光学瓦斯检定器工作原理、用途及使用方法.doc

光干涉甲烷检测仪 （光学瓦斯检定器） 我国煤矿使用的光干涉甲烷检测仪型号比较多，主要有抚顺仪表厂的AQJ-1型，西安煤矿仪表厂的GWJ-1型以及日本的理研18型等。其原理和结构基本相同，测量甲烷浓度范围为0-10%，或0-100%。下面我们以AQJ-1型（10%）为例进行介绍。 一、光干涉甲烷检测仪原理 应用光的反射定律和折射定律及光波干涉条纹原理来设计制造的。 光干涉甲烷检测仪将白光经过光学玻璃的变换，使通过空气的光束产生干涉，出现明暗条纹，由于条纹的变化随气体折射率的变化而变化，而折射率的大小随瓦斯含量的变化而变化，故可通过条纹移动来识别气体含量。 二、仪器构造及工作原理 光干涉甲烷检测仪结构大体由300多个零件，组成二十多个组件，构成三个系统：电路系统、光路系统、气路系统和辅助部件组合而成。 1、照明装置组：是仪器产生干涉条纹的光源部分，电源为一节5号电池，灯泡额定电压为1.35V，具有白色反光面的灯泡效果较好。 2、聚光镜组：聚光镜组和镜座用胶粘牢，该镜用以聚集由光源发出的光，以增强亮度。 3、平面镜组：是产生光干涉的重要部分，平面镜是用档片、弓形弹片和压板等固定在镜座上，通过聚光镜的光线以45°交角射向平面镜，光线经过此镜后分为两束，由于镜座的作用，该镜向后倾斜55′，以便得到所需要的干涉条纹宽度，即一条条纹与另一条条纹间的距离。 4、折光棱镜组：是产生光干涉的重要部分，固定方法与平面镜相同。它将光弦进行2次90°反射后折回平面镜。此组件在装配时要求绝对水平，否则，将使全反射的光线宽度改变。 5、反射棱镜组：反射棱镜的作用是将光线进行90°转向，当调节螺杆时，可使干涉条纹移动。调节支板时，可以寻找干涉视场范围。在井下测定有害气体以前必须先调整好基数，在测量过程中，不得随意转动与调节螺杆连在一起的粗动手轮。 6、物镜组：物镜和镜座用胶粘牢，其上的光屏是用以改善干涉条纹的清晰度，调节物镜前后距离，可使干涉条纹在分划板上成像清晰。 7、测微组：当转动测微手轮时，由齿轮带动刻度盘和测微螺杆，推动测微玻璃座上的测微玻璃偏转而产生光线的偏折，使干涉条纹移动。刻度盘一格相当于0.02%，估读可达0.01%。当刻度盘转完全部50格，干涉条纹在分划板上的移动量应为1%，否则应移动连接座进行调整。 8、目镜组：目镜组包括分划板和2个放大透镜。它利用旋转保护玻璃框来调节视度，使看到的条纹及刻度线清晰明显。组装的目镜凸面相对，镜面要装端正，即镜面平面要与光轴垂直，否则调整目镜时，分划板像会出现晃动现象。 9、吸收管组：因矿井的情况不同，测量二氧化碳和甲烷两种气体时，还应有一较长的附加吸收管，内装纳石灰，用以吸收二氧化碳。在仪器内的吸收管中，装有变色硅胶或氯化钙来吸收水蒸气。这种装法的缺点，是当水蒸气含量大时，会引起纳石灰的潮解而降低效能，因此应经常更换药品。 在以测量甲烷为主，且水蒸气含量又大时，最好在附加吸收管内装硅胶，在吸收管内装纳石灰。如果水蒸气含量不大，可不用附加吸收管，可在吸收管的上半部装硅胶。 10、气室组：是测定气体的主要部分，共分三格，两侧的两格称为空气室，中间的一格称为瓦斯室。各室的两端上侧，有弯曲紫铜管用以连接橡胶皮管。对气室的要求是空气室和瓦斯室不漏气、不串气。 11、气球组：气球组是测量气路中的吸气组件。气球组两端装有单向阀，通过反复握压气球，构成气体单方向导通，将被测气体抽进气室组测量室。 12、按钮组：仪器上有两个按钮，上面一个用来控制测微读数部分的照明电路。在按钮的接触片处，应注意因落上煤尘或金属氧化造成的接触不良。为了避免从按钮处侵入煤尘，使用时，开关应罩上橡胶保护套。 三、用途： 光学瓦斯检定器是煤矿安全生产上防止瓦斯爆炸和窒息事故的一种主要仪器；本仪器主要用于煤矿来测定沼气（甲烷）和二氧化碳的浓度。 四、仪器的使用 检查瓦斯的准确程度，除由于仪器本身的精准度决定外，正确使用仪器也是主要条件之一。 （一）、使用前的准备工作： 1、瓦斯检查员或仪器使用者，领到仪器时，首先检查外护套、背带、各管路连接是否到位，附件是否齐全等。 2、检查药品是否失效。 内装药品为吸收水分的硅胶或氯化钙，外附管装的药品为吸收二氧化碳的纳石灰（苏打石灰），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3-5mm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能充分接触而设置的，隔片相隔要均匀、平整，不得随意去掉。失效的药品应及时更换，装满、拧紧。可做简单的气密实验和畅通实验：将管的一端堵住，另一端接上气球，将气球握扁，气球不鼓起为气密良好，打开堵的一端，气球立即鼓起复原为畅通良好，如漏气，是管两端盖没拧紧，或胶垫坏，没垫正，变质等，应检查、更换胶垫或拧紧