煤矿气体检测设备交叉干扰及评判方法研究_陈永冉.pdf

煤矿气体检测设备交叉干扰及评判方法研究陈永冉（安标国家矿用产品安全标志中心有限公司，北京100013）摘要：目前煤矿井下气体检测设备常因交叉干扰造成误报警甚至不报警，存在安全隐患，且现行国家或行业标准并未对气体交叉干扰提出明确的评判方法。针对上述问题，结合煤矿井下实际的环境气体类型和体积分数阈值情况，采用理论分析和试验验证相结合的方法研究了基于催化燃烧、激光和电化学 3 种常用原理的气体检测设备的交叉干扰机理和交叉干扰特性，设计并进行了交叉干扰试验。结合现行标准中气体检测设备误差试验通用方法，提出了基于煤矿井下特殊气体环境的气体检测设备交叉干扰评判方法：采用试验方法对气体检测设备交叉干扰特性进行评估，通入交叉干扰气样，计算气体检测设备的交叉干扰值，并与设备最高精度比较，从而判断非目标气体是否对气体检测设备造成交叉干扰影响。试验结果表明：气体检测设备交叉干扰影响普遍存在，在煤矿井下特定气体环境条件下，基于催化燃烧原理的甲烷检测设备易受硫化物和氢气干扰，应避免长时间在含有硫化氢或二氧化硫的气体环境中使用，以免造成催化剂中毒或抑制，影响测量精度；基于激光原理的甲烷和乙炔检测设备基本不受煤矿井下常见气体干扰，可以不进行交叉干扰试验，基于激光原理的乙烯检测设备易受甲烷气体的影响，经交叉干扰评判合格的，可以在甲烷环境中使用，不合格的应明确产品不能在含有甲烷的环境中使用；基于电化学原理的气体检测设备的交叉干扰特性具有不确定性，需经交叉干扰评判后，明确其可以和不可以使用的交叉干扰气体环境。关键词：气体检测设备；交叉干扰机理；干扰特性；评判方法；催化甲烷传感器；激光气体传感器；电化学气体传感器中图分类号：TD71文献标志码：AResearch on cross interference and evaluation method of coal mine gas detection equipmentCHEN Yongran(China Mining Products Safety Approval and Certification Center,Beijing 100013,China)Abstract:At present,coal mine underground gas detection equipment often causes false alarms or fails toalarm due to cross interference.There are potential safety hazards.There is no clear evaluation method for gascross interference in current national or industry standards.In view of the above problems,combining with theactual underground environment gas type and volume fraction threshold in coal mines,the cross interferencemechanism and characteristics of gas detection equipment based on the three commonly used principles ofcatalytic combustion,laser and electrochemistry are researched by using a combination method of theoreticalanalysis and experimental verification.The cross interference tests are designed and conducted.Combining withthe common methods of gas detection equipment error testing in current standards,a gas detection equipmentcross interference evaluation method based on the special gas environment in coal mines is proposed.The cross 收稿日期：2021-12-15；修回日期：2023-02-03；责任编辑：张强。基金项目：“十三五”建设项目（2018-000052-91-01-000004）；安标国家矿用产品安全标志中心有限公司科技创新基金项目（2020ZL003）；中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项项目（2020-QN001，2022-2-MS008）。