光学瓦斯检测仪的培训课件

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6.干涉条纹的零位调整
按下微读数电门,旋转微调螺旋,观看微读数 观察窗,使微读数盘的零位刻度与指标线重合; 旋下主调螺旋盖,再按下光源电门,调动主调 螺旋,同时观看目镜, 在干涉条纹中选定一 条黑基线与分划的零 位刻度线相重合, 并记住这条黑基线; 然后,一边观看目 镜一边盖好主调螺旋 盖。
7、发生零位漂移(俗称跑正、跑负)的 处理 仪器换气对零后到达工作地点等待10~15 分钟,取样前观察仪器

3、测定部份 反射棱镜:该棱镜的作用是将光线作90度转向。 通过螺杆调节,可使干涉条纹移动,调节支板 可以寻找干涉视场的范围。 气室:气室是测定气体的主要组件,其长度为 120mm,共分三路,两侧为空气室,中间为气 样室。各室上侧有弯管如图示:管1接盘形管 组,管3与管4相通。管2和管5分别与气样的出 口和进口相接,管6是装封闭堵头用的。各气 室管路必须畅通无阻。以免影响测定结果的准 确性。气室两端用平行玻璃胶合封闭。
判断是否清晰 把电池装入仪器,按下按钮, 由目镜观察,旋转保护玻璃 框,调整视度达到数字最清 晰为止。
5、清洗气室
在新鲜风流中清洗气室:用手按捏气球(5-10次)。 (1)新鲜空气: 空气未受污染的巷道,一般在井底车场 或矿井总进风巷。 (2)距被测地点温差不超过10℃: 这种仪器对温度的变化比较敏感,温度 变化,会引起零的条纹移动(现场称为“跑 正”或“跑负”)
(一)部 件 名 称
(二)、使用前的准备工作
1.对药品效能进行检查
可从外观来判断药品是否失效:
正常:白色立方晶体,3~5毫米 (1) 氯化钙
失效:浆糊固体状
正常:深蓝色且光滑, 2~3毫米
(2) 硅 胶
失效:粉红色 严重失效:粉白色且不光滑 正常:粉红色颗粒, 3~5毫米
(3) 钠石灰
失效:粉白色
范围为1.6×0.4毫米的长方框,在0~10% 的范围内共有21道刻线,干涉条纹经物 镜成像,在分划板上显示出来。 目镜:它主要起放大作用,便于观测, 可以通过保护玻璃座旋转来调节视力, 直至分度线看清为止。
4、气路系统: 空气室的入口和出口分别装有盘形管和封闭堵 头,如图示:盘形管的作用是自动平衡气压变 化(使空气室和大气沟通,保持和气样室有相 同的压力),并能减少瓦斯扩散的影响,气样 室和吸收管连接,吸收管里装钠石灰。 干燥剂管一般是矿井水蒸气较大时采用(即空 气湿度大)。管内装氯化钙。把水蒸气吸收掉, 以保证测量的准确性。如果二氧化碳成分较大, 用吸收管(辅助吸收管)不能完全吸收,影响 准确测定时,干燥剂管里也可装钠石灰。

5、电路系统 仪器电路系统如图示,它是由电池E、灯泡S1、 S2和开关K1、K2组成的,通过开关控制干涉系 统的光源和测微组照明的光源,开关装在仪器 外面,并保证接触良好,不应有忽明忽暗现象。 电路系统图

六、使用方法
1、目镜 2、微动手轮 3、粗动手轮 4、护盖 5、目镜灯开关 6、微动刻度盘灯开关 7、微动刻度盘
2、干涉系统 平面镜组:该镜组是仪器的心脏组件,镜片用 质量良好的光学玻璃组成,镜片后边镀银和铝, 形成反射膜,平面镜的平行度要求极严格。将 直接影响干涉条纹清晰度。 折光棱组:是干涉系统的重要组件,由光源来 的光投射到平面镜上,分成两列光,这两列光 分别经过空气室和气样室,射到折光棱镜上, 然后经过两次90度反射,又将两列光线平行地 射回平面镜。


