檢測儀器儀表課件

礦井通風(fēng)與安全檢測儀器儀表課件緒論教學(xué)目的1.通過教學(xué)使學(xué)生掌握有關(guān)測量儀器的概念；

2.通過教學(xué)使學(xué)生掌握有關(guān)儀器基本性能的參數(shù)概念；

3.通過教學(xué)使學(xué)生掌握測量誤差的概念及分；重點(diǎn)1、測量儀器的基本性能；

2、測量誤差的概念及分類。難點(diǎn)測量儀器的基本性能一、煤礦安全儀器儀表的分類根據(jù)其用途不同可分為三大類。

(一)礦井環(huán)境條件檢測和監(jiān)控儀器儀表

這類儀器也稱預(yù)防性儀器，主要用來檢測礦井的環(huán)境條件，預(yù)防事故的發(fā)生。它以電子產(chǎn)品為主，現(xiàn)已形成監(jiān)測系統(tǒng)。按其用途不同又可分為井下空氣成分檢測儀器、甲烷檢測儀器、礦井氣象條件檢測儀器和粉塵檢測儀器幾類。

(二)礦山救護(hù)技術(shù)裝備

礦山救護(hù)技術(shù)裝備是減少事故損失的重要手段，也是我國煤礦使用最早的安全裝備。按其用途不同可分為氧氣呼吸器、自救器、蘇生器及其它救護(hù)裝備幾類。

(三)其它安全裝備

其它安全裝備包括通風(fēng)除塵裝備、瓦斯抽放設(shè)備、防滅火及注漿設(shè)備等。（二）誤差來源1、儀器誤差2、環(huán)境誤差3、人員誤差4、方法誤差（三）誤差類型按照誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因可分：

1.粗大誤差：在相同的條件下測量同一量時(shí)，明顯地歪曲測量結(jié)果的誤差稱粗大誤差。是指一種顯然與事實(shí)不符的誤差。含有粗大誤差的測量值稱異常值或壞值。沒有任何規(guī)律可循。它主要是由于讀數(shù)錯(cuò)誤，記錄錯(cuò)誤，操作儀器不正確，測量過程中的失誤以及計(jì)算錯(cuò)誤等原因造成的明顯地歪曲了測量結(jié)果。2．系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差是指服從一定規(guī)律(如定值、線性、多項(xiàng)式、周期性等函數(shù)規(guī)律)的誤差。3．隨機(jī)誤差：隨機(jī)誤差是指服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律的誤差。誤差按其因次(單位)的不同可分：1．絕對(duì)誤差：絕對(duì)誤差是指以被測量的單位來表示的誤差，數(shù)值上等予儀器的示值與約定真值之差。2相對(duì)誤差：相對(duì)誤差指絕對(duì)誤差與被測量實(shí)際值T(或示值)之比，通常以百分?jǐn)?shù)表示。3．引用誤差：引用誤差是指絕對(duì)誤差與量程B的比值，并以百分?jǐn)?shù)表示。評(píng)價(jià)測量儀器品質(zhì)的指標(biāo)是多方面的。儀器的基本性能，主要是指衡量儀器測量能力的一些指標(biāo)，如精確度、穩(wěn)定性、測量范圍、動(dòng)態(tài)性能等。但工作可靠性、經(jīng)濟(jì)性也很重要，這些因素在很大程度上影響儀器的使用。（一）精確度

1．精密度

精密度是指在測量中所測數(shù)值重復(fù)一致的程度。即對(duì)某一穩(wěn)定的被測量在相同的規(guī)定工作條件下，由同一測垂者用同一儀器在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)按同一方法連續(xù)重復(fù)測量多次，其測量示值的不一致程度。2．準(zhǔn)確度

準(zhǔn)確度是指儀器的示值有規(guī)律地偏離真值大小的程度。

3.精確度(簡稱精度)