作者简介：陈永冉（1986），男，江苏徐州人，助理研究员，硕士，现主要从事安全监控与通信矿用产品安全标志技术审查和产品检验相关工作，E-mail：。引用格式：陈永冉.煤矿气体检测设备交叉干扰及评判方法研究J.工矿自动化，2023，49（2）：63-69,93.CHEN Yongran.Research on cross interference and evaluation method of coal mine gas detection equipmentJ.Journal of MineAutomation，2023，49（2）：63-69,93.第 49 卷 第 2 期工矿自动化Vol.49 No.22023 年 2 月Journal of Mine AutomationFeb.2023 文章编号：1671251X（2023）02006308DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.17871interference characteristics of the gas detection equipment are evaluated using the test method.By introducingcross interference gas samples,the cross interference value of the gas detection equipment is calculated.The valueis compared with the highest precision of the equipment so as to determine if the non-target gas has a crossinterference impact on the gas detection equipment.The test results show that cross interference of gas detectionequipment is widespread.The methane detection equipment based on the catalytic combustion principle is easy tobe interfered by sulfide and hydrogen under the specific gas environment conditions in the coal mine.Therefore,methane detection equipment should be avoided to be used in the gas environment containing hydrogen sulfide orsulfur dioxide for a long time.It will avoid poisoning or inhibiting the catalyst and affecting the measurementprecision.Gas detection equipment based on the laser principle for detecting methane and acetylene is generallynot affected by interference from common gases in coal mines and does not require cross interference testing.However,gas detection equipment based on the laser principle for detecting ethylene is affected by interferencefrom methane gas.If it passes the cross interference evaluation,it can be used in a methane environment.If itfails,it should be clearly stated that the product cannot be used in environments containing methane.The crossinterference characteristics of gas detection equipment based on the electrochemical