第四届晋城煤业杯煤炭行业职工职业技能大赛理论实践光干涉甲烷测定器.docx
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第四届晋城煤业杯煤炭行业职工职业技能大赛理论实践光干涉甲烷测定器
第四届“晋城煤业杯”煤炭行业职工职业技能大赛
光干涉甲烷测定器修理工理论考试题
光干涉甲烷测定器的日常维修与保养
应用光干涉原理，测量空气中甲烷浓度的仪器。
又叫光瓦。
产品名称光干涉式甲烷测定器
产品型号CJG10/CJG100型
产品简介该产品应用光干涉原理，可迅速准确地测定存在易燃易爆可燃性气体混合物的环境空气中的甲烷、二氧化碳等气体浓度，测量准确，视场清晰，调校、使用方便。
产品特点
主要技术指标
项目
技术指标
型号
GQJ-1B
CJG100
测量范围
（0～10）%
（0～100）%
基本误差
±0.3%
±3%
分化板分辨率
0.5%
5%
刻度盘量程
（0～1）%
（0～10）%
刻度盘分辨率
0.02%
0.2%
灯泡电压/电流
2.5V/0.3A
防爆型式
ExibⅠ
电池形式
2×R20锌锰电池
外形尺寸
225×135×70mm
重量
1.8kg
摘 要：
对光干涉甲烷测定器的主要几个部分作较为详尽的介绍，对常见问题提出解决的方法。
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关键词：
光干涉甲烷测定器维护
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光干涉甲烷测定器是用于测量煤矿井中的甲烷浓度，可消灭和减少重大事故的发生。
该仪器每天都在煤矿井下使用，井下条件十分恶劣，由于作业条件不好，仪器很容易被振动和碰撞，同时仪器内容易入煤尘岩粉及水气。
为了保证仪器的准确度及仪器内部的清洁，有些都位需要经常的维修，擦拭灰尘及保养。
下面我谈一下几个部位的维修与保养。
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一、气室组的维修
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气室是测定部位的主要组件，应保证严格的气密性。
气样室、空气室即不能漏气又不能相互串气。
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气密校验完以后，将气室包角螺钉松开，将气室玻璃垂直取下。
将气室一端放在300瓦的电炉或酒精上加热，当加热后涂上一薄层均匀的气室专用胶，再把已洗净的包角装上，放在带盖的盘里待装气室玻璃。
装气室玻璃时，用乙醇和纱布擦净，再将镜片按原位置装在气室两端，紧固各包角。
两端镜片都装完后，放在电炉或酒精灯上加热，当气室胶溶化时，用软木棒在气室玻璃上垂直地稍微用力压，使之密封。
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二、测微组的维修
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（一）测微组电路故障
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测微组电路的故障有以下几点：
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1．电源插头边或连接片与测微器盖接触产生短路。
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2．连接片焊接不牢。
会出现忽明忽暗现象。
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3．带螺母的盖板与螺钉接触不良，主要是盖板螺钉孔边缘有漆膜造成断路现象。
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（二）测微器壳盖的修理
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测微器测微手轮由塑料材质制成，这种材料易磨损和破碎。
更换手轮组装后旋转时要小心，各件间配合无明显晃动，松紧适度或更换新的壳。
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（三）测微螺杆组的修理
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刻度盘易老化和破裂，如果发现破裂应更换新的。
如果刻度盘的字和线的黑色脱落时，在擦干净后涂生漆、炭黑。
再用刀片刮净。
大齿轮与小齿轮配合要平稳柔和，不应有过松、过紧或卡滞等现象。
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（四）测微器壳盖与测微螺杆组的组合
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首先检查测微器壳盖的电路是否接通，确认电路畅通后即可组合。
如组合时出现严重的卡滞现象尽量缩小小齿轮和大齿轮之间的配合间隙，同时可调整小齿轮座架的位置。
如测微器壳盖和底板发生变形，可放在平台上用木锤校平，然后用砂纸研平。
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三、调微螺杆组的维修
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是由M8×0.5-2级螺纹的螺杆和连接座组合而成，煤尘很容易进入到间隙中，这时需拆卸下来用汽油清洗加润滑油，转动应灵活、平稳，不应有急跳、卡滞、过松过紧等现象。
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四、吸收管组、干爆管组的维修
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（一）吸收管组的维修
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1．吸收管漏气一般是由于在换吸收剂后重装塞块时把脱脂棉毛夹在塞块和管的中间所造成。
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2．塞块使用时间久了要老化弹性减弱，容易引起漏气应更换新的橡胶塞块。