精度是測量的精密與準(zhǔn)確程度的綜合反映。精密度高是精度高的必要條件，但并非充分條件。三、測量儀器的基本性能(二)穩(wěn)定性

穩(wěn)定性是指儀器的性能在工作條件保持恒定的情況下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保持不變的能力。它用精密度的數(shù)值和觀測時(shí)間長短一起來表示。(三)影響系數(shù)

儀器由于室溫、大氣壓、振動(dòng)等外部狀態(tài)變化及電源電壓、頻率等工作條件變化對(duì)示值的影響統(tǒng)稱為環(huán)境影響，用影響系數(shù)來表示。(四)儀器輸入輸出特性

說明儀器輸入、輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系的主要性能有

1．靈敏度

靈敏度是指儀器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化對(duì)輸入變化的比值。

2.

分辨率

使示值變化的最小輸入變化值叫做儀器的分辨率。

3．線性度

線性度用來說明輸出量與輸入量的實(shí)際關(guān)系曲線偏離直線的程度。4.

滯環(huán)

滯環(huán)是指儀器正向(上升)特性和反向(下降)特性不一致的程度。第一章礦井空氣成分檢測儀器儀表教學(xué)目的1.通過教學(xué)使學(xué)生熟悉檢定管檢測儀器的結(jié)構(gòu)和它的工作原理；2.

通過教學(xué)使學(xué)生掌握井下空氣成分的檢測方法，掌握檢定管檢測氣體的方法；重點(diǎn)1、檢定管的結(jié)構(gòu)和它的工作原理；

2、井下空氣成分的檢測方法，掌握檢定管檢測氣體的方法。難點(diǎn)井下空氣成分的檢測方法，掌握檢定管檢測氣體的方法。第一節(jié)多種氣體鑒定器

一、采樣器

(一)J一1采樣器

J-1采樣器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)取樣唧筒，它是由鋁合金管及氣密性良好的活塞所組成。抽取一次氣樣為50ml，在活塞桿上有l(wèi)0等分刻度，并標(biāo)有吸入試樣的毫升(mL)

數(shù)。采樣器的前端有個(gè)三通閥，當(dāng)閥把3平放時(shí)，是吸取氣樣位置，如取樣地點(diǎn)采樣器不便進(jìn)入時(shí)，可在氣樣入口1處接膠管來吸取，閥把3處于垂直位置時(shí)，

可將吸入唧筒的氣樣通過檢定管插孔壓入檢定管，而閥把3處于450位置時(shí)，三通閥為關(guān)閉狀態(tài)。

（二）AQY-50型采樣器

與J一1采樣器

相類似。

（三）DQJD-2型采樣器

1、結(jié)構(gòu)與工作原理

2、使用方法

3、檢查與校驗(yàn)

2、檢定管的工作原理當(dāng)含有被測氣體的空氣以一定的速度通過檢定管時(shí)，被測氣體與指示膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)指示膠變色的程度或變色的長度來確定其濃度。前者稱為比色式，后者稱為比長式。由于比色式檢定管的靈敏度低、顏色不易辨認(rèn)，兩個(gè)色階代表的濃度間隔太大、成本高、定量測定準(zhǔn)確性差等缺點(diǎn)，所以目前主要用比長式檢定管。我國用于煤礦的檢定管有一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、二氧化氮及氧等幾種。

(1)一氧化碳檢定管是以活性硅膠為載體，吸附化學(xué)試劑碘酸鉀和發(fā)煙硫酸作為指示膠，當(dāng)含有一氧化碳的空氣通過檢定管時(shí)，與指示膠反應(yīng)，有碘生成，沿玻璃管壁形成一個(gè)棕色環(huán)，隨著氣流通過，棕色環(huán)向前移動(dòng)，其移動(dòng)的距離與被測空氣中的一氧化碳含量成正比關(guān)系，因此當(dāng)檢定管中通過定量空氣后，根據(jù)色環(huán)移動(dòng)的距離便可測得所測空氣中的一氧化碳含量。