principle are uncertain.It isnecessary to determine the cross interference gas environment that can and cannot be used after the crossinterference evaluation.Key words:gas detection equipment;mechanism of cross interference;interference characteristics;evaluation method;catalytic methane sensor;laser gas sensor;electrochemical gas sensor 0引言为了确保煤矿安全生产，保障矿工职业健康，煤矿安全规程（2022）对煤矿井下常见气体体积分数做出了明确规定，这就要求气体检测设备应能准确测量气体体积分数1-2。但由于煤矿井下气体成分复杂，极易对气体检测设备造成交叉干扰3，即气体检测设备对非目标气体也有反应，导致读数误差，从根本上影响测量值的准确度，从而可能造成设备冒大数、误报警甚至不报警，存在安全隐患。目前现行气体检测设备型式检验标准仅对目标气体环境下设备基本误差提出了要求，并未对非目标气体对基本误差造成交叉干扰做出明确规定，这给气体检测设备的检测检验带来了巨大挑战。为揭示气体检测设备交叉干扰影响规律，完善检测检验技术，本文针对目前常用的基于催化燃烧、电化学和激光原理的气体检测设备，分析其应用现状，研究其交叉干扰机理及特性，设计并开展交叉干扰试验，提出交叉干扰检测检验评判方法，为相关标准制订提供一定的思路和参考。1煤矿井下气体检测设备应用现状分析经统计分析近 3 年约 360 个规格型号气体检测设备的煤矿应用情况得出，催化燃烧、电化学和激光原理是目前应用较为广泛的气体检测原理，基于这3 种原理的气体检测设备基本可满足煤矿井下大部分气体检测的应用需求。1.1测量对象分析基于催化燃烧原理的气体检测设备具有结构简单、制造成本低的特点，大量用于测量低浓度甲烷气体。基于电化学原理的气体检测设备具有功耗低、制造成本低、测量种类多的特点，大量用于测量氧气、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氧化氮、氢气、氨气气体。激光技术是近些年的研究热点，基于激光原理的气体检测设备具有测量精度高、维护成本低等优点，广泛用于测量甲烷气体，并随着其制造成本的降低，也逐步用于测量乙烯和乙炔气体。1.2使用工况分析气体检测设备使用环境的气体类型和体积分数阈值与交叉干扰紧密相关，煤矿安全规程（2022）中第一百三十五条和第二百七十九条等相关条款对煤矿井下气体的类型和体积分数阈值做出了明确规定，结合本文统计的主流设备的量程，依据最严酷原则，取两者最大值作为气体体积分数阈值参考，具体见表 1。2交叉干扰机理及特性研究 2.1基于催化燃烧原理的气体检测设备交叉干扰研究 2.1.1交叉干扰机理研究催化燃烧原理是利用目标可燃气体在催化剂作用下燃烧产生热量，使惠斯通电桥失去平衡，输出电压信号，进而测量甲烷体积分数4。催化甲烷体积 64 工矿自动化第 49 卷分数测量与气体燃烧产生的热量和催化剂特性密切相关，若非目标气体在催化剂作用下燃烧产生足够多的热量使惠斯通电桥失去平衡或催化剂的特性发生变化，则气体检测设备的显示会出现误差，从而产生交叉干扰。2.1.2交叉干扰特性研究 2.1.2.1催化剂中毒或抑制催化甲烷使用的钯基催化剂若长时间处在二氧化硫或硫化氢等硫化物的气体环境中，气体会与催化剂产生反应，使催化剂中毒或抑制，降低催化剂的活性，从而影响设备的燃烧特性5。因此，基于催化燃烧原理的气体检测设备应避免暴露在任何会引起中毒或抑制的环境中。2.1.2.2可燃气体交叉干扰煤矿井下普遍存在的一氧化碳、氢气等可燃气体会在钯基催化剂的作用下发生催化燃烧，若燃烧产生的热量足够大，则会对气体检测设备产生交叉干扰6-7。1）相对含量低的气体交叉干扰研究。煤矿常见可燃气体的高位热值见表 2，可看出甲烷的高位热值比一氧化碳和氨气的高位热值高得多，且煤矿井下可能出现的一氧化碳和氨气体积分数阈值远小于甲烷体积分数，两者相差约 103104倍，因此，基本不存在交叉干扰。乙烯、乙炔虽然高位热值比甲烷高，但由表 1 可知，其作为痕量气体，体积分数阈值与甲烷相差 104倍，因此，基本不存在交叉干扰。2）相 对 含 量 高 的 气 体 交 叉 干 扰 研 究。由表 2 可知，氢气高位热值虽然比甲烷低得多，但其体积分数阈值可达 0.5%，与甲烷测量精度达到一个量级，因此，氢气可能会对催化甲烷检测设备产生交叉干扰。