23-4便攜式安全生產(chǎn)監(jiān)測裝置

我國煤礦使用的光干涉瓦斯檢定器類型很多,以日本里研18型最為廣泛。

現(xiàn)以撫順煤礦安全儀器廠生產(chǎn)的AQG-1甲烷測定器為例講解。光干涉式瓦斯檢定我國煤礦使用的光干涉瓦斯檢定器類型很多,以日本里研18型最1

AQG-l型光學(xué)甲烷檢定器結(jié)構(gòu)圖1——目鏡；2——主調(diào)螺旋；3——微調(diào)螺旋；4——吸氣孔；5——進(jìn)氣孔；6——微讀數(shù)觀察孔；7——微讀數(shù)電門；8——光源電門；9——水分吸收管；10——吸氣橡皮球；11——二氧化碳吸收管；12——干電池；13——光源蓋；14——目鏡蓋；15——主調(diào)螺旋蓋；16——燈泡；17——光柵；18——凸鏡；19——光屏；20——平行平面鏡；21——平面玻璃22——?dú)馐遥?3——反光棱鏡；24——折射棱鏡；25——物鏡；26——測微玻璃；27——分劃板；28——場鏡；29——目鏡保護(hù)玻璃；30——毛細(xì)管AQG-l型光學(xué)甲烷檢定器結(jié)構(gòu)圖1——目鏡；2——主調(diào)螺旋2氣樣室氣樣室3

由光源l發(fā)出的光經(jīng)過凸鏡2后到達(dá)平面鏡3，在O點(diǎn)分為兩束光，一束光被表面反射，另一束光折射入平面鏡后又被全鍍銀的后表面反射。第I束光穿過氣室5的側(cè)室，折光棱鏡6將其折回穿過另一側(cè)室后回到平面鏡3，折射入平面鏡后在其表面反射于O‘點(diǎn)穿出平面鏡。第Ⅱ束光被平面鏡后表面反射后穿過氣室5的中央小氣室后，折光棱鏡6將其折回，仍然通過中央小氣窒回到平面鏡的O‘點(diǎn)。在O‘點(diǎn)兩束光會合，一同射人反射鏡7被全反射入由零件8～12組成的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)。

1、光干涉式瓦斯檢定儀原理與結(jié)構(gòu)1、光干涉式瓦斯檢定儀原理與結(jié)構(gòu)4

平面鏡3的反射面與折光棱鏡6的反射面是不平行的，而是呈一個(gè)微小的交角ε(例如ε=1°)，因此，兩束光在0′點(diǎn)處并不重合，但相距甚微，且仍然保持平行，

這樣兩束光滿足振動(dòng)方向相同、頻率相同和相位差一定三個(gè)條件而產(chǎn)生光干涉。

觀測者在望遠(yuǎn)鏡的目鏡中便可觀測到干涉條紋。干涉條紋的寬度決定于交角ε

，交角ε值越小，干涉條紋寬度越寬。當(dāng)平面鏡3與折光棱鏡6的反射面平行時(shí)，即ε=0°

，干涉條紋無限寬，這時(shí)在儀器中看不到干涉條紋。ε值變大，條紋寬度變窄。儀器正是利用這種關(guān)系來改變條紋的寬度來達(dá)到校正條紋寬度的目的。

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2、折射率與光程的概念

①某一物質(zhì)的折射率等于光在真空中傳播的速度除以光在這一物質(zhì)中傳播的速度。②光程等于光線所通過的路程乘以光所通過的物質(zhì)的折射率。如果兩列光波通過路程的長短不同、或是通過的物質(zhì)不同、或是通過的路程和物質(zhì)都不同，光程都可能不同。兩列光波光程長短的差別，叫做光程差：兩列具有光程差的相干波(同一光源發(fā)出的光波)相遇，就會產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象。