(2)硫化氫檢定管也是以活性硅膠為載體，而它所吸附的化學(xué)試劑為醋酸鉛，當(dāng)含有硫化氫的空氣通過檢定管時(shí)，便與指示膠反應(yīng)沿玻璃管壁產(chǎn)生一褐色的變色柱，變色柱的長度與空氣中硫化氫的含量成正比關(guān)系。根據(jù)這一原理便可測得空氣中硫化氫的含量。(3)二氧化碳檢定管是以活性氧化鋁作為載體，吸附帶有變色指示劑的氫氧化鈉作為指示膠。當(dāng)含有二氧化碳的空氣通過檢定管時(shí)，與活性氧化鋁上所載的氫氧化鈉反應(yīng)，由原來的藍(lán)色變?yōu)榘咨?，白色藥柱的長度與被測空氣中二氧化碳含量成正比，根據(jù)白色藥柱的長度可以直接從檢定管上的刻度讀出二氧化碳濃度。3、使用方法1)采樣與送氣。不同的檢定管要求用不同的采樣和送氣方法。對(duì)于不很活潑的氣體，如C0、C02等，一般是先將氣體吸入采樣器，在此之前應(yīng)在測定地點(diǎn)將活塞往復(fù)抽送2---3次，使采樣器內(nèi)原有的空氣完全被氣樣取代。打開檢定管兩端的封口，把檢定管濃度標(biāo)尺標(biāo)“0"的一端插在采樣器的插孔．2中，然后將氣樣按規(guī)定的送氣時(shí)間以均勻的速度送入檢定管。如果是較活潑的氣體，如H2S，則應(yīng)先打開檢定管兩端封口，把檢定管濃度標(biāo)尺上限的一端插入采樣器的氣樣入口1中，然后以均勻的速度抽氣，使氣樣先通過檢定管后進(jìn)入采樣器。在使用檢定管時(shí)，不論用送氣或抽氣方式采樣，均應(yīng)按照檢定管使用說明書的要求準(zhǔn)確采樣。(2)讀取濃度值a檢定管上印有濃度標(biāo)尺。濃度標(biāo)尺零線一端稱為下端，測定上限一端稱為上端。送氣后由變色柱(或變色環(huán))上端所指示的數(shù)字，可直接讀取被測氣體的濃度。根據(jù)變色柱的狀況有四種量讀方法。