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3．黑胶管由于老化经常弯折易产生裂纹造成漏气，这时应更换新胶管。
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4．吸收管由有机玻璃制成，碰撞之后易产生裂纹，这时必须更换新的吸收管。
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（二）干燥管组的维修
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1．此组件最容易漏气的部位是橡胶垫圈，如老化则要更换新的。
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2．带气嘴的螺盖，有的是金属件组焊的，如由于碰撞而开焊，电烙铁焊封上。
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3．当更换新干燥管时管端面不平和掉渣也会漏气，可以用砂纸在平台上研磨，清洗干净后装配。
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五、各镜片组的维修
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（一）平面镜组的修理
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将螺钉、压板、垫片等分别拆卸下来，楹开挡片钉，小心取出平面镜。
先将金属零件清洗干净，然后擦拭平面镜。
擦拭干净后，重新组装好。
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当需要更换新镜片时，平面镜与平面镜座之间接触应良好，两者之间最大间隙不得不大于0.05毫米（即两者接触面间至少有1/2不透光）。
当有缝隙时，仪器受到冲击或温度变化时干涉条纹易产位移，导致仪器不准确。
如果有缝隙，则将压板螺钉松开，把平面镜翻过来试试。
如仍然有缝隙可将镜座拆下，放在不台上用细砂纸研磨，进行角度调整，使底面与侧面垂直（90°），从而使镜片镜座贴紧。
固定压板螺钉要松紧适度，如果过紧或两螺钉用力不均都会使平面镜产生内应力，直接影响干涉条纹清晰度。
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（二）折光棱镜组的修理
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经过一段时间使用，折光棱镜表面不仅会附着煤尘，还会附着油脂等灰尘混合的浊污，或被水滴等弄脏，从而使光的反射能为变差。
将螺钉、压板、垫片等逐件卸下来，松开偏心垫圈，小心取下棱镜清洗干净。
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在金属件组装前应将金属件清洗干净，两支柱要求等高，否则会使镜片受力不均产生应力，导致干涉条纹模糊不清。
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镜片装到座上后，压板的两个螺钉松紧要适度，同时偏心垫圈要靠紧在镜片上，使镜片不易串动。
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六、电路的修理
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对电路的修理有下列要求：
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1．开关启闭要灵活可靠，不允许有忽明忽暗的现象。
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2．本仪器电线应采用13股，线径0.15毫米、单芯（铜芯乙烯绝缘花线12/0.15）。
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3．电线两端去皮不能过长，要求去皮长度为2.5毫米左右，更不能剪断芯线的股线，芯线的股线要集中焊，否则会影响亮度。
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4．电线的焊接点要用酒精将焊剂清洗干净，再涂防腐蚀黑漆，否则会腐蚀导线、增加电阻。
使光源亮度减弱。
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5．开关里的弹簧片有霉蚀时就用细砂纸磨光，以免影响导电性能，如果弹片的弹力不够要更换。
固定弹片的铆接点不应活动，有活动的必须铆紧，否则也会影响导电性能。
一、填空题
1、光程是光线通过的介质折射率与其在介质中传播的路程的乘积。
2、光干涉甲烷测定器结构由光路、气路和电路三部分组成。
3、光干涉甲烷测定器电路部分包括电池、开关、灯泡等部件。
4、测量仪器的基本性能是指衡量仪器测量能力的指标，如准确度、灵敏度、重复性、稳定性等。
5、光干涉甲烷测定器的测定范围主要有（0--10）％和（0--100）％两种。
6、光干涉甲烷测定器的检定方法采用压力法。
7、对光干涉甲烷测定器进行气密性实验时，对测定器甲烷室气路系统施加7Kpa压力，5min内压力降不得超过10pa.
8、计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检验。
9、光干涉甲烷测定器外观和通电用目测和手动检查。
10、光干涉甲烷测定器的检定周期一般不超过1年。
11、检定数据应记入统一格式的原始记录内，保持时间最少2年。
12、光瓦测量时，氧气浓度每降低1％，瓦斯浓度测定值约偏大0.2％。
13、检定光瓦要求环境温度为15-35℃，检定基本误差时，环境温度波动不得超过±2℃，相对湿度应小于85％。
13、检定前，标准器具、被检仪器、配套装置等应在检定室的条件下放置4小时。
14、检定装置的不准确度不应超过被检仪器基本误差的1/3，仪器的测量重复性以单次测量的标准差表示，其值不应超过误差的1/3。
15、仪器的扩散性能检查要求将仪器零位调到1％处，将进、出气嘴堵上，放入箱内，向箱内注入2-2.5％甲烷的气体，保持压力平衡。
历时8小时后，取出仪器，其零位变化不得超过±0.05％。
16、光瓦基本误差规定标准为：
0﹤X≦1％时，误差为±0.05％，1％﹤X≦4％时，误差为±0.1％，4﹤X≦7％时，误差为±0.2％，7﹤X≦10％时，误差为±0.3％.