当各气室内充进相同的气体时,两束光波所 经过的光程相同(光程=光线所通过的路程 与光所通过的物质的折射率的乘积)如果 在 一束光的光程中改变气体的化学成份,或改 变温度、压力等时,因折射率发生变化,所 以光程也随之变化,干涉产生的条纹也发生 移动。根据条纹移动的距离,可以确定折射 率发生变化的程度。甲烷的浓度与条纹移动 距离成正比。
4、掘进工作面瓦斯检查操作
(1)、检查局部通风机有无循环风
站在局部通风机的风筒一侧(距局 部通风机吸风口3~5m处) (2)、掘进工作面瓦斯检查地点 • ①局部通风机及其开关附近10m; • ②掘进工作面风流(风筒出风口至碛头); • ③掘进工作面回风巷风流(若回风巷道超 过100m,每隔100m设一个点检查); • ④掘进工作面爆破地点、电钻打眼地点 20m内、发爆器附近20m范围内;
五、仪器的构造
主要由以下11个部分组成:
1、照明装置组 3、平面镜组 5、反射棱镜组 7、测微组 9、吸收管组 11、按钮组
2、聚光镜组 4、折光棱镜组 6、物镜组 8、目镜组 10、气室组
1、光学系统
(光源、聚光镜) 光源:采用1.35V、0.3A的白光小灯泡。 内部反光层是白色的,这个小灯泡与干 涉条纹有很大关系,不得任意更换。 聚光镜:用来汇聚光源发出的灯光,使 之增强亮度,在灯泡前装有0.5毫米细缝 的光屏,能挡去多余的光。使干涉条纹 更加清淅。
接在二氧化碳吸收管进气 口的胶皮管伸向巷道风流 的上部,挤压气球5~10 次,将待测气体吸入瓦斯 室 (2)读数:按下光 源电门,观察所选定的黑 基线,顺时针方向转动微调螺旋,从微读数盘上读出小数 位 ,加上前面的整数,即为瓦斯百分比浓度 连续测定三次,取其平均值,即为该测点的瓦斯浓度。
(3)注意事项:挤压次数主要由橡皮 管的长度决定,橡皮管越长,挤压次数越 多,以仪器的瓦斯室中气体完全被置换为 目的。 举例 :条纹移动到3~4%之间.然后转 动测徽手轮,把对零位时所选用的那条条 纹移动到3%的刻度线上,然后按下按钮 (5),读出刻度盘上的读数,如果在 0.24~0.26%之间,可读为0.25%,这时所 测定的结果为3%+0.25%=3.25%。 测定后,应把刻度盘退转到零位。
(二)光波的干涉

所谓光的干涉,就是波长相同的两波相互产生波 峰增长,或者抵消的现象。如图示:
(一)光波的产生
(二)光波的干涉
1、相消干涉
2、相长干涉
两波相消的叫相消干涉,两波相加的叫相长干涉。相 消干涉及使光线亮度降低变暗,相长干涉使亮度提高。
光学瓦斯检定器就是根据这个道理制成的。 在一定的温度和压力下,用光学瓦斯检定管来 测量矿井空气中的甲烷含量,其光学原理如图 示:
一、光干涉瓦斯仪发展简史
此后,日本理工化学研究厅(简称:理研)根据 土井的改进制造携带型干涉仪,1951、1952年分 别研制成功了理研17、18型,后又陆续研制出理 研21、28型。 1953年中国科学院仪器馆仿制成功理研10L型瓦 斯检定器,顺煤矿安全仪器厂于1966年正式投入 生产。 由于这种瓦斯检定器性能稳定,精确度高,坚固 耐用,因而得到了广泛的应用,我国煤矿普遍采 用这种仪器。
(4)0.955系数解释 在二氧化碳含量大的矿井里(没有甲烷), 用该仪器测定二氧化碳浓度时,吸收剂不 用钠石灰,只用硅胶或氯化钙吸收水蒸汽。 其实际浓度应为所读得的数据乘以0.955。 这是由于仪器出厂时的校正结果适合于甲 烷含量的测定,因此用于测定其它气体时, 仪器所示读数并不是被测气体的实际浓度, 必须进行换算。 公式: 二氧化碳含量= (混合气体浓度-瓦斯浓度)× 0.955
作整数读数时:
1% 作小数读数时: 0.02% 4、电源: 1.5V(伏)(1号干电 池1节) 5、照明灯泡: 1.35V(扁球头) 6、外形尺寸: 190×90×38 mm 7、重量 1.6 Kg
四、光学瓦斯检定器的工作原理


光波的产生
光是以波的形式从光源向四面传播的,光波和水 波相似,只是光波用眼睛看不见,凸起的部份叫 波峰,凹下去的部分叫波谷。波峰间的距离叫波 长(入),不同颜色的光线其波长不同。光线可 分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色。光有各 种特性,光的干涉就是其特性之一。

气室组 气室的长度因仪器型号不同而异,气室
越长仪器的精度越高,但测定的范围也 越来越小,反之精度低,测定范围大。 物镜:它是由双凸透镜和凹透镜用透明 树脂胶合而成的。要想收到质量好的图 像,在镜片上不能有明显的划痕、气泡、 砂眼、麻点以及脱胶等现象。
分度板:其表面光洁度要求为1级,有效