1變色柱界限與“0"線平行，清楚無虛影

2

變色柱界限與“0"線不平行

3

變色界限為凹面

4

變色界限不清楚有虛影。2、使用方法1）、報(bào)警儀使用之前，應(yīng)先在地面上用配置的充電器把電池充滿。2）、開機(jī)：在關(guān)機(jī)狀態(tài)下按開關(guān)鍵，報(bào)警儀開機(jī),進(jìn)入甲烷檢測狀態(tài)。3）、關(guān)機(jī)：在開機(jī)狀態(tài)下按開關(guān)鍵，報(bào)警儀關(guān)機(jī)。4）、顯示切換：按轉(zhuǎn)換鍵可在甲烷顯示和一氧化碳顯示之間切換。5）、顯示時(shí)間、報(bào)警儀電池電壓值：按電壓鍵，報(bào)警儀先顯示時(shí)間，然后顯示電池電壓。3、調(diào)試方法1）、自動(dòng)校準(zhǔn)報(bào)警儀零點(diǎn):（P1）（1）、甲烷:把報(bào)警儀開機(jī)，插入帶電充電器充電1秒鐘解鎖后，置于甲烷濃度為零的環(huán)境里(如清新空氣),按轉(zhuǎn)換鍵切換到甲烷顯示狀態(tài)，10分鐘后，按下標(biāo)校鍵彈出調(diào)校菜單，數(shù)碼管顯示P1字符，再按標(biāo)校鍵，報(bào)警儀自動(dòng)把當(dāng)前狀態(tài)標(biāo)為零點(diǎn)，退出菜單，返回到甲烷檢測狀態(tài)。（2）、一氧化碳:把報(bào)警儀開機(jī)，插入帶電充電器充電1秒鐘解鎖后，置于一氧化碳濃度為零的環(huán)境里(如清新空氣),按轉(zhuǎn)換鍵切換到一氧化碳顯示狀態(tài)，10分鐘后，按下標(biāo)校鍵彈出調(diào)校菜單，數(shù)碼管顯示P1字符，按標(biāo)校鍵，報(bào)警儀自動(dòng)把當(dāng)前狀態(tài)標(biāo)為零點(diǎn)，退出菜單，返回到一氧化碳檢測狀態(tài)。3）、調(diào)報(bào)警點(diǎn):（1）、甲烷:把報(bào)警儀開機(jī),插入帶電充電器充電1秒鐘解鎖后，按轉(zhuǎn)換鍵切換到甲烷顯示狀態(tài),按下標(biāo)校鍵彈出調(diào)校菜單，數(shù)碼管顯示P1字符，再按兩下開關(guān)鍵,數(shù)碼管顯示P3字符,按標(biāo)校鍵顯示當(dāng)前甲烷的報(bào)警值。按開關(guān)鍵（+）或者電壓鍵（－）,把報(bào)警儀顯示的報(bào)警值加減調(diào)整到所需的目標(biāo)報(bào)警值,然后按一下標(biāo)校鍵確認(rèn)，報(bào)警儀報(bào)警點(diǎn)調(diào)校完畢，返回到甲烷檢測狀態(tài)。（2）、一氧化碳:把報(bào)警儀開機(jī),插入帶電充電器充電1秒鐘解鎖后，按轉(zhuǎn)換鍵切換到一氧化碳顯示狀態(tài),按下標(biāo)校鍵彈出調(diào)校菜單，數(shù)碼管顯示P1字符，再按兩下開關(guān)鍵,數(shù)碼管顯示P3字符,按標(biāo)校鍵顯示當(dāng)前一氧化碳的報(bào)警值。按開關(guān)鍵（+）或者電壓鍵（－）,把報(bào)警儀顯示的報(bào)警值加減調(diào)整到所需的目標(biāo)報(bào)警值,然后按一下標(biāo)校鍵確認(rèn),報(bào)警儀報(bào)警點(diǎn)調(diào)校完畢,返回到一氧化碳檢測狀態(tài)。4）、調(diào)時(shí)間:報(bào)警儀開機(jī),插入帶電充電器充電1秒鐘解鎖后，按下標(biāo)校鍵彈出調(diào)校菜單，數(shù)碼管顯示P1字符，再按三下開關(guān)鍵,數(shù)碼管顯示P4字符,按標(biāo)校鍵,報(bào)警儀顯示時(shí)間,小時(shí)顯示值閃動(dòng)指示當(dāng)前調(diào)校的是小時(shí)值,按開關(guān)鍵（+）或者電壓鍵（－）把小時(shí)值加減調(diào)整到所需的目標(biāo)小時(shí)值,然后按一下標(biāo)校鍵確認(rèn),小時(shí)值調(diào)校完畢。同時(shí)分鐘顯示值閃動(dòng)指示當(dāng)前調(diào)校的是分鐘值,按開關(guān)鍵（+）或者電壓鍵（－）把分鐘值加減調(diào)整到所需的目標(biāo)分鐘值,然后按一下標(biāo)校鍵確認(rèn),報(bào)警儀時(shí)間值調(diào)校完畢,返回到甲烷檢測狀態(tài)。4、注意事項(xiàng)1）、欠壓提示:當(dāng)電池電壓低于3.30V時(shí)，蜂鳴器周期性的發(fā)出“嘀、嘀”聲音提示。2）、關(guān)機(jī)保護(hù):當(dāng)電池電壓低于3.10V時(shí)，則報(bào)警儀自動(dòng)關(guān)機(jī)，請(qǐng)充電后再使用。3）、故障顯示:當(dāng)報(bào)警儀沒有掛接黑白元件或者黑白元件失效后,報(bào)警儀數(shù)碼管顯示－0.00提示。4）、面膜開關(guān)的按鍵按下時(shí),報(bào)警儀會(huì)發(fā)出相應(yīng)的按鍵音。如按鍵按下無按鍵音,則表示按鍵失效。5）、在調(diào)校狀態(tài)下，當(dāng)按鍵連續(xù)50秒沒有按下時(shí)，報(bào)警儀退出調(diào)校狀態(tài)，返回到甲烷檢測狀態(tài)。6）、把報(bào)警儀插入帶電充電器充電1秒，報(bào)警儀解鎖；把報(bào)警儀關(guān)機(jī)后，報(bào)警儀自動(dòng)上鎖。7）、報(bào)警儀上鎖后，不能調(diào)校各項(xiàng)參數(shù)。只有解鎖后，按標(biāo)校鍵后才能進(jìn)入標(biāo)校菜單調(diào)校各項(xiàng)參數(shù)。8）、報(bào)警儀解鎖后，報(bào)警燈每5秒鐘閃爍一次提示。由于氧的磁性最強(qiáng)，所以含氧混合氣磁化率主要由氧的濃度決定。順磁性氣體能被磁場吸引。隨著溫度升高，氧的磁性減弱，即氧具有熱磁效應(yīng)?；谶@一物理現(xiàn)象，可以測定氧氣濃度。圖4-32為熱磁效應(yīng)氧氣傳感器工作原理圖。傳感器制成環(huán)形室，環(huán)形室中有玻璃制成的連通管。在連通管上繞有兩組加熱電阻絲R1和R2，接于直流電橋中，其中R1接在永久磁鐵兩極之間。當(dāng)混合氣體中不含氧氣時(shí)，連通管兩端壓力相同，氣流不流經(jīng)橫向測量管，R1=R2，電橋平衡。當(dāng)待測氣體中含有氧氣時(shí)，由于氧的順磁性，氣體在磁場作用下吸入連通管，并被加熱。由于熱磁效應(yīng)，氧受熱后順磁性減弱，被加熱的氣體受到排斥，在連通管內(nèi)形成被稱為“磁風(fēng)”的連續(xù)氣流，氣流速度取決于氧的濃度。受氣流影響，電阻絲溫度發(fā)生變化，導(dǎo)致電橋失去平衡，用輸出電壓信號(hào)可度量氧氣的濃度。二、電化學(xué)法測氧

