光學(xué)瓦斯檢測儀器課件

1、單位：盤縣煤礦安全培訓(xùn)中心 教師：張元吉 二0一三年五月 2 教學(xué)對象： 煤礦瓦斯檢查工 3 教學(xué)方法： 講授法加演示法 利用光學(xué)瓦斯檢定器進行手指 口述示范教學(xué)。 4 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 一、光學(xué)瓦斯檢查儀器的概念、結(jié)構(gòu)、種類及用途 二、光學(xué)瓦檢器工作原理 三、光學(xué)瓦檢器工作性能檢查和儀器校正 四、使用光學(xué)瓦檢器測定CH4和CO2濃度的方法和步 驟 五、使用光學(xué)瓦檢器常見故障及處理方法 六、光學(xué)瓦檢器日常維護、保養(yǎng)以及使用時要注意 事項 七、小結(jié) 5 重點重點：使用光學(xué)瓦檢器測定CH4和CO2濃度 的方法和步驟 難點難點：一、光學(xué)瓦檢儀檢查和校正操作演練 二、使用光學(xué)瓦檢儀測定CH4和CO2

2、濃度操作演練 6 教學(xué)目的： 通過教學(xué)使學(xué)員掌握光學(xué)瓦檢儀器構(gòu)造 和工作原理，會維護、保養(yǎng)儀器，會排除 一般故障， 會校正儀器 ，更重要的是會快 捷、準(zhǔn)確使用儀器測定出CH4和CO2濃度。 為煤礦搞好瓦斯治理實現(xiàn)安全生產(chǎn)作貢獻。 7 引言 礦井瓦斯是煤礦重要災(zāi)害之一。搞好瓦斯 檢測工作是提供安全有效排放治理瓦斯是決策 措施依據(jù)；是預(yù)防和杜絕瓦斯事故非常重要基 礎(chǔ)性工作。 煤礦瓦斯檢查員是國家煤礦法定的主要特 殊工種之一。作為瓦檢員必須掌握瓦檢儀器構(gòu) 造和工作原理，會維護、保養(yǎng)儀器，會排除 一般故障， 會校正儀器 更重要的是會快捷、準(zhǔn) 確使用儀器測定出CH4和CO2濃度，為治理瓦斯 提供決策措施

3、依據(jù)。 當(dāng)前，光學(xué)瓦檢器仍是煤礦井下檢測瓦斯?jié)?度安全性好、精度較高、很適用的一種儀器。 8 一、光學(xué)瓦斯檢查儀的概念、結(jié)構(gòu)、種類用途 （一）光學(xué)瓦斯檢查儀的概念 光學(xué)瓦斯檢查儀是根據(jù)光學(xué)原理制作的，用來 測定空氣中的瓦斯（CH4）和二氧化碳（CO2）氣體 濃度的一種儀器。以下簡稱為簡稱為光學(xué)瓦檢器。 （二）光學(xué)瓦檢器種類及結(jié)構(gòu) 我國制造的光學(xué)瓦檢器有西安和撫順兩個產(chǎn)家， 分別有AQJ和AWJ型高、低濃度光學(xué)瓦檢器兩種。 其中，AQJ-1型低濃度（檢測范圍：0-10%）光學(xué) 瓦檢器在煤礦井下常見使用。 光學(xué)瓦檢器其外觀似個矩形盒子，分別由光路 系統(tǒng)、電路系統(tǒng)和氣路系統(tǒng)三大系統(tǒng)組成。 9 光學(xué)瓦

4、斯檢查儀的概念、結(jié)構(gòu)、種類用途 1、光路系統(tǒng) 由光源，聚光鏡，平面鏡，平行玻璃， 折光棱鏡，反折棱鏡，望遠系統(tǒng)組成。 其功能是產(chǎn)生光干涉條紋，以及產(chǎn)生氣 體介質(zhì)密度不同的光位移。 10 光學(xué)瓦斯檢查儀的概念、結(jié)構(gòu)、種類用途 2、電路系統(tǒng) 由干電池，燈泡，光源蓋，光源電門 （粗讀數(shù)電門），微讀數(shù)電門等組成。 其功能是為光路系統(tǒng)提供電源。 11 光學(xué)瓦斯檢查儀的概念、結(jié)構(gòu)、種類用途 3、氣路系統(tǒng) 由吸氣皮球，吸氣管，進氣管，水分吸收管，二氧化碳 吸收管，氣室，毛細管等組成。其主要部件及作用如下： A、氣室：用于分別存貯新鮮空氣和含有瓦斯（CH4）氣體。 B、毛細管：其外端與大氣連通，作用是使測定時

