光干涉瓦斯检定器的使用及维护解决方案.ppt

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。 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。 二、用途 该仪器能够迅速而准确的测定矿井中的沼气（甲烷），二氧化碳等有害、有毒气体浓度。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 0~10% 0~100% 2、测小数范围 0~1% 3、分划板刻度： 三、仪器的主要技术数据 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 ㈠ 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。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： 四、光学瓦斯检定器的工作原理 四、光学瓦斯检定器的工作原理 四 光学瓦斯检定器的工作原理 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： 四、光学瓦斯检定器的工作原理 四、光学瓦斯检定器的工作原理 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。 四、光学瓦斯检定器的工作原理 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。 五、仪器的构造 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。 五、仪器的构造 2、干涉系统 ⑴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。 ⑵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。 五、仪器的构造 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。 五、仪器的构造 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