1.電化學(xué)燃料電池測氧

電化學(xué)燃料電池也稱伽伐尼電池，其原理如圖4-30所示。

從上面反應(yīng)式可以看出，一個(gè)失去電子，另一個(gè)得到電子，如果在兩極間加上負(fù)載就會(huì)有電流輸出，電流的大小取決于透過薄膜的氧氣量的多少，測量出電流的數(shù)值，即可獲得氧氣的濃度，從而達(dá)到測定氧氣(O2)濃度的目的。第二章礦井通風(fēng)檢測儀器儀表一.溫度檢測的主要方法及分類

1）接觸式測溫方法接觸式測溫方法是使溫度敏感元件和被測溫度對(duì)象相接觸，當(dāng)被測溫度與感溫元件達(dá)到熱平衡時(shí)，溫度敏感元件與被測溫度對(duì)象的溫度相等。這類溫度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，精度高，穩(wěn)定性好，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。這類測溫方法的溫度傳感器主要有：基于物體受熱體積膨脹性質(zhì)的膨脹式溫度傳感器；基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體電阻值隨溫度變化的電阻式溫度傳感器；基于熱電效應(yīng)的熱電偶溫度傳感器。第一節(jié)氣候條件檢測儀器儀表2）非接觸式測溫方法非接觸式測溫方法是應(yīng)用物體的熱輻射能量隨溫度的變化而變化的原理。物體輻射能量的大小與溫度有關(guān)，并且以電磁波形式向四周輻射，當(dāng)選擇合適的接收檢測裝置時(shí)，便可測得被測對(duì)象發(fā)出的熱輻射能量，并且轉(zhuǎn)換成可測量和顯示的各種信號(hào)，實(shí)現(xiàn)溫度的測量。這類測溫方法的溫度傳感器主要有光電高溫傳感器、紅外輻射溫度傳感器、光纖高溫傳感器等。非接觸式溫度傳感器理論上不存在熱接觸式溫度傳感器的測量滯后和在溫度范圍上的限制，可測高溫、腐蝕、有毒、運(yùn)動(dòng)物體及固體、液體表面的溫度，不干擾被測溫度場，但精度較低，使用不太方便。