2、折射率與光程的概念6

AQG-l型光學(xué)甲烷檢定器結(jié)構(gòu)圖1——目鏡；2——主調(diào)螺旋；3——微調(diào)螺旋；4——吸氣孔；5——進(jìn)氣孔；6——微讀數(shù)觀察孔；7——微讀數(shù)電門；8——光源電門；9——水分吸收管；10——吸氣橡皮球；11——二氧化碳吸收管；12——干電池；13——光源蓋；14——目鏡蓋；15——主調(diào)螺旋蓋；16——燈泡；17——光柵；18——凸鏡；19——光屏；20——平行平面鏡；21——平面玻璃22——?dú)馐遥?3——反光棱鏡；24——折射棱鏡；25——物鏡；26——測微玻璃；27——分劃板；28——場鏡；29——目鏡保護(hù)玻璃；30——毛細(xì)管AQG-l型光學(xué)甲烷檢定器結(jié)構(gòu)圖1——目鏡；2——主調(diào)螺旋7(1)對吸收管內(nèi)的干燥劑等藥品進(jìn)行檢查。水分吸收管內(nèi)的干燥劑可以用氯化鈣或變色硅膠。變色硅膠為藍(lán)色顆粒狀，吸濕后變?yōu)榉奂t色。吸濕變色后的硅膠經(jīng)過干燥處理后可以復(fù)用。氯化鈣CaCl2：是極強(qiáng)的干燥劑。二氧化碳吸收管內(nèi)裝鈉石灰又名堿石灰，即氫氧化鈣與氫氧化鈉(或鉀)的混臺物。吸收二氧化碳由粉紅色顆粒變?yōu)榈S色。2、光學(xué)甲烷檢定器的使用(1)對吸收管內(nèi)的干燥劑等藥品進(jìn)行檢查。水分吸收管內(nèi)8(2)對儀器進(jìn)行氣密性檢查。先檢查吸氣橡皮球是否漏氣。檢查的方法是一只手捏扁吸氣球壓出球內(nèi)氣體，另一手壓住球上的膠皮管，如球不膨脹還原，就證明不漏氣，否則可以從氣球是否損壞、活塞芯子是否清潔等方面來找原因。然后對儀器的氣樣通道進(jìn)行檢查。檢查方法與檢查吸氣球一樣，只是把壓住吸氣球上的橡皮管改為堵住儀器的進(jìn)氣孔。有條件的可在氣樣入口與出口處加上約6864Pa的壓差，若在1min內(nèi)壓力不下降，說明不漏氣。否則應(yīng)對各連接部分分別檢查，找出原因進(jìn)行檢修。(2)對儀器進(jìn)行氣密性檢查。先檢查吸氣橡皮球是否漏氣9

(3)檢查干涉條紋是否清晰。

把電池裝入儀器，按下光源電門8，由目鏡觀察，旋轉(zhuǎn)保護(hù)玻璃調(diào)整視度直到數(shù)字最清晰，再看干涉條紋是否清晰。如不清晰，可將光源燈泡蓋打開，調(diào)整其位置來改善條紋清晰度。

(4)調(diào)零。

測定前，首先在與待測定地點(diǎn)溫度相近的地點(diǎn)，捏吸氣橡皮球數(shù)次進(jìn)行“換氣”，以免因溫差過大而出現(xiàn)零點(diǎn)漂移。其次，微數(shù)對零，按下微讀數(shù)電門7，反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)微數(shù)讀數(shù)盤，使其零位對準(zhǔn)指示線。再次，基線對零。按光源電門8，觀看目鏡，轉(zhuǎn)動(dòng)主調(diào)螺旋2，使干涉條紋中最明顯的一條黑線(常稱黑基線)對準(zhǔn)零位，最后蓋好主調(diào)螺旋蓋15。

