光学瓦斯检定器的操作使用.docx

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光学瓦斯检定器的操作使用

光学瓦斯检定器的操作使用

永兴县煤炭技术培训中心

一、光学瓦斯检定器的特点及构造1、光学瓦斯检定器的功能和特点光学瓦斯检定器，是用来测定瓦斯浓度，也可测定其他气体（如二氧化碳等）的浓度的一种仪器。

按其测量瓦斯浓度的范围分为0～10%（精度0.01%）和0～100%（精度0.1%）两种。

这种仪器的特点是携带方便，操作简单，安全可靠，且有足够的精度；但构造复杂，维修不便。

2、光学瓦斯检定器的构造光学瓦斯检定器有很多种类，我国生产的主要有AQG和AWJ型，其外形和内部构造基本相同，现以AQG-1型为便说明其构造如下。

AQG-1型瓦斯检定器外形是个矩形盒子，其由气路、光路和电路三大系统组成，如图7—1所示。

⑴气路系统。

由吸气管4、进气管5、水分吸收管9、二氧化碳吸收管11、吸气橡皮球10、气室（包括瓦斯室和空气室）22和毛细管30等组成。

其主要部件的作用是：

气室用于分别存贮新鲜空气和含有瓦斯或二氧化碳的气体；水分吸收管内装有氯化钙（或硅胶），用于吸收混合气体中的水分，使之不进入瓦斯室，以使测定准确；毛细管，其外端连通大气，其作用是使测定时的空气室内的空气温度和绝对压力与被测地点（或瓦斯室内）的温度和绝对压力相同，同时又使含瓦斯的气体不能进入空气室；二氧化碳吸收管内装有颗粒直径为2～5mm的钠石灰，用于吸收混合气体中的二氧化碳，以便准确地测定瓦斯浓度。

（a）外形图（b）内部构造1—目镜；2—主调螺旋；3—微调螺旋；4—吸气孔；5—进气孔；6—微读数观穿窗；7—微读数电门；8—光源电门；9—水分吸收管；10—Ⅰ～吸气橡皮球；11—一氧化碳吸收管；12—干电池；13—光源盖；14—目镜盖；15—主调螺旋盖；16—灯泡；17—光栅；18—聚光镜；19—光屏；20—平行平面镜；21—平面玻璃；22—气室；23—反射棱镜；24—折射棱镜；25—物镜；26—测微玻璃；27—分划板；28—场镜；29—目镜保护盖；30—毛细管图7—1AQG-1型光学瓦斯检定器

⑵光路系统。

如图7—2所示。

⑶电路系统。

其功能和作用是为光路供给电源。

由电池12、灯泡16、光源盖13、光源电门8和微读数电门7组成。

二、光学瓦斯检定器的工作原理光学瓦斯检定器是根据光干涉原理制成的。

它的光路系统如图7—2所示。

其工作原理如下：

由光源1发出的光，经聚光镜2到达平面镜3。

并经其反折射形成两束光，分别通过空气室和瓦斯室，再经折光棱镜6折射到反射棱镜7，再反射给望远镜系统8。

由于光程差的结果，在物镜的焦平面上将产生干涉条纹。

由于光的折射率与气体介质的密度有直接关系，如果以空气室和瓦斯室都充入新鲜空气产生的条纹为基础（对零），那么，当含有瓦斯的空气充入瓦斯室时，由于空气室中的新鲜空气与瓦斯室中的含有瓦斯的空气的密度不同，他们的折射率即不同，因而光程也就不同，于是干涉条纹产生位移，从目镜中可以看到干涉条纹移动的距离。

由于干涉条纹的位移大小与瓦斯浓度的高低成正比关系，所以，根据干涉条纹的移动距离就可以测知瓦斯的浓度。

我们在分划板上读出位移的大小，其数值就是测定的瓦斯浓度。

1—光源；2—聚光镜；3—平面镜；4—平行玻璃；5—气室；6—折光棱镜；7—反射棱镜；8—望远镜系统图7—2AQG—1型瓦斯检定器的光路系统图

三、光学瓦斯检定器的操作1、使用光学瓦斯检定器之前的准备工作须对瓦斯检定器进行以下检查工作：

⑴检查药品性能。

检查水分吸收管9中的氯化钙（或硅胶）和外接的二氧化碳吸收管11中的钠石灰是否变色，若变色则失效，应打开吸收管更换新药剂，新药剂的颗粒直径要在2—5mm之间，不可过大或过小。