1、液體膨脹式溫度計(jì)壓力式溫度計(jì)壓力式溫度計(jì)是根據(jù)一定質(zhì)量的液體、氣體在定容條件下其壓力與溫度呈確定函數(shù)關(guān)系的原理制成的。主要由感溫包、傳遞壓力元件（毛細(xì)管）、壓力敏感元件（彈簧管、膜盒、波紋管等）、齒輪或杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、指針和讀數(shù)盤組成。溫包、毛細(xì)管和彈簧管的內(nèi)腔共同構(gòu)成一個(gè)封閉容器，其中充滿了感溫介質(zhì)。當(dāng)溫包受熱后，內(nèi)部介質(zhì)因溫度升高而壓力增大，壓力的變化經(jīng)毛細(xì)管傳遞給彈簧管使其變形，并通過傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)，指示出相應(yīng)的溫度數(shù)值。因此，這種溫度計(jì)的指示儀表實(shí)際上就是普通的壓力表。壓力式溫度計(jì)的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度較高，抗振性較好。

2.熱電偶熱電偶是目前應(yīng)用廣泛、發(fā)展比較完善的溫度傳感器，它在很多方面都具備了一種理想溫度傳感器的條件。

1）熱電偶的特點(diǎn)（1）溫度測量范圍寬。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前熱電偶的品種較多，它可以測量自-271～2800℃乃至更高的溫度。（2）性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確可靠。在正確使用的情況下，熱電偶的性能是很穩(wěn)定的，其精度高，測量準(zhǔn)確可靠。

（3）信號(hào)可以遠(yuǎn)傳和記錄。由于熱電偶能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，因此可以遠(yuǎn)距離傳遞，也可以集中檢測和控制。此外，熱電偶的結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，其測量端能做得很小。因此，可以用它來測量“點(diǎn)”的溫度。又由于它的熱容量小，因此反應(yīng)速度很快。

2）熱電偶的測溫原理

Ⅰ.熱電效應(yīng)

熱電偶測溫是基于熱電效應(yīng)。在兩種不同的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A和B組成的閉合回路中，如果它們兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，則回路中產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢，通常我們稱這種電動(dòng)勢為熱電勢，這種現(xiàn)象就是熱電效應(yīng)，如圖所示。熱電偶的材料要求根據(jù)上述熱電偶的測溫原則，理論上任何兩種導(dǎo)體均可配成熱電偶，但因?qū)嶋H測溫時(shí)對(duì)測量精度及使用等有一定要求，故對(duì)制造熱電偶的熱電極材料也有一定要求。除滿足上述對(duì)溫度傳感器的一般要求外，還應(yīng)注意如下要求:（1）在測溫范圍內(nèi)，熱電性質(zhì)穩(wěn)定，不隨時(shí)間和被測介質(zhì)而變化，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，不易氧化或腐蝕；（2）電導(dǎo)率要高，并且電阻溫度系數(shù)要小；熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的基本組成包括熱電極、絕緣套管、保護(hù)套管和接線盒等部分，其結(jié)構(gòu)如圖所示。一般選作感溫電阻的材料必須滿足如下要求：①電阻溫度系數(shù)ａ要高，這樣在同樣條件下可加快熱響應(yīng)速度，提高靈敏度。通常純金屬的溫度系數(shù)比合金大，一般均采用純金屬材料；②在測溫范圍內(nèi)，化學(xué)、物理性能穩(wěn)定，以保證熱電阻的測溫準(zhǔn)確性；③具有良好的輸出特性，即在測溫范圍內(nèi)電阻與溫度之間必須有線性或接近線性的關(guān)系；④具有比較高的電阻率，以減小熱電阻的體積和重量；⑤具有良好的可加工性，且價(jià)格便宜。比較適合的材料有鉑、銅、鐵和鎳等。它們的阻值隨溫度的升高而增大，具有正溫度系數(shù)。