2.2基于激光原理的气体检测设备交叉干扰研究 2.2.1交叉干扰机理研究基于激光原理的气体检测设备是依据 Lambert-Beer 定律、特征吸收强度与气体体积分数成正比例关系测量目标气体体积分数的8-12，因此，气体体积分数测量的准确性与气体吸收特性直接相关13-14，理想状态是每种气体红外吸收特性绝对独立、互不干扰，但每种气体的吸收特征波长具有固有特性，即可能在目标气体特征波长上存在非目标气体的吸收特征波，从而造成检测设备的交叉干扰。2.2.2交叉干扰特性研究基于激光原理的气体检测设备主要用于检测甲烷、乙烯和乙炔。经查阅，已取得矿用产品安全标志证书的基于激光原理的气体检测设备常用的特征吸收峰和有效吸收峰宽度见表 3，本文将以此数据为基础对交叉干扰特性进行分析。表 3 常见气体激光特征吸收峰和有效吸收峰宽度Table 3 Characteristic absorption peaks and effective absorptionpeak width of common gas laser序号气体类型吸收峰/nm有效吸收峰宽度/nm1甲烷1 653.72约0.12乙炔1 529.18约0.13乙烯1 625.00约0.1 2.2.2.1基于激光原理的甲烷检测设备交叉干扰研究经 查 询 HITRAN 2016 数 据 库15-17可 知，在1 653.72 nm 特征吸收峰、0.1 nm 有效吸收峰宽度内煤矿井下常见气体的吸收光谱分布如图 1 所示，可看出甲烷在 1 653.72 nm 处吸收线强最大，线强为1021 cm1/（molcm2）量级，可能的交叉干扰气体二氧化碳、一氧化碳和硫化氢的吸收线强远小于以上级别，可以忽略不计。经查阅美国能源部西北太平洋国家实验室光谱数据库（PNNL 数据工具）18可知，乙 烯 在 1 500 2 400 nm 范 围 内 的 吸 收 光 谱 如图 2 所示，可看出乙烯在 1 653.72 nm 存在吸收峰，但其 线 强 小 于 1021 cm1/（molcm2）量 级，且 根 据表 1 中气体体积分数阈值可知，乙烯作为痕量气体，表 1 气体检测设备类型和体积分数阈值Table 1 Type and volume fraction threshold ofgas detection equipment序号气体类型体积分数阈值1甲烷100%2乙烯、乙炔、硫化氢、二氧化硫1001063一氧化碳1 0001064氧气25%5二氧化碳5%6氧化氮5001067氢气0.5%8氨气200106 表 2 煤矿井下常见可燃气体高位热值Table 2 High calorific value of common combustiblegases in coal mine序号气体类型高位热值/（kcalNm3）序号气体类型高位热值/（kcalNm3）1甲烷9 5104氨气3 8622一氧化碳3 0185乙烯15 1423氢气3 0446乙炔13 4932023 年第 2 期陈永冉：煤矿气体检测设备交叉干扰及评判方法研究 65 与甲烷气体体积分数相差达到了 4 个数量级以上，因此，基于激光原理的甲烷检测设备在 1 653.72 nm附近基本不存在交叉干扰。1.5二氧化碳一氧化碳甲烷硫化氢强度/(1021cm1mol1cm2)1.00.51 653.651 653.701 653.751 653.80波长/nm0图 1 1 653.72 nm 附近煤矿常见气体吸收光谱分布Fig.1 Absorption spectrum distribution ofcommon coal mine gas near 1 653.72 nm 1210864201 5001 7001 900波长/nm2 1002 3002 5002强度/(1021cm1mol1cm2)图 2 乙烯在 1 5002 400 nm 的吸收光谱Fig.2 Absorption spectrum of C2H4 in the range of1 500-2 400 nm 2.2.2.2基于激光原理的乙炔检测设备交叉干扰研究经查询 HITRAN2016 数据库可知，在 1 529.18 nm特征吸收峰、0.1 nm 有效吸收峰宽度内煤矿井下常见 气 体 的 吸 收 光 谱 分 布 如 图3 所 示，可 看 出在 1 529.18 nm 附 近 乙 炔 的 吸 收 线 强 达 到1020 cm1/（molcm2）量级，可能的交叉干扰气体二氧化碳、甲烷和氨气的吸收线强远小于以上量级，因此，基于激光原理的乙炔检测设备在 1 529.18 nm 附近基本不存在交叉干扰。