~100)% CH4的光干涉甲烷测定器进行校准㊂通过建立示值误差数学模型并分析示值误差的不确定度来源,计算光干涉式甲烷测定器示值误差的合成和扩展标准不确定度㊂评定出了光干涉式甲烷测定器的合成标准不确定和扩展标准不确定度㊂光干涉式甲烷测定器示值误差分析如下: 1)㊀被检定仪器的示值误差用绝对误差表示为:әx=x--x s式中:әx为被测仪器示值误差;x-为被测仪器示值的平均值;x s为标准器示值㊂2)㊀被校准光干涉甲烷测定器情况㊂①测量范围为(0~10)%CH4,分度值为0.02%CH4光干涉式甲烷测定器;②测量范围为(0~100)%CH4,分度值为0.2%CH4的光干涉式甲烷测定器㊂3)㊀示值误差不确定度分析见表1㊂表1㊀光干涉甲烷测定器示值误差不确定度分量汇总序号不确定度分量名称说明1测量重复性测量值由随机变化引入的不确定度(A类评定)2仪器显示分辨率仪器显示分辨率引入的不确定度(B类评定)3仪器检定装置仪器检定装置本身引入的不确定度(B类评定)标准不确定度的评定,测量重复性引起的标准不确定度采用A类法进行评定;被检仪器分辨率引起的标准不确定度㊁仪器检定装置本身引入的标准不确定度采用B类法进行评定㊂3㊀光干涉甲烷测定器示值误差校准及不确定度评定过程3.1㊀示值误差校准在实验室环境温度23ħ,环境相对湿度45%rh 下,对1台测量范围为(0~10)%CH4,分度值为0.02%CH4的光干涉式甲烷测定器,选择3.0%CH4点,在重复性条件下,连续测10次得到测量值: 3.02%CH4㊁3.04%CH4㊁3.00%CH4㊁3.02%CH4㊁3.02%CH4㊁3.04%%CH4㊁3.00%CH4㊁3.00%CH4㊁3.00%CH4㊁3.00%CH4.计算10组数据的平均值:x-=1nðn i=1x i=3.01%CH4单次标准差:s=ðn i=1(x i-x-)2n-1=0.016%CH4上述10次测量是为了计算并评定重复性引入的标准不确定度,以后直接引用即可㊂实际的测量过程可能只测量1次或者测量多次取平均值作为测量结果㊂如果实际测量中,测量值只测1次作为测量结果,则可以直接引用上述单次标准差s作为重复性引入的标准不确定度,如果测量值取多次测量的算术平均值作为测量结果,则重复性引入的标准不确定度为单次标准差s除以次数的算术平方根㊂本次试验,在重复性条件下连续测量3次,得到测量值3.00%CH4㊁3.02%CH4㊁3.01%CH4,即k=3,以其算术平均值x-=3.01%CH4作为测量结果,则其标准不确定度为:u(x1)=S/k=0.016%/3CH4=0.0092%CH4同上,对1台测量范围为(0~100)%CH4,分度值为0.2%CH4的高浓度光干涉式甲烷测定器,选择30%CH4点,在重复性条件下,连续测10次得到测量值:29.8%CH4㊁29.9%CH4㊁30.2%CH4㊁30.2% CH4㊁30.0%CH4㊁30.0%CH4㊁30.1%CH4㊁30.1% CH4㊁30.2%CH4㊁30.2%CH4.计算10组数据的平均值:x-=1nðn i=1x i=30.07%CH4单次标准差:97s=ðn i=1(x i-x-)2n-1=0.14%CH4本次试验,在重复性条件下连续测量3次,得到测量值:30.1%CH4㊁30.0%CH4㊁30.1%CH4,即k= 3,以其算术平均值x-=30.07%CH4作为测量结果,则其标准不确定度为:u(x1)1=S/k=0.14%/3CH4=0.08%CH4 3.2㊀不确定度评定过程由被检仪器显示分辨率(被检仪器的分辨率为分度值的1/2)引入的标准不确定度u(x2)的评定采用B类评定㊂测量范围为(0~10)%CH4的仪器分度值为0.02%CH4,取仪器分度值的1/2也就是分辨率为区间半宽,即a=0.01%CH4,按照均匀分布,由此引入的标准不确定度为:u(x2)=a k=0.01%3=0.0058%CH4测量范围为(0~100)%CH4的仪器分度值为0.2%CH4,取仪器分度值的1/2也就是分辨率为区间半宽,即a=0.1%CH4,按照均匀分布,由此引入的标准不确定度为:u(x2)2=a k=0.1%3=0.058%CH4输入量x s的标准不确定度u(x s)的评定:输入量x s的标准不确定度来源于标准器,可根据检定证书给出的准确度等级来评定,采用B类方法评定㊂根据证书(本实验室标准装置可以溯源到中国计量科学研究院)本标准装置最大允许误差得知,(0~ 10)%CH4的最大允许误差0.016%CH4,(0~100)% CH4的最大允许误差0.16%CH4,按均匀分布取k= 3,计算:在3%CH4点:u(x s)=a k=0.0163CH4=0.0092%CH4在30%CH4点:u(x s)s=a k=0.163CH4=0.0924%CH43.3㊀标准不确定度分析总结表测量范围为(0~10)%CH4示值误差的标准不确定分析总结,见表2.测量范围为(0~100)%CH4示值误差的标准不确定度分析总结,见表3.表2㊀测量范围为(0~10)%CH4示值误差的标准不确定分析总结序号不确定度来源标准不确定度符号u i值评定类别1测量重复性u(x1)0.0092A类2仪器分辨率误差u(x2)0.0058B类3标准仪器u(x s)0.0092B类表3㊀测量范围为(0~100)%CH4示值误差的标准不确定度分析总结序号不确定度来源标准不确定度符号u i值评定类别1测量重复性u(x1)10.08A类2仪器分辨率误差u(x2)20.058B类3标准仪器u(x s)s0.0924B类4㊀合成标准不确定度和扩展不确定的计算4.1㊀合成标准不确定度的计算假设上述各不确定来源均不相关或相关性忽略不计,则不确定度合成为:测量范围为(0~10%)CH4计算结果:u c(әx)=u(x1)2+u(x2)2+u(x s)2=0.014%CH4测量范围为(0~100%)CH4计算结果:u c(әx)=u(x1)21+u(x2)22+u(x s)2s=0.14%CH4在实际的计算中,由于测量重复性引入的不确定度远远大于仪器分辨率引入的不确定度,且测量重复性引入的不确定度和仪器分辨率引入的不确定度重复计算,故只取测量重复性引入计算㊂4.2㊀扩展不确定度U的计算取置信概率p=95%,包含因子取k=2.则:测量范围为(0~10)%CH4计算结果为:U=ku c=2ˑ0.014CH4=0.028%CH4测量范围为(0~100)%CH4计算结果为:U=ku c=2ˑ0.14CH4=0.28%CH45㊀结㊀语本文在对光干涉甲烷测定器㊁示值误差㊁不确定度等概念介绍的基础上,对本实验室测量范围分别为(0~10)%CH4和(0~100)%CH4的光干涉甲烷测定器分别选择在3.0%CH4点和30.0%CH4点进行校准,通过具体的实际操作和分析评定了光干涉甲烷测定器示值误差的不确定度,为同行业评定光干涉甲烷测定器示值误差的不确定度提供了参考和借鉴㊂[责任编辑:路㊀方]08。