3.熱電阻

1）工作原理大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻具有隨溫度變化的特性，其特性方程如下：Rt=R0［1+a(t-t0)］

2）熱電阻傳感器的結(jié)構(gòu)熱電阻傳感器是由電阻體、絕緣管、保護(hù)套管、引線和接線盒等組成，如圖所示。

2.輻射測溫方法

亮度測溫法全輻射測溫法紅外線測溫法光纖測溫法二、濕度檢測儀器

干濕球濕度儀表

由兩支相同的溫度計(jì)和一個(gè)通風(fēng)器組成。水銀溫度計(jì)1為干球溫度計(jì)，另一個(gè)為水銀球上裹有一層濕的棉紗布的濕球溫度計(jì)；雙層金屬保護(hù)管以防熱輻射；風(fēng)扇使風(fēng)管中產(chǎn)生穩(wěn)定的氣流，使溫度計(jì)的水銀球處于同一風(fēng)速下，測定流動(dòng)狀態(tài)下的空氣溫度。由于濕球表面的水分蒸發(fā)要吸熱，因而濕球溫度計(jì)的溫度低于干球溫度計(jì)的示數(shù)，空氣的相對(duì)濕度越小，蒸發(fā)吸熱作用越顯著，干、濕溫度差也就越大。根據(jù)干、濕溫度計(jì)讀數(shù)的差值和濕球溫度計(jì)讀數(shù)，由空氣濕度表即可查出空氣的相對(duì)濕度。

第二節(jié)風(fēng)速測量

一、機(jī)械葉輪式風(fēng)速計(jì)

第三節(jié)空氣壓力測量儀表

1.Ｕ形管壓力計(jì)

U形管壓力計(jì)可以測量表壓、真空以及壓力差，其測量上限可達(dá)1500mm液柱高度。U形管壓力計(jì)的示意圖如圖所示，它由U形玻璃管、刻度盤和固定板三部分組成。根據(jù)液體靜力平衡原理可知，在U形管的右端接入待測壓力，作用在其液面上的力為左邊一段高度為ｈ的液柱，和大氣壓力P0作用在液面上的力所平衡，即P絕Ａ＝（hρg＋P0）Ａ

如將上式左右部分的Ａ消去，得

或

P表＝hρg式中：Ａ為U形管截面積；ρ為U形管內(nèi)所充入的工作液體密度；P絕、P0分別為絕對(duì)壓力和大氣壓力；P表為被測壓力的表壓力，P表=P絕-P0；h為左右兩邊液面高度差。U形管壓力計(jì)

2.單管壓力計(jì)

U形管壓力計(jì)在讀數(shù)時(shí)，需讀取兩邊液位高度，將其相減，使用起來比較麻煩。為了能夠直接從一邊讀出壓力值，人們將U形壓力計(jì)改成單管壓力計(jì)形式，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。即把U形管壓力計(jì)的一個(gè)管改換成杯形容器，就成為單管壓力計(jì)。杯內(nèi)充有水銀或水，當(dāng)杯內(nèi)通入待測壓力時(shí)，杯內(nèi)液柱下降的體積與玻璃管內(nèi)液柱上升的體積是相等的。這樣，就可以用杯形容器液面作為零點(diǎn)，液柱差可直接從玻璃管刻度上讀出。

單管壓力計(jì)

由于左邊杯的內(nèi)徑Ｄ遠(yuǎn)大于右邊管子的內(nèi)徑ｄ，當(dāng)壓力P絕加于杯上，杯內(nèi)液面由0—0截面下降到2—2截面處，其高度為h2，玻璃管內(nèi)液柱由0—0截面上升到1—1截面處，其高度為h1，而杯內(nèi)減少的工作液的體積等于玻璃管內(nèi)增加的工作液的體積，即

