[发明专利]甲烷气体浓度的检测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及气体检测，具体属于一种甲烷气体浓度的检测方法及其装置。

背景技术

目前气体浓度检测主要采用光干涉、热传导和载体催化燃烧等方法，在矿井下使用最广泛、最普遍的瓦斯传感器也属于这些方法。

在瓦斯传感器中，光学干涉型瓦斯传感器或瓦斯检定器具有灵敏度高、测量速度快、测量范围宽等特点，但由于易受其它气体的干扰和环境因素的影响，这类传感器同样存在着检测误差大、稳定性不好的缺陷。同时任何能改变气体折射率的因素如气压的变化、温度的变化、水汽浓度的变化、其它气体成分的干扰都将严重影响到测量结果。

热传导式瓦斯传感器具有检测范围大、工作稳定性好、价格便宜等特点，但受检测原理的限制存在着检测精度差、温度漂移大、灵敏度低等缺点。

载体催化式传感器近年来得到了广泛的应用，已占据了煤矿瓦斯检测仪器的主导地位。但由于该类型传感器受催化物质的“中毒”、“激活”等固有缺陷影响，使得这类传感器存在着寿命短(一般为一年左右)、稳定性不好、需频繁调校(一般为每7-10天需调校一次)等不足；其调校工作又需要专业技术，现场调校后设备也很难达到出厂时的精度标准。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测方便，价格低廉，工作稳定性好，适用于不同检测环境甲烷气体浓度的检测方法及其装置。

本发明提供的一种甲烷气体浓度的检测方法，包括如下步骤：

(1)取被测气体V通过管道注入到装有KOH溶液的气体吸收装置，气体吸收装置被压流出的KOH液体体积记为V₁；V₁实际上就是CH₄和空气的体积；

(2)将上述流出的KOH重新注入气体吸收装置中；

(3)取相同的被测气体V以1ml/min的速度推入装有铂石棉的加热装置中，加热至450℃，并通过管道注入装有KOH溶液的气体吸收装置，气体吸收装置被压流出的KOH液体体积记为V₂；V₂实际上就是O₂过量、N₂的体积；因为甲烷完全燃烧后的产物为CO₂、H₂O，另还有过量的空气，当燃烧后的产物通过装有KOH的内循环气体吸收装置时CO₂、H₂O被吸收，剩余的气体即为过量空气中的O₂和N₂；

(4)被测气体燃烧前后的体积差为ΔV＝V₁-V₂，CH₄的体积：V_CH4＝1/3ΔV；因为ΔV实际上是CH₄和空气中反应的O₂，而两者是1∶2反应的，所以CH₄的体积V_CH4＝1/3ΔV；

(5)按V_CH4/V×100％计算出被测气体中甲烷气体的体积浓度。

本发明提供的一种甲烷气体浓度的检测装置，包括加热装置2，加热装置2一端通过导管连接进样装置1，另一端通过导管连接气体吸收装置3，气体吸收装置3的另一端用导管连接测量装置5，在气体吸收装置3上方设置带有阀门的出气口4，所述的气体吸收装置3是装有气体吸收剂KOH的一种内循环反应器，所述的加热装置2装有铂石棉，所述的进样装置1是玻璃注射器，所述的测量装置5是量筒。

甲烷气体的检测装置的使用方法：

(1)打开气体吸收装置3上的出气口4，抽取一定体积的被测气体，由进样装置1注入甲烷气体浓度的检测装置中以排尽管中的空气，关闭进样装置1。

(2)打开进样装置1，关闭吸收装置3上的出气口4，取被测气体V以1ml/min的速度由进样装置1推入装有铂石棉的加热装置2中，不加热，并通过装有KOH溶液的气体吸收装置3的封闭系统，流出的KOH的体积记为V₁；

(3)打开吸收装置3上的出气口4，将上述流出的KOH重新注入气体吸收装置3中；

(4)关闭吸收装置3上的出气口4，取相同的被测气体V以1ml/min的速度由进样装置1推入装有铂石棉的加热装置中，加热至450℃，并通过装有KOH溶液的气体吸收装置3的封闭系统，流出的KOH的体积记为V₂；