5、的空氣室內(nèi) 的空氣溫度和絕對壓力與被測地點的溫度和絕對壓力保持 相同，同時又使用權(quán)含瓦斯的氣體不能進入空氣室。 C、水分吸收管：管內(nèi)裝有氯化鈣（或硅膠），用于吸收混合 氣體中的水分，使之不進入瓦斯室，以使測定結(jié)果準(zhǔn)確。 D、二氧化碳吸收管：管內(nèi)裝有顆粒直徑為2-5mm的鈉石灰， 用于吸收混合氣體中的二氧化碳，以便準(zhǔn)確地測定瓦斯?jié)?度。 12 二、光學(xué)瓦檢器工作原理 由光源發(fā)出的光，經(jīng)聚光鏡到達平面鏡，并經(jīng)其反射 和折射形成兩束光，分通過空氣室（兩側(cè)）和瓦斯室（中 間），再經(jīng)折光棱鏡折射到反射棱鏡，最后反射給望遠系 統(tǒng)。由于光程差的結(jié)果，在物鏡的焦平面上將產(chǎn)生干涉條 紋。 由于光的折射率與氣體介

6、質(zhì)的密度有直接關(guān)系。如果 以空氣室都充入新鮮空氣產(chǎn)生的條紋為基準(zhǔn)線（對零）， 那么當(dāng)含有瓦斯的空氣充入瓦斯室。因空氣室中的新鮮空 氣與瓦斯室中的含有瓦斯的空氣的密度不同，它們的折射 率即不同，進而光程也就不同，于是干涉條紋產(chǎn)生位移。 從目鏡中可以看到干涉條紋移動的距離。 由于干涉條紋的位移大小與瓦斯?jié)舛鹊亩嗌俪烧汝P(guān) 系，所以根據(jù)干涉條紋的移動距離就可以測知瓦斯的濃度。 在分劃板（粗讀數(shù)刻度盤）上讀出位移的大小，其數(shù)值 就是測定的瓦斯?jié)舛?13 三、光學(xué)瓦檢器工作性能檢查和儀器校正 （一） 光學(xué)瓦檢器工作性能檢查 1、外觀檢查 電源門的防爆蓋，目鏡蓋，主螺旋蓋及橡皮管件等齊全完 好；儀器無損傷

7、現(xiàn)象。 2、藥品性能 通過肉眼觀察其藥品（氯化鈣或硅膠、鈉石灰）的顏色和 顆粒度大小。顏色變?yōu)槭?，反之有效；鈉石灰的顆粒度 直徑在2-5mm之間，過大不能充分吸收通過氣體中的水份 和二氧化碳；過小又容易堵塞甚至其粉未被吸入空氣室內(nèi)。 顆粒度直徑不符合要求會影響測定精度。 14 光學(xué)瓦檢器工作性能檢查和儀器校正 3、光、電路系統(tǒng) 按下光源電門（主電源門），由目鏡觀察：亮度是否 符合要求？分劃板刻度線及干涉條紋是否清晰？ 如亮度弱或不亮更換干電池或燈泡。 如分劃板刻度線及干涉條紋不清晰由目鏡觀察， 并旋轉(zhuǎn)目鏡筒調(diào)整至分劃板清晰為止；若干涉條紋不清晰， 可取下光源蓋，擰松燈泡后坐蓋，調(diào)整燈泡后端小

8、柄，同 時由目鏡觀察干涉條紋至到清晰為止。然后擰緊燈泡后坐 蓋裝好儀器。 15 光學(xué)瓦檢器工作性能檢查和儀器校正 4、氣路系統(tǒng) 按照由“吸氣橡皮球吸氣管進氣管水分吸收 管二氧化碳吸收管輔助管部件先后順序進行檢查， 找出堵塞或漏氣部件。 其操作方法： 先用一只手堵住進氣孔，用另一手捏扁吸氣橡皮球。然后， 松手吸氣橡皮球不脹起，即管件及氣路系統(tǒng)不漏氣暢通； 放開進孔，捏、放吸氣橡皮球，以吸氣橡皮球脹起自如為 好。 16 光學(xué)瓦檢器工作性能檢查和儀器校正 （二）校正儀器 1、清洗瓦斯室 在地面或井下（井底車場，局部通風(fēng)風(fēng) 筒口）新鮮空氣中，手捏橡皮球5-10次或 數(shù)次。 17 光學(xué)瓦檢器工作性能檢查

9、和儀器校正 2、對零（雙歸零） A、先按下微讀數(shù)電源門，觀看微讀數(shù)刻度盤，同時 調(diào)動（逆時針方向）微調(diào)螺旋，直至指標(biāo)線與零 刻度線正好重合微（精）讀數(shù)對零工作完畢。 B、之后，旋擰下主調(diào)螺旋蓋，按下主電源門由目鏡 盯住分劃板上干涉條紋線，旋轉(zhuǎn)主調(diào)螺旋，在干 涉條紋線中選一條明顯的作為基線與分劃板的零 刻度線正好重合。記住這條與零刻度線正好重合 的干涉條紋線，蓋好主調(diào)螺旋蓋粗（大）讀 數(shù)對零工作完畢。 18 四、使用光學(xué)瓦檢器測定CH4和CO2濃度的方法步驟 （一） 使用光學(xué)瓦檢器測定CH4濃度的方法步驟 第一步，對零。在待測地點附近的進風(fēng)流中進行操作。其“對零”的操作方 法同上所述。 第二步，