或

因?yàn)?/p>

故

由于D>>d,所以

項(xiàng)可以忽略

被測壓力P表可寫成

P表＝ρgh1

單管壓力計(jì)的“零”位刻度在刻度標(biāo)尺的下端，也可以在上端。液柱高度只需一次讀數(shù)。使用前需調(diào)好零點(diǎn)，使用時(shí)要檢查是否垂直安裝。單管壓力計(jì)的玻璃管直徑，一般選用3～5mm。

3.斜管壓力計(jì)一般當(dāng)測量的壓力較低，并要求有較高的測量精確度時(shí)，不應(yīng)采用Ｕ形或單管壓力計(jì)。這時(shí)，通常改用斜管壓力計(jì)。

斜管壓力計(jì)就是將單管壓力計(jì)的玻璃管傾斜放置，如下圖所示。由于h1讀數(shù)標(biāo)尺連同單管一起被傾斜放置，使刻度標(biāo)尺的分度間距離得以放大，這樣就可以測量到1/10mm水柱的微壓，所以有時(shí)又把斜管壓力計(jì)叫做微壓力計(jì)。

傾斜管壓力計(jì)

若將被測壓力P通入容器，則玻璃管中液面的位置將移動(dòng)為l。如忽視容器中波面的降低，則測得的壓力可用下式表示式中：l為液體自標(biāo)尺零位向上移動(dòng)的毫米數(shù)；α為玻璃管的傾斜角；ρ為液體密度。可見，斜管壓力計(jì)所測量的壓力等于傾斜管中液面移動(dòng)的距離，與該液體密度和玻璃管傾斜角α的正弦之乘積。YYT-200型單管傾斜壓差計(jì)補(bǔ)償式微壓計(jì)補(bǔ)償式微壓計(jì)可以用來測量微小的相對(duì)壓力，其最小分度值為0.01mmH2O，測量范因?yàn)?~150mmH2O。(1)微調(diào)部分。微調(diào)盤6上刻有200等分刻度，并固定在長螺桿4上，長螺桿帶動(dòng)水匣2作上升或下降運(yùn)動(dòng)，在水匣嘴上裝有示度塊(圖中未畫出)，由示度塊在度板5及字板7中間移動(dòng)來指示出水匣的位移高度。(2)水準(zhǔn)觀測部分。在觀測筒12內(nèi)裝有水準(zhǔn)頭11，用它來觀測由于引入壓力后觀測筒內(nèi)液面的變化。

(3)反光鏡部分。反光鏡14固定在鏡殼上，用它來反射觀測筒內(nèi)的水準(zhǔn)頭與液面的接觸情況，以水準(zhǔn)頭的尖棱與其倒影相接觸作為微壓計(jì)讀數(shù)的調(diào)整“基點(diǎn)”。

(4)外殼部分。殼體及橫擔(dān)用來支持長螺桿，在殼體上還裝有水準(zhǔn)管1及調(diào)整螺釘13以便將儀器調(diào)平。第三章礦用甲烷檢測儀第一節(jié)光干涉式瓦斯檢定儀

一、原理與結(jié)構(gòu)光干涉式瓦斯檢定儀是利用光干涉原理，測定甲烷和二氧化碳等多種氣體的一種便攜式檢測儀器。光干涉式瓦斯檢定儀光學(xué)系統(tǒng)如圖所示。

光干涉式瓦斯檢定儀就是在氣室的中央小氣室(或稱做氣樣室)內(nèi)吸人一定濃度的甲烷，而在兩側(cè)氣室或稱空氣室中保持新鮮空氣并與大氣相通，由此產(chǎn)生干涉條紋的位移，可以從與甲烷濃度相對(duì)應(yīng)的分劃板上讀出甲烷在空氣中的含量。儀器的讀數(shù)能讀出小數(shù)點(diǎn)以后的數(shù)值，是根據(jù)玻璃的入射光和出射光平行地錯(cuò)動(dòng)一個(gè)距離的原理，改變測微玻璃的傾角來測定小數(shù)。

二、光學(xué)甲烷檢定器的使用光學(xué)甲烷檢定器的使用步驟如下