因为颗粒过大不能充分吸收通过气体中的水分或二氧化碳；颗粒过小又容量堵塞甚至其粉末被吸入气室内。

颗粒直径不合要求会影响测定的精度。

⑵检查气路系统。

首先检查吸气球是否漏气：

用手捏扁吸气球，另一手掐住胶管，然后放松气球，若气球不胀起，则表明不漏气；其次，检查仪器是否漏气：

将吸气胶皮管同检定器吸气孔4连接，堵住进气孔5，捏扁吸气球，松手后球不胀起为好；最后，检查气路是否畅通，即放开进气孔，捏放吸气球，以气球瘪起自如为好。

⑶检查光路系统。

按下光源电门，由目镜观察，并旋转目镜筒，调整到分划板清晰为止，再看干涉条纹是否清晰，如不清晰，可取下光源盖，拧松灯泡后盖，调整灯泡后端小柄，同时观察目镜内条纹，直到条纹清晰为止。

然后拧紧灯泡后盖，装好仪器。

⑷清洗瓦斯室。

在地面或井下新鲜空气中，手捏气球5—10次。

⑸对零。

按下微读数盘的零位刻度与指标线重合；旋下主调螺旋盖15，再按下光源电门8，调动主调螺旋2，同时观看目镜，在干涉条纹中选定一条黑基线与分划板的零位相重合，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15。

2、使用光学瓦斯检定器测定瓦斯浓度应按以下方法和步骤进行：

⑴调零。

在待测地点附近的进风巷道中，捏放气球数次，然后检查微读数盘的零位刻度与指标是否重合，选定的黑基线与分划板的零位是否重合。

若有移动，则按“对零”操作方法进行调整，使光谱处在零位状态。

⑵测定。

将连接在二氧化碳吸收管进气口的胶皮管伸向待测位置，然后捏放气球5—10次，将待测气体吸入瓦斯室。

⑶读数。

按下光源电门8，由目镜1中观察黑基线的位置。

如其恰与某整数刻度重合，读出该处刻度数值，即为瓦斯浓度；如果黑基线位于两个整数之间，如图7—3中b所示，则应顺时针转动微调螺旋3，使黑基线退到较小的整数位置上，如图7—3中c所示，然后，从微读数盘上读出小数位、整数与小数相加就是测定出的瓦斯浓度，例如，若从整数位读出的数值为1，微读数为0.52，则测定的瓦斯浓度1.52%。

3、应用光学瓦斯检定器测定二氧化碳浓度用光学瓦斯检定器测定二氧化碳浓度时，要首先测出瓦斯浓度，然后去掉二氧化碳吸收管，再测定出瓦斯和二氧化碳混合气体的浓度，后者减去前者，再乘以0.955的校正系数（由于二氧化碳的折射率与瓦斯折射率相差不大，一般测定时，也可不校正），即为所要测定的二氧化碳浓度。