1.2强度/(1020cm1mol1cm2)1.00.80.60.40.21 529.001 529.101 529.201 529.30波长/nm0二氧化碳甲烷氨气乙炔图 3 1 529.18 nm 附近煤矿常见气体吸收光谱分布Fig.3 Absorption spectrum distribution ofcommon coal mine gas near 1 529.18 nm 2.2.2.3基于激光原理的乙烯检测设备交叉干扰研究经查询 HITRAN2016 数据库可知，在 1 625.00 nm特征吸收峰、0.1 nm 有效吸收峰宽度内煤矿井下常见气体的吸收光谱分布如图 4 所示。结合图 4和图 2 可看出，在 1 625.00 nm 吸收峰附近除了乙炔外，还存在甲烷、硫化氢、二氧化碳、一氧化碳吸收峰，其中二氧化碳和一氧化碳的吸收线强远小于乙烯的吸收线强，因此，二氧化碳、一氧化碳基本不会对基于激光原理的乙烯检测设备产生交叉干扰影响。2.53.0强度/(1024cm1mol1cm2)2.01.51.00.51 624.901 624.951 625.001 625.051 625.10波长/nm0二氧化碳一氧化碳甲烷硫化氢图 4 1 625.00 nm 附近煤矿常见气体吸收光谱分布Fig.4 Absorption spectrum distribution ofcommon coal mine gas near 1 625.00 nm 1）甲烷对基于激光原理的乙烯检测设备的交叉干扰。由图 4 可看出，甲烷气体的吸收线强达到1024 cm1/（molcm2）量 级，由 图 2 可 知 乙 烯 在1 625.00 nm 的吸收线强为 1021 cm1/（molcm2）量级，虽然相差 3 个量级，但由表 1 中体积分数阈值可知，甲烷的体积分数要高出乙烯 4 个量级以上，因此，在 1 625.00 nm处基于激光原理的乙烯检测设备极易受甲烷的干扰。2）硫化氢对基于激光原理的乙烯检测设备的交叉干扰。由图 4 可看出，硫化氢气体的吸收线强达到 1024 cm1/（molcm2）量级，比乙烯吸收线强的1021 cm1/（molcm2）量级小3 个量级，且痕量气体硫化氢在煤矿中含量很低（106量级），因此，在 1 625.00 nm处基于激光原理的乙烯检测设备不易受硫化氢的干扰。2.3基于电化学原理的气体检测设备交叉干扰研究 2.3.1交叉干扰机理研究基于电化学原理的气体检测设备是通过检测气体与电极、电解液发生氧化还原反应产生电参数变化，从而测量出目标气体体积分数19-21，但部分气体检测设备不但可与目标气体发生化学反应，同时可与非目标气体发生化学反应，从而产生交叉干扰。2.3.2交叉干扰特性研究基于电化学原理的气体检测设备交叉干扰取决于传感元件设计，即选用何种电极、催化剂和电解液，但是每个制造商设计的传感元件不尽相同，所以，对于基于电化学原理的气体检测设备的交叉干扰也各不相同，即使是同一厂家生产的气体检测设备的交叉干扰特性也不同。若想明确其交叉干扰特 66 工矿自动化第 49 卷性，需结合交叉干扰试验进行判断。3交叉干扰试验 3.1试验方法和步骤为了验证第 2 节提出的交叉干扰情况，本文设计了一种在煤矿井下特殊工况条件下非目标气体对气体检测设备产生交叉干扰影响的试验方法，其试验步骤如下：1）在标准大气压为 80116 kPa、标准温度为1535、标准湿度为 4575%RH 环境下进行试验。2）选取已取得矿用产品安全标志证书的气体检测设备，按现行标准规定方法通入目标气体对设备进行校准，测试期间不再校准。3）按标准规定的流量和通气时长将一定体积分数下可能存在交叉干扰的非目标气体（平衡气为氮气或空气）依次通入检测设备各 3 min，记录检测设备的显示值，重复 4 次，取最后 3 次平均值作为交叉干扰值。为了模拟煤矿井下实际情况，非目标气体体积分数最大值应接近表 1 中体积分数阈值。4）计算非目标气体产生的交叉干扰值是否超出现行标准中规定的基本误差。3.2基于催化燃烧原理的气体检测设备交叉干扰试验 3.2.1试验数据为验证 2.1.2 节提出的交叉干扰特性，选取已取得矿用产品安全标志证书、量程为 04.00%的某型号催化甲烷传感器，以非目标气体一氧化碳和氢气为例，参考现行行业标准 AQ 62032006煤矿用低浓度载体催化式甲烷传感器要求，以空气为平衡气配置交叉干扰气体，按照 3.1 节的试验方法和步骤进行交叉干扰试验，试验数据分别见表 4、表 5。表 4 一氧化碳对催化甲烷传感器的交叉干扰试验数据Table 4 Cross interference test data of carbon monoxide oncatalytic methane sensor一氧化碳体积分数/106199.6400.2598.8798.7998.9催化甲烷传感器显示值/%00.0100.010.01 表 5 氢气对催化甲烷传感器的交叉干扰试验数据Table 5 Cross interference test data of hydrogen oncatalytic methane sensor氢气体积分数/%0.099 60.198 00.344 00.412 00.495 0催化甲烷传感器显示值/%00.200.380.430.51 3.2.2数据分析1）一氧化碳交叉干扰。