17、按规程规定检定合格的仪器发给检定证书，不合格的发给检定结果通知书，并写明不合格项目。
18、光瓦检定以算术平均值作为检定结果值。
19、光瓦组件中共有透镜6个。
20、AQG型100％光瓦气室长度为24mm。
二、单项选择题
1．计量是实现单位统一，量值准确可靠的活动，其全面特点是（c ）。
A，统一、准确、可靠； B．代表性、完整性、严密性；
C．准确性、一致性、溯源性、法律性 D．准确性、统一性、法律性。
2．下列不属于计量内容的是（ c）。
A，计量单位与单位制 B．量值传递与溯源
c．测量仪器的购置 D．计量管理
3．在不同的测量条件下，同一被测量的量值测量结果之间的一致性；称为测量结果的（c ）。
A．重复性 B．稳定性
C．复现性 D．统一性
4．任何测量误差都可表示为（b ）的代数和。
A，系统误差与真值 B．随机误差与系统误差
C．随机误差与真值 D．测量值与随机误差
5．显示装置能有效辨别的最小示值差称为（b ）。
A．灵敏度 B．分辨力
C．稳定性 D．偏移六西格玛品质论坛
6．测量仪器的规定计量特性不受损也不降低，其后仍可在额定操作条件下运行所能承受的极端条件称为（ d ）
A．参考条件 B．标准条件
C．使用条件 D．极限条件
7．我国法定计量单位的主体是（ c ）。
A．CGS单位制 B．工程单位制
C．SI单位制 D．MKS单位制
8．测量仪器的标称范围上限值和下限值之差的绝对值称为（ c）
A．测量范围 B．标称范围
C．量程 D．计量规程
9．测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力称为（ b）。
A．漂移 B．稳定性
C．灵敏度 D．偏移
10．计量检定的的依据是（ b ）。
A．校准规范 B．检定规程
C．《计量法》 D．合同规定
11．测量控制体系是指（ d）。
A．为确保测量设备与预期使用要求想一致所需的一组相关的或相互作用的要素
B．用于保证计量可靠和适当的测量准确度的全部法规、技术手段及必要的各种运作。
C．为核查计量器具是否依照法律、法规正确使用和诚实使用，而对计量器具制造、安装、修理或使用进行控制的程序。
D．为实现测量过程连续控制和计量确认所需的一组相关的或相互作用的要素
12、低瓦斯矿井中，相对瓦斯涌出量大于（A）或有瓦斯喷出的个别区域（采区或工作面）为高瓦斯区，该区应按高瓦斯矿井管理。
A、10m3/t，B、5m3/t，
C、40m3/tD、20m3/t
13、挡风墙外的瓦斯浓度（A）至少检查1次。
A、每周，B、每旬，
C、每天D、每月
14、采掘工作面及其它作业地点风流中瓦斯浓度达到（B）时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。
A、1.0%，B、1.5%，
C、2.0%D、2.5%
15．将5．0851修约到十分位的0．1单位，则修约数为（d ）
A．5．08 B．5．9
C．5．8 D．5．09
16．用标准（偏）差表示的测量不确定度称为（ c）。
A．扩展不确定度 B．均疽不确定度
C．标准不确定度 D．标准差不确定度
17．测量不确定度表示测量值之间的（ b）。
A，差异性 B．分散性
C．波动性 D．随机性
18．《规程》对矿井有害气体中一氧化碳最高允许浓度是（B）。
A、0.00024%，B、0.0024%，
C、0.024%D、0.24%
19．爆破地点附近20米以内风流中瓦斯浓度达到（A）时，严禁爆破。
A、1.0%，B、1.5%，
C、0.75%D、2%
20．停风区中瓦斯浓度超过（A），必须采取安全措施，控制风流排放瓦斯。
A、1.0%，B、1.5%，
C、3.0%D、2%
三、判断题
1、光程差是光线通过路径与其折射率的乘积。
（×）
2、测量的最终目的是为了减小误差。
（×）
3、光干涉甲烷测定器不能检测高浓度瓦斯。
（×）
4、用光干涉甲烷测定器测甲烷应将吸收管放在巷道上部。
（√）
5、光干涉型甲烷测定器可以检测二氧化碳。
（√）
6、选仪器要求精度和量程同时兼顾。
（√）
7、光干涉条纹在刻度上移动的距离就是瓦斯浓度值。
（×）
8、用光干涉甲烷测定器测甲烷应将吸收管放在巷道中部。
（×）
9、光瓦检定装置水柱计里装的是纯净水。