注：

测瓦斯和混合气体要在同一地点、同一位置进行。

【例题】用光学瓦斯检定器在矿井总回风巷内进行测定工作，在未去掉二氧化碳吸收管时，测得巷道断面上、下1/5处的读数分别为0.68%和

0.45%；取下二氧化碳吸收管测得巷道断面下1/5处的读数为1.19%。

试计算并判定该回风巷中风流的瓦斯和二氧化碳浓度是否符合《规程》规定。

解：

⑴风流瓦斯浓度为0.68%。

⑵风流中二氧化碳浓度：

（1.19%—0.45%）×0.955=0.71%⑶风流中的瓦斯和二氧化碳浓度不超过0.75%，因此，符合《规程》规定。

4、使用光学瓦斯检定器进行测定时，发生零位漂移的原因和预防方法

光学瓦斯检定器发生零位漂移（俗称跑正或跑负），会造成测定结果不准或错误。

发生零位漂移的常见原因：

一是仪器空气室内不新鲜，毛细管失去作用；二是“对零”时的地点与待测地点的温度和压力相差较大；三是瓦斯室气路不畅通。

防止零位漂移的办法有：

⑴经常用新鲜空气清洗空气室，不要连班使用一个检定器，以免毛细管内空气不新鲜。

⑵仪器对零时，应尽量在与待测地点温度相近、标高相同的附近进风巷内进行，以免因温差、压差过大引起零位漂移。

⑶经常检查检定器的气路，发现不畅通或堵

5、当温度和气压变化较大时，校准光学瓦斯检定器测得的瓦斯浓度值光学瓦斯检定器是在1个标准大气压（1.01×105Pa）温度20℃的条件下标定刻度的。

当被测地点的大气压力超过（1.01×105±100）Pa、温度超过（20±2）℃范围时，应当进行修正。

修正的方法是将已测得的瓦斯或二氧化碳浓度值乘以校正系数K′：

K′=（101325/p）·（T/293）=345.82T/p（7-1）式中T—测定地点绝对温度，绝对温度与摄氏温度t的关系是T=t+273；P——测定地点的大气压力，Pa。

【例题】在井下某一地点用光学瓦斯检定器测定的风流中的瓦斯浓度为0.86%，同时测得该地点的空气温度为28℃、大气压力为78805Pa，求算校正系数为：

K′=345.82T/p=345.82（28+273）/78805=1.32该地点真实的瓦斯浓度值为：

0.86%×1.32=1.14%6、光学瓦斯检定器的常见故障与排除⑴检查药品时如药品失效会发现药品的颗粒变小成粉或胶结一起应及时更换，否则可能使测定甲烷数值偏高，有时甚至可阻塞进气管路。

⑵气密检查如果发现漏气应想法找出漏气的部位，及时更换吸管或吸球。

如漏气，在接头处应将漏气管头切下。

⑶检查光路如发现无光，应打开光源盖检查灯泡，及时更换。

如灯泡正常则应更换电池。

当发现灯光暗红时也是电池用得太久，应及时更换。

⑷当发现干涉条纹无法归零，或干涉条纹和分划板的刻线不平行，不要摔打，应找专职校对人员调校。

⑸当目镜内出现雾气也应找专职人员修理。

四、光学瓦斯检定器使用和保养注意事项⑴携带和使用时，防止和其他硬物碰撞以免损坏仪器内部零件和光学镜片。

⑵光干涉条纹不清晰，往往是由于空气湿度过大，光学玻璃上有雾粒或灰尘附在上面以至光学系统有毛病造成的。

如果调整光源灯泡后不能达到目的，就要由修理人员拆开进行擦拭，或调整光路系统。

⑶测定时，如果空气中含有一氧化碳、硫化氢等其他气体时，因为没有这些气体的吸收剂，将使瓦斯测定结果偏高。

为消除这一影响，应再加一个辅助吸收管，管内装有颗粒活性炭可消除硫化氧影响，装有40%氧化铜和60%二氧化锰的混合物，可消除一氧化碳的影响。

⑷在火区、密闭区等严重缺氧地点，由于气体成分变化大，用光学瓦斯检定器测定瓦斯时，测定结果会比实际浓度偏大很多（试验可知，氧气浓度每降低1%，瓦斯祺测定结果约偏大0.2%）。

这时，必须采取试样，用化学分析的方法而不准使用光学瓦斯检定器测定瓦斯浓度。

⑸高原地点的空气密度小、气压低，使用时应对仪器进行相应调整，或根据当地实测的空气温度和大气压力用公式（7-1）计算校正系数，对测定结果进行校正。

⑹仪器不用时，要放在干燥的地方，并取出电池，以防腐蚀仪器。

⑺要定期对仪器进行检查、校正，发现问题，及时维修，不准用损坏的仪器进行测定。