【摘 要】
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为克服传统光干涉式甲烷测定器存在肉眼辨别零级条纹所在目镜标尺位置容易产生人为误差的缺点，明确温度和非甲烷气体因素对光干涉式甲烷测定器性能的影响，选择电荷耦合元件（CCD）替代原目镜标尺结构，在CCD获取干涉条纹灰度信息的基础上，采用峰值提取结合高斯拟合来精确定位零级条纹，线性拟合CH4体积分数1%,4%,7%,10%时的零级条纹位移值与体积分数的关系式，并选取了0.494%,0.994%,1.49
【机 构】
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中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室
【基金项目】
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国家自然科学基金面上资助项目（52174229,52174230）； 中国博士后科学基金第70批面上资助“地区专项资助计划”资助项目（2021MD703848）；
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为克服传统光干涉式甲烷测定器存在肉眼辨别零级条纹所在目镜标尺位置容易产生人为误差的缺点，明确温度和非甲烷气体因素对光干涉式甲烷测定器性能的影响，选择电荷耦合元件（CCD）替代原目镜标尺结构，在CCD获取干涉条纹灰度信息的基础上，采用峰值提取结合高斯拟合来精确定位零级条纹，线性拟合CH4体积分数1%,4%,7%,10%时的零级条纹位移值与体积分数的关系式，并选取了0.494%,0.994%,1.490%和3.940%这4种CH4标气进行测量精度和测量稳定性试验；设置了温度漂移试验，根据零点温度漂移曲线进行二次项温度补偿；理论推导了CO2等煤矿井下常见的非甲烷气体的测定器测量值，并进行了标准气体测试试验。研究结果表明：拟合得到的体积分数计算关系式决定系数R~2为0.998 7,线性度与理论公式基本一致，可利用未知CH4体积分数引起的位移值来自动计算出体积分数，且试验结果证明改进后的光干涉式甲烷测定器的测量精度高、测量稳定性好，优于技术标准要求；经过二次项温度补偿后零值受温度影响小，零值漂移范围基本集中于±0.05%;检测气样中CO2每增加1%会导致测定器CH4测量值增加1.033%,空气中每减少1%的O2会导致测定器CH4测量值增加0.18%。改进后的光干涉式甲烷测定器与传统测定器相比，实现了零级条纹的自动定位与数字化处理，克服了人为误差大的缺点，提高了测量精度，并减小温度漂移造成的测量误差。
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