从表 4 可看出，试验通入的非目标气体一氧化碳体积分数的最大值为998.9106，气体产生的最大交叉干扰值为 0.01%，远小于现行行业标准基本误差。即使煤矿井下出现最大体积分数的一氧化碳气体，也不会影响甲烷传感器正常使用，验证了 2.1.2 节研究的正确性。2）氢气交叉干扰。从表 5 可看出，在氢气体积分数阈值范围内，其对催化甲烷传感器产生的交叉干扰值达 0.51%，远超现行行业标准基本误差。因此，在煤矿井下环境中，氢气会对催化甲烷检测设备产生交叉干扰影响，验证了 2.1.2 节研究的正确性。3.3基于激光原理的气体检测设备交叉干扰试验 3.3.1试验数据为验证 2.2.2 节提出的交叉干扰特性，选取已取得矿用产品安全标志证书、量程为 200106的某型号激光乙烯传感器，以非目标气体甲烷为例，参考AQ 62112008煤矿用非色散红外甲烷传感器要求，以氮气为平衡气配置交叉干扰气体，按照 3.1 节的试验方法和步骤进行交叉干扰试验，试验数据见表 6。表 6 甲烷对激光乙烯传感器的交叉干扰试验数据Table 6 Cross interference test data of methane onlaser ethylene sensor甲烷体积分数/%1.012.002.974.005.035.98激光乙烯传感器显示值/10629.370.1104.8138.8174.8200.0 3.3.2数据分析从表 6 可看出，随着试验通入的非目标气体甲烷体积分数增大，激光乙烯传感器的显示值随之增大，当甲烷体积分数达 5.98%时，传感器显示值已达到其量程 200106，严重影响激光乙烯传感器的使用，验证了 2.2.2 节研究的正确性。3.4基于电化学原理的气体检测设备交叉干扰试验 3.4.1试验数据选取 2 种同一厂家生产、量程为 1 000106的A、B 型电化学一氧化碳测定器，以非目标气体氢气为例，按照 3.1 节的试验方法和步骤进行交叉干扰试验，参考 MT/T 7032008煤矿用携带型电化学式一氧化碳测定器的要求，以空气为平衡气配置交叉干扰气体。2 种不同型号测定器的试验数据见表 7。3.4.2数据分析从表 7 可看出，对于 A 型电化学一氧化碳测定器，随着试验通入的非目标气体氢气体积分数的增大，一氧化碳测定器的显示值随之增大，气体产生的最大交叉干扰值为 226.5106，远超现行标准的基本2023 年第 2 期陈永冉：煤矿气体检测设备交叉干扰及评判方法研究 67 误差。对于 B 型电化学一氧化碳测定器，随着试验通入的非目标气体氢气体积分数的增大，一氧化碳测定器的显示值无明显变化，因此，在存在氢气的情况下，A 型电化学一氧化碳测定器极易产生交叉干扰，B 型电化学一氧化碳测定器不易产生交叉干扰，验证了 2.3.2 节研究的正确性。4交叉干扰评判方法根据上述研究分析，采用催化燃烧原理、激光原理和电化学原理的气体检测设备普遍存在交叉干扰问题，有必要研究交叉干扰的评判方法，评估交叉干扰特性。本文采用试验方法对气体检测设备交叉干扰特性进行评估，通入交叉干扰气样，计算气体检测设备的交叉干扰值，并与气体检测设备最高精度比较，从而判断非目标气体是否对气体检测设备造成交叉干扰影响。4.1试验用气样标准气样应采用国家计量部门考核认证单位提供的气样，气样不确定度应符合现行标准规定。气样的平衡气由实际需要确定，需要氧气参与的以空气为平衡气，反之以氮气为平衡气。max气样类别依据煤矿安全规程（2022）规定并结合煤矿实际工况提出，交叉干扰气样最大体积分数基于表 1 中体积分数阈值提出，在最大体积分数范围内等比例选取 5 个体积分数点试验气样，具体见表 8。试验时气样最大体积分数也可依据制造商规定的值，但最大值不应小于表 8 规定的值。表中为气样最大体积分数，%。4.2测试方法选取按照现行标准检验合格并校准的测试样品，测试期间不再进行校准，在现行标准规定的环境条件下，按现行标准规定的流量向气体检测设备通入表 8 中可能对设备造成交叉干扰的试验气样，通入时长为 3 min，记录设备的显示值，重复测定 4 次，取后 3 次的平均值作为交叉干扰值。通入每种气样后，在清洁空气或氮气稳定后进行试验。4.3测试气样选择煤矿井下使用的气体检测设备无需对表 8 中每一种非目标气体进行交叉干扰试验，对于第 2 节中明确提出不存在交叉干扰的气体可不进行以上测试。如选用表 3 中特征吸收峰的激光甲烷传感器无需进行交叉干扰试验，激光乙烯传感器仅需选取甲烷气体进行交叉干扰试验。