(3)檢查干涉條紋是否清晰。把電池裝入儀器，按下10

(5)測定。

將進(jìn)氣膠管伸入測點(diǎn)，捏吸氣橡皮球5～6次，吸入待測氣體。按下光源電門，由目鏡讀出黑基線在刻度板上所處的位置。如黑基線處于刻度板兩個(gè)整數(shù)之間，如1％～2％，則順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)螺旋3，同時(shí)觀看黑基線退到較低的數(shù)值1％上，然后按下微讀數(shù)電門，讀出微讀數(shù)盤上的讀數(shù)為。測定的甲烷濃度為l％％＝％；最后將微盤讀數(shù)退回零位。測定二氧化碳時(shí)，先用上述方法測定甲烷濃度，再取下二氧化碳吸收管，然后在同一側(cè)點(diǎn)再測定甲烷和二氧化碳的混合氣體濃度。從混合氣體濃度中減去甲烷濃度，再乘以系數(shù)，即為測點(diǎn)的實(shí)際二氧化碳濃度。(5)測定。將進(jìn)氣膠管伸入測點(diǎn)，捏吸氣橡皮球5～611光學(xué)甲烷檢定器是根據(jù)甲烷折射率，并在溫度為20℃和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下標(biāo)定刻度值的，用它測定其他氣體時(shí)，都要做相應(yīng)的校正。其校正系數(shù)為：式中—甲烷、空氣和待測氣體的折射率。（2-1）K=

某些氣體的折射率氣體名稱空氣CO2CH4H2H2SSO2COO2折射率1.0002721.0004181.0004111.0001291.0005761.0006711.0003111.000253光學(xué)甲烷檢定器是根據(jù)甲烷折射率，并在溫度為20℃和標(biāo)12

幾種常見氣體校正數(shù)氣體名稱CH4CO2H2C2H4H2SK10.955-0.9860.349-4.088對于溫度和大氣壓的校正，可用下式計(jì)算校正系數(shù)：×K’=

=

3.526

式中:T一一測點(diǎn)的絕對溫度，K；P一一測點(diǎn)的大氣壓力，hPa(百帕)。幾種常見氣體校正數(shù)氣體名稱CH4CO2H2C2H413甲烷檢測報(bào)警儀的日常使用、維護(hù)保養(yǎng)及調(diào)校（1）根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和企業(yè)有關(guān)規(guī)定：礦副總以上干部、專業(yè)技術(shù)人員、放炮員、防突員、監(jiān)測工、掘進(jìn)機(jī)司機(jī)、電瓶車司機(jī)、井下流動(dòng)性電鉗工、采煤機(jī)司機(jī)、鉆機(jī)司機(jī)、安監(jiān)處長、調(diào)度所長、技術(shù)科長等單位的班隊(duì)長必須攜帶便攜式甲烷報(bào)警儀。

（2）在煤礦井下必須每天檢查安全監(jiān)控設(shè)備及電纜是否正常，使用便攜式甲烷檢測報(bào)警儀與甲烷傳感器進(jìn)行對照，并將記錄和檢查結(jié)果報(bào)監(jiān)測值班員。當(dāng)兩者計(jì)數(shù)誤差大于允許誤差時(shí)，先以讀數(shù)較大者為依據(jù)，采取安全措施并必須在8h內(nèi)對2種設(shè)備調(diào)校完畢。甲烷檢測報(bào)警儀的日常使用、維護(hù)保養(yǎng)及調(diào)校（1）根據(jù)《煤14（3）高瓦斯和煤（巖）與瓦斯突出礦井的采煤工作面上隅角，必須設(shè)置便攜式甲烷檢測報(bào)警儀。

（4）采煤機(jī)和掘進(jìn)機(jī)必須設(shè)置機(jī)載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報(bào)警儀，掘進(jìn)班（隊(duì)）長和采煤班（隊(duì)）長的便攜式甲烷檢測報(bào)警儀必須懸掛在采煤面的上隅角。