光干涉甲烷测定器校验方法(教案)

光干涉甲烷测定器校验方法
一、环境条件检查，查看检定环境的温度和湿度是否符合要求。

二、查看被检仪器的型号名称、出厂编号填表。

三、仪器的外观与通电检查
外观完好、结构完整、附件齐全、连接可靠、外露的工作部件均能正常工作。

干涉条纹明亮清晰，没有影响读取示值的弯曲和倾斜。

条纹在全量程范围内移动时，没有急跳现象，并无色的变化。

转动测微手轮，干涉条纹的移动量与测微手轮的刻度相对应。

四、气密性能检查
将被测仪器的抽出嘴用堵头堵死，进气嘴与压力计胶管相连，确认补偿微压计在关闭状态，打开液体压力计，用压力调压计对测定器甲烷室气路系统施加7KPa（714mmH2O）压力，保持10min。

读取后5min的压力下降值，不超过10Pa判定为合格。

五、示值误差检定
1、首先用清洁空气吹洗气路，时间不少于30s。

2、将仪器对好零位，并用橡胶堵头把仪器出气嘴堵上,再用胶管将仪器进气嘴与带有气压源的液体压力计相连接。

3、查表得出各检定点需要加压的水柱高度并记录。

4、打开补偿微压计阀门，完成1%CH4，3%CH4检定点的检定。

关闭补偿微压计阀门，用水柱压力计完成6%CH4，9%CH4检定点的检定。

由低到高依次检定，每点检定三次，取三次算术平均值为测量值，用该测量值减去标准值的差作为该点基本误差。

光干涉甲烷测定器校验原始记录
附表：环境温度、检定点、水柱高度（mm）对照表
. . .。

PRS-2006光干涉式甲烷测定器检定装置

PRS-2006光干涉式甲烷测定器检定装置
佚名
【期刊名称】《中国计量》
【年(卷),期】2008()5
【摘要】本产品是根据国家检定规程要求设计制造。

符合JJG677—2006《光干涉式甲烷测定器》检定规程和MT28—2005《光干涉式甲烷测定器》煤炭行业标准的要求。

【总页数】5页(P123-127)
【关键词】甲烷测定器;光干涉式;检定装置;检定规程;设计制造;行业标准
【正文语种】中文
【中图分类】TD712.55;TM933.4
【相关文献】
1.用数字式光干涉甲烷测定器检定仪对光干涉式甲烷测定器检定装置进行检定的方法 [J], 张杰
2.利用VB实现光干涉式甲烷测定器检定装置性能优化 [J], 刘靖琪;张静;傅刚;吴华建;胡智芳
3.JZG-Ⅱ型数字式光干涉甲烷测定器检定装置的不确定度评定 [J], 吴华建
4.PRS-2006光干涉式甲烷测定器检定装置 [J],
5.PRS-2006光干涉式甲烷测定器检定装置 [J],
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