10、測定。將連接在二氧化碳吸收管進氣口的輔助管伸向待測位置 （井巷頂部周圍：有支架50mm;錨噴、砌碹200mm風(fēng)流中)，然后捏 放橡皮球5-10次，將所測氣體吸入儀器氣室。 第三步，讀數(shù)。按下光源電門，由目鏡中觀察原對零那條基線移動的位 置。如其恰好與某整數(shù)刻度線重合，該刻度數(shù)值即為所檢測的瓦斯?jié)?度；如原對零那條基線移動的位置位于兩個整數(shù)之間，按下主電源門 不松手指,由目鏡眼睛盯著那條基線, 按順時針方向轉(zhuǎn)動微調(diào)螺旋，使 那條基線退到正中壓在小的那條刻度線上，然后按下微讀數(shù)電門，從 微讀數(shù)盤上讀出小數(shù)（精讀數(shù)），最后將那小的整數(shù)值加上精讀數(shù)值， 所得的數(shù)值即為測定的瓦斯?jié)舛戎怠?19 使用光學(xué)

11、瓦檢器測定CH4和CO2濃度的方法步驟 （二） 使用光學(xué)瓦檢器測定CO2濃度的方法 步驟 首先在靠近巷道底板處測定出瓦斯的濃 度；然后在同一地點，去掉二氧化碳吸收 管用水份吸收管測定出瓦斯和二氧化碳混 合氣體的濃度 。后者減去前者，再乘以 0.955的校正系數(shù)（由于瓦斯和二氧化碳的 折射率相差不大，一測定時也可不校正）， 即為所測定的二氧化碳濃度。 20 五、使用光學(xué)瓦檢器常見故障及處理方法 （一）零位“漂移” 1、原因：儀器氣室內(nèi)空氣不新鮮，毛細管失去作用；“對零”時的地點與 待測地點的溫度和絕對壓力相差很大；瓦斯室氣路不暢通。 2、處理方法：經(jīng)常用新鮮空氣清洗氣室，不要連班使用一臺瓦檢器，

12、避 免毛細管內(nèi)空氣不新鮮；儀器對零時，應(yīng)盡量在與待測地點溫度、標(biāo) 高相近的附近進風(fēng)巷內(nèi)進行，避免因溫度和壓差過大引起零位“漂移”； 經(jīng)常檢查氣路系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)不暢通或堵塞要及時修理。 （二）干涉條紋無法歸零或干涉條紋和分劃板刻度線不平行 不要摔撞儀器，應(yīng)找專職人員調(diào)校。 （三）目鏡內(nèi)出現(xiàn)霧氣找專職人員修理。 （四）無光或亮度不夠換燈泡、換干電池。 （五）藥品失效換藥品。 （六）漏氣找出漏氣部件，撤切除更換處理。 21 六、光學(xué)瓦檢器日常維護、保養(yǎng)以及使用時要注意的事項 （一）正確攜帶（示范）和使用好瓦檢器，防止與其它硬物 碰撞，損壞儀器內(nèi)部零件及光學(xué)鏡片。 （二）光干涉條紋不清晰。若調(diào)整光源燈泡不

13、能處理，就拆 開儀器擦拭附在光學(xué)玻璃鏡片上的霧粒、灰塵，調(diào)整光路 系統(tǒng)。 （三）如果空氣中含有一氧化碳、硫化氫氣體，會使瓦斯?jié)?度檢測結(jié)果偏高。其處理方法：一是增加一個輔助吸收管， 其內(nèi)裝有顆?；钚蕴?，可消除硫化氫氣體的影響；二是增 加一個輔助管，其內(nèi)裝有40%氧化銅或60%二氧化錳的混 合物，則可消除一氧化碳的影響。 （四）氧氣的影響。氧氣每降低1%，測量結(jié)果偏大0.2% 22 光學(xué)瓦檢器日常維護、保養(yǎng)以及使用時要注意的事項 （五）大氣壓的影響。高原地區(qū)氣壓低，空氣密度小測量 的瓦斯?jié)舛葦?shù)值偏聽偏小，應(yīng)按修正公式計算校正。 （六）火區(qū)的影響?；饏^(qū)范圍及附近氣溫高，氧氣濃度低， 對測定精度影響較大，甚至于不能用該儀器測定火區(qū)范 圍及附近的瓦斯?jié)舛取?（七）高濃度二氧化碳的影響?？蓪着_儀器的二氧化碳 吸收管串聯(lián)使用。 （八）按有關(guān)規(guī)定將儀