4.4结果评判将测试得到的交叉干扰值与现行标准中气体检测设备的最高精度进行比较，若小于最高精度，则判定为在最大气体体积分数下，非目标气体不会产生交叉干扰，反之则认为会产生交叉干扰。5结论1）充分考虑煤矿井下交叉干扰气体环境，采用理论分析和试验相结合的方法对气体检测设备的交叉干扰机理和特性进行了研究，结合现行标准中气体检测设备误差试验通用方法，提出了基于催化燃烧、激光和电化学 3 种常用工作原理的气体检测设备交叉干扰的评判方法。2）催化甲烷检测设备应避免长时间在含有硫化氢或二氧化硫的气体环境中使用，以免造成催化剂中毒或抑制，影响测量精度；催化甲烷检测设备容易受氢气干扰，经交叉干扰评判合格的，可以在含氢气的环境中使用，不合格的应明确产品不能在含氢气的环境中使用。3）激光甲烷和激光乙炔检测设备基本不受煤矿井下常见气体干扰，可以不进行交叉干扰试验；激光乙烯检测设备容易受甲烷气体的影响，经交叉干扰评判合格的，可以在甲烷环境中使用，不合格的应明确产品不能在含有甲烷的环境中使用。4）基于电化学原理的气体检测设备的交叉干扰 表 7 氢气对电化学一氧化碳测定器的交叉干扰试验数据Table 7 Cross interference test data of hydrogen onelectrochemical carbon monoxide detector氢气体积分数/106200.3 402.0 601.1 795.7 996.2A型电化学一氧化碳测定器显示值/10647.997.6165.0 202.4 226.5B型电化学一氧化碳测定器显示值/106000.100.1 表 8 试验用气样Table 8 Test gas samples序号气样类别所需气样体积分数/%1甲烷max20%max40%max60%max80%max1002氧气max20%max40%max60%max80%max253一氧化碳max20%max40%max60%max80%max0.14二氧化碳max20%max40%max60%max80%max55氧化氮max20%max40%max60%max80%max0.056二氧化硫max20%max40%max60%max80%max0.017硫化氢max20%max40%max60%max80%max0.018氨气max20%max40%max60%max80%max0.029氢气max20%max40%max60%max80%max0.510乙烯max20%max40%max60%max80%max0.0111乙炔max20%max40%max60%max80%max0.01 68 工矿自动化第 49 卷气体具有不确定性，经交叉干扰评判后，明确其可以和不可以使用的交叉干扰气体环境。5）该研究为 3 种常用气体检测设备交叉干扰的评判提供了依据和参考，为相关产品国家和行业标准的制订、修订提供了依据。但研究提出的交叉干扰特性只是基本特性，其与设备使用工况和制造工艺直接相关，制造商可通过软件或硬件设计避免交叉干扰的出现。交叉干扰特性需结合制造商技术路线和提出的评判方法进行综合判断。参考文献（References）：国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程（2022）M.北京：应急管理出版社，2022.State Administration of Work Safety.Coal mine safetyregulations（2022）M.Beijing：Emergency ManagementPress，2022.1 陈永冉.煤矿安全规程实施情况后评估与讨论J.煤炭工程，2021，53（1）：19-22.CHEN Yongran.Post-evaluation and discussion on theimplementation of Coal mine safety 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based catalystsD.Qinhuangdao：YanshanUniversity，2020.7 赵成龙，黄丹飞，刘智颖，等.开放型TDLASWMS技 8 术CO2痕量气体检测J.光子学报，2022，51（2）：333-342.ZHAO Chenglong，HUANG Danfei，LIU Zhiying，et al.Measurement of trace CO2 concentration with open-pathTDLAS-WMS technologyJ.Acta Photonica Sinica，2022，51（2）：333-342.王国水，郭奥，刘晓楠，等.TDLAS气体检测系统仿真与影响因素分析J.光谱学与光谱分析，2021，41（10）：3