（5）在煤（巖）與瓦斯突出礦井和瓦斯噴出區(qū)域中，進(jìn)風(fēng)的主要運(yùn)輸巷道和回風(fēng)巷道內(nèi)，使用礦用防爆特殊型蓄電池電機(jī)車或礦用防爆型柴油機(jī)車時(shí)，蓄電池電機(jī)車必須設(shè)置車載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報(bào)警儀，柴油機(jī)車必須設(shè)置便攜式甲烷檢測報(bào)警儀。當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^0.5%時(shí)，必須停止機(jī)車運(yùn)行。（3）高瓦斯和煤（巖）與瓦斯突出礦井的采煤工作面上隅角，15

（6）當(dāng)煤礦井下工作地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到便攜式甲烷檢測報(bào)警儀報(bào)警值時(shí)，便攜式甲烷檢測報(bào)警儀發(fā)出警報(bào)，施工地點(diǎn)必須立即停止工作，并嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)定處理。

（1）便攜式甲烷檢測報(bào)警儀屬國家強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具，每年必須由國家法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)或授權(quán)的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定合格，并有檢定合格證書且在證書的有效期內(nèi)，方可使用。此外，還須建立計(jì)量器具管理臺賬，保證定期按周期檢定。（2）根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，為保持便攜式甲烷檢測報(bào)警儀性能穩(wěn)定，除按周期檢定外，還必須每7天對儀器的零點(diǎn)、基本誤差和報(bào)警值使用校準(zhǔn)氣樣和空氣樣調(diào)校1次。（6）當(dāng)煤礦井下工作地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到便攜式甲烷檢測報(bào)警儀16

（3）必須設(shè)專職人員負(fù)責(zé)便攜式甲烷檢測報(bào)警儀的充電、收發(fā)及維護(hù)。每班要清理隔爆罩上的煤塵，發(fā)放前必須檢查便攜式甲烷檢測報(bào)警儀的零點(diǎn)和電壓或電源欠壓值，不符合要求的嚴(yán)禁發(fā)放使用。（4）使用人員在使用便攜式甲烷檢測報(bào)警儀前，必須詳細(xì)閱讀本產(chǎn)品的使用說明書，并嚴(yán)格按說明書的要求操作使用。

（5）使用人員在使用便攜式甲烷檢測報(bào)警儀的過程中，要加強(qiáng)對便攜式甲烷檢測報(bào)警儀的愛護(hù)和保管，不準(zhǔn)隨意打開，嚴(yán)禁摔、碰、擠壓和接近水、火及其他有害物質(zhì)，保證其完好無損。如發(fā)現(xiàn)電壓不足或異常情況，應(yīng)立即停止使用，便攜式甲烷檢測報(bào)警儀的正常使用時(shí)間為8h，班后應(yīng)立即交回充電。（3）必須設(shè)專職人員負(fù)責(zé)便攜式甲烷檢測報(bào)警儀的充電、收17

（6）便攜式甲烷檢測報(bào)警儀應(yīng)編號上架，其收發(fā)、充電、維修、調(diào)校等均要有詳細(xì)的記錄，記錄內(nèi)容應(yīng)完整、真實(shí)，填寫規(guī)范。。（7）發(fā)放工對交回的便攜式甲烷檢測報(bào)警儀每日應(yīng)進(jìn)行充電，充電時(shí)間為（10-12）h，以保證正常使用。并認(rèn)真填寫交接臺賬，做到所發(fā)的儀器和牌子對號、準(zhǔn)確，收發(fā)時(shí)間清楚。對收回的儀器要及時(shí)檢查，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)記錄，及時(shí)報(bào)告。

（8）長期不使用的便攜式甲烷檢測報(bào)警儀應(yīng)每月進(jìn)行一次充放電操作。（9）便攜式甲烷檢測報(bào)警儀的維修、調(diào)校必須由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的計(jì)量人員進(jìn)行。（6）便攜式甲烷檢測報(bào)警儀應(yīng)編號上架，其收發(fā)、充電18