（×）
10、用光瓦可以测量除甲烷和二氧化碳以外的气体。
（√）
11、《煤矿安全规程》是行业规程，具有法律效力。
（√）
12、《煤矿安全规程》规定在采掘工作面的进风流中氧气浓度不得低于17%（×）
13、矿井通风方法是扩散通风和机械通风。
（×）
14、突出煤层的串联通风不得超过一次（×）
15、1台局部通风机可以同时向2个掘进工作面供风。
（×）
16、矿井瓦斯涌出量是指矿井生产过程中，从开采煤层、围岩和邻近煤层涌出瓦斯量的总和。
（√）17、材料堆放断面不得超过巷道断面的1/3.（√）
18、矿井把沼气称为瓦斯。
（√）
19、通风网络图是不按比例、不反应空间关系的单条线。
（√）
20、矿井有效风量不得低于80%。
（×）
四、简答题
1、光干涉甲烷测定器由几部分组成？
各包括何部件？
答：
光干涉甲烷测定器由三部分组成：
（1）光路：
包括光源聚光镜、三棱镜、平面镜、气室等
（2）气路：
包括吸气球、气室、干燥剂、二氧化碳管
（3）电路：
包括：
电池、开关、灯泡
2、测量仪器的基本性能有哪些？
答：
测量仪器的基本性能有：
精确度、稳定性、影响系数、量程、输出输入特性、可靠性、经济性等7个方面
3、什么是仪器的系统误差，如何产生的？
答：
指服从一定规律即多次测量，按一定函数规律出现的误差，它大多是由测试设备引起的，其特点是有规律可循，能通过修正的方法消除。
4、试述用光干涉甲烷测定器测定甲烷和二氧化碳浓度的方法。
答：
1）甲烷浓度的测定。
测定时将连接气样入口的橡皮管伸至测定地点，然后慢慢握压吸气球5～7次使待测气体进入气样室，由目镜中观察干涉条纹，先读出对零时所选的那根条纹在分划板上位置的整数，然后转动测微手轮，把此条纹退到所读取整数的刻度线上，按下测微照明电路按钮，读出指标线在刻度盘上的读数，两读数之和即为测定结果。
测定后应把刻度盘退转到零位位置。
2）二氧化碳浓度测定。
在没有甲烷而只有二氧化碳环境里，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气，与上述操作方法相同，但其实际浓度为所得读数乘以换算系数0.952。
在有甲烷的地方测定二氧化碳，或是在测定甲烷的同时又测定二氧化碳，必须先测出甲烷和二氧化碳的混合浓度（不用钠石灰吸收二氧化碳，只用硅胶或氯化钙吸收水蒸气），然后用钠石灰吸收二氧化碳后测甲烷浓度，两次测得的读数相减，所得差乘以换算系数0.952即为为二氧化碳的实际浓度。
5、什么叫矿井瓦斯？
答：
矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷。
6、什么叫相对瓦斯涌出量？
答：
矿井在正常生产情况下，平均日产1t煤所涌出的瓦斯量。
7、光瓦主要由哪11种主要部件组成？
答：
照明装置组、聚光镜组、平面镜组、折光棱镜组、反射棱镜组、物镜组、测微组、目镜组、吸收管组、气室组与气路系统、开关组。
8、光瓦光学镜片维护的注意事项由哪些？
答：
A、擦拭镜片时，手指不能与抛光面接触，以免腐蚀镜片
B、擦光学镜片的溶剂最好用无水乙醇，油污严重的镜片用无水乙醇清洗后，再用乙醚擦拭，使镜片表面更加干净。
C、用热胶安装物镜时，要严格控制温度，而冷胶时，要配制好适宜浓度的虫胶溶液，严禁乙醇进入胶合层，造成物镜开胶，影响光谱清晰度。
D、在装物镜时，当镜片与镜座孔径不吻合时，严禁用力强压，以免脱胶。
9、安全仪器的“四证一标志”的内容是什么？
答：
防爆检验合格证、性能测试合格证、技术鉴定证书、生产许可证和煤矿安全标志（MA）。
10、光的基本规律有哪些?
答：
光的直线传播规律，光的独立传播规律，光反射定律，光的折射定律，光路可逆原理。
五、计算题
检定光瓦时，环境温度为17.4℃湿度为70%，大气压为98Kpa,无干扰气体，试问3%CH4时对应的水柱高度为多少？
（g取9.797cm/m2、d取998.77Kg/m3）
解：
P校=1.765T校X
P校=1.765×（273+17.4）×3=1537.668Pa
H=1537.668/（9.797×998.77）=0.157146（mH2O）
=157.15mmH2O
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