(三)仪器的原理
由光源发出的光经过聚光镜后,聚成一束光到 达平面镜,在平面镜的O点分成两部分,第一 束光就是从平面镜反射出来的,第二束光是从 平面镜折射出来的。第一束光穿过气室的侧壁, 由折光棱镜将其折回,它穿过另一侧的小气室 以回到平面镜⑶,折射入平面镜的后表面,反 射到平面镜的“O′”点,穿出平面镜后向反射棱 镜⑺前进,再经偏折后,进入望远镜⑻。 第二束光线射入平面镜⑶后,在其前表面反射, 然后通过气室的中央小室 回到平面镜上的“O′” 点与第一束光会合产生干涉现象后一同进入望 远系统⑻。两束光在物镜的焦平面上显现出白 光特有的干涉现象,干涉条纹中央为白色条纹, 两边为彩色条纹。
吸收管内的硅胶或氯化钙和钠石灰, 如果变质或失效就会降低吸收能力, 影响测定的准确性。 药品颗粒的大小以3mm~5mm为宜, 太小则粉末太多,容易进入气室,太 大则药品不能充分发挥吸收能力。 吸收管内的三块隔片就是为了气体 和药品表面充分接触而设置的。
2.对各部分进行气密检查
(1)检查吸气球。 一手捏扁吸气球,一手压住橡皮管,看吸气球是否膨胀 或者复圆。 (2)检查仪器其它部分。 取下进气孔皮管, 然后捏扁吸气球,再堵 住进气孔,看吸气球是 否膨胀。

二、用途
本仪器应用光波干涉原理,能够迅速而
准确的测定矿井中的沼气(甲烷)、二 氧化碳等有毒有害气体浓度。同时也应 用到其它工业部门。如铁矿、油井等。
三、仪器的主要技术数据
1、测量范围 2、测小数范围 3、分划板刻度:
0~10% 0~100% 0~1%
0
2
4
6
8
10
三、仪器的主要技术数据

(三)、进行测定
1、巷道风流的划分

巷道风流——距巷道顶底板及两帮一 定距离的巷道空间内的风流 (1)有支架的巷道 距支架和巷底各为50mm的巷道空间内 的风流; (2)无支架的巷道或用锚喷、砌碹支护 的巷道 距巷道顶、帮、底各为200mm的巷道 空间内的风流。
2、测定瓦斯浓度

(1)取样:将连
●“跑正”—仪器对零的的黑基线移到零刻 度线右边处理:
• 一种方法:重新换气对零; • 二种方法:转动微动螺旋使对零的黑基线对准 分划板上左边较小的整数刻度线,读出微读数 窗内的数值加上该整数即为仪器“跑正”数值, 取样读数后减去“跑正”数值即为该测点的真 实测定结果。
● “跑负”—仪器对零的黑基线移到零刻度 线左边处理: 一种方法:是重新换气对零; 二种方法:以第二条黑基线作为测定和读数的 基准线,将第二条黑基线退到分划板上左边较 小的整数刻度线上,读出微读数窗内的数值, 加上第二条黑基线对准的分划板上的整数,并 以此数为“跑负”的基准数,记住此基准数, 在取样后,以第二条黑基线为基准线读出结果, 减去“跑负”后基准数所得之差,即为该测定 点的真实测定结果。
(3)检查气路系统 是否畅通。 放开进气孔,用手 捏扁吸气球,放开吸气
球马上膨胀说明正常。
3.对电路部分进行检查
(1)正常情况
分别先后按下光 源电门和微读数电门 ,若光源灯泡和微读 数灯泡亮则正常。
(2)故障情况
①断路
②连电 线路短路
③短路
电源短路
4.检查干涉条纹是否清晰
装电池
目镜观察 按按钮 调整视度

采气样
调微动手轮
目镜内光谱
0
2
4
6
8
10
微动刻度盘
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8Baidu Nhomakorabea
0.9
1.0
3.二氧化碳含量的测定
(1)测定二氧化碳应 在巷道风流的下部进行。 首先用仪器测出该处的 瓦斯浓度。 (2)然后去掉二氧化 碳吸收管,测出该处的 瓦斯与二氧化碳混合气体的浓度。 (3)混合气体浓度减去同一测点瓦斯浓度,再 乘以0.955的校正即为待测位置的二氧化碳浓度。 连续测定3次,取其平均值
光学瓦斯检测仪的使用及维护
新集煤矿
年一月
二0一七
一、光干涉瓦斯仪发展简史
一百多年前(1856),法国人雅明
(Jamin)利用布留斯特干涉条纹制成干 涉仪;即有名的雅明干涉仪。 1927年日本东京理化大学土井先生将雅 明干涉仪加以改进,在保持同样精度的 情况下,体积缩小一半,而且更易于调 整,更适合于携带。
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