矿井瓦斯的检测仪器实操课件.ppt
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1、矿井瓦斯的检测仪器,集贤煤矿安培中心王贵喜,导语: 1856年,法国人雅明(Jamin)利用布留斯特干涉条纹制成干涉仪;即有名的雅明干涉仪。 1927年日本东京理化大学土井先生将雅明干涉仪加以改进,在保持同样精度的情况下,体积缩小一半,而且更易于调整,更适合于携带。此后,日本理工化学研究厅(简称:理研)根据土井的改进制造携带型干涉仪,1951、1952年分别研制成功了理研17、18型,后又陆续研制出理研21、28型。 1953年中国科学院仪器馆仿制成功理研10L型瓦斯检定器,抚顺煤矿安全仪器厂于1966年正式投入生产。 由于这种瓦斯检定器性能稳定,精确度高,坚固耐 用,因而得到了广泛的应用,我
2、国煤矿普遍采用这种仪器。,矿井瓦斯的检测仪器,光学瓦斯检定器 一、光学瓦斯检定器的特点及其构造 (一)光学瓦斯检定器的功能和特点 光学瓦斯检定器的功能,是用来测定空气中瓦斯的浓 度,也可以测定其他气体(如二氧化碳等)浓度的一种仪 器。 这种仪器的特点: 携带方便,操作简单,安全可靠,并且有足够的精度; 但构造复杂,维修不便。 按其测量瓦斯浓度的范围分为: 010%(精度0.01%)和0100%(精度0.1%)两种。,(二)光学瓦斯检定器的构造,光学瓦斯检定器有很多种类,其外形和内部构造基本相同。现以AQG-1型为例说明其构造。 AQG-1型瓦斯检定器外形是一个矩形盒子,由气路、光路和电路三大系
3、统组成。,(二)光学瓦斯检定器的构造,1、气路系统 气路系统由吸气管、进气管、水分吸收管、二氧化碳吸收管、吸气橡皮球、气室(包括瓦斯室和空气室)和毛细管等组成 。,(二)光学瓦斯检定器的构造,2、光路系统,(二)光学瓦斯检定器的构造,3、电路系统 其功能和作用是为光路共给电源。电路系统由干电池、灯泡、光源盖、光源电门和微读数电门组成。,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。 其工作原理:由光源1发出的光,经聚光镜2到达平面镜3,并经其反射与折射形成两束光,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,再反射给望远系统8。由于光程差的结果,在物镜的焦平面上
4、将产生干涉条纹。 如果以空气室和瓦斯室都充入新鲜空气产生的条纹为基准(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密度不同,他们的折射率则不同,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。根据干涉条纹位移的距离就可以测定瓦斯的浓度。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。,(一)、使用前的准备工作,1.对药品效能进行检查 可从外观来判断药品是否失效:,氯化钙,正常:白色立方晶体,35毫米,失效:浆糊固体状,(1),(2),硅 胶,正常:深蓝色且光滑, 23毫米,失效:粉红色,严重失效:粉白色且不光滑
5、,(3),钠石灰,正常:白色颗粒, 35毫米,失效:粉白色,三、光学瓦斯检定器的操作,2.对各部分进行气密检查,(1)检查吸气球。,一手捏扁吸气球,一手压住橡皮管,看吸气球是否膨胀。,(2)检查仪器其它部分。,取下进气孔皮管, 然后捏扁吸气球,再堵 住进气孔,看吸气球是 否膨胀。,(3)检查气路系统 是否畅通。,放开进气孔,用手 捏扁吸气球,放开吸气 球马上膨胀说明正常。,3.对电路部分进行检查,线路短路,电源短路,(1)正常情况,分别先后按下光 源电门和微读数电门 ,若光源灯泡和微读 数灯泡亮则正常。,(2)故障情况,断路,联电,短路,4.检查干涉条纹是否清晰,装电池,按按钮,目镜观察,调整
6、视度,判断是否清晰,5.干涉条纹的零位调整,按下按钮,转动测微手轮,使刻度盘零位 与指标线重合,第一步:,第二步:,按下按钮,转动 粗动 手轮,把干涉条纹中最黑 的一条或两条黑线 中的任一条与活划 板上的零位对准, 并记住所对的线,旋上护盖,(二)使用光学瓦斯检定器测定瓦斯浓度,1、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线是否重合,选定的黑基线与分划板的零位重合。 2、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510次,将待测气体吸入瓦斯室。 3、读数 按下光源电门,由目镜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
7、度数值,即为瓦斯浓度;如果黑基线位于两个整数之间,则应顺时针转动微调螺旋,使黑基线退到较小的整数位置上,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。,(三)使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,首先在靠近巷道底板200mm处测出瓦斯浓度,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(一般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的浓度。,1.瓦斯含量的测定,(1)把瓦斯入口的橡皮管伸入测定地点;,(2)然后慢慢握压 吸气球五六次,使待测 气体
8、进入瓦斯室;,(3)由目镜观察, 读出干涉条纹在分划板 上移动的概数;,(4)转动测微手轮, 按下测微照明电路的按 钮,读出刻度盘上的读 数。,2.二氧化碳含量的测定,(1)首先测出瓦斯浓 度;,(2)然后去掉CO2吸 收管,再测出瓦斯和CO2 混合气体的浓度;,(3)混合气体浓度减 去瓦斯浓度,再乘0.955 的校正系数,即为要测定 的CO2浓度。,(四)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。 发生零位漂移常见的原因: 仪器空气室内不新鲜,毛细管失去作用。 “对零”时的地点与待测地点的温度和压力相差
9、较大。 瓦斯室气路不畅通。 防止零位漂移的方法如下: (1)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。 (2)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。 (3)经常检查检定器的气路,发现不畅通或堵塞要及时修理。,(五)当温度和气压变化较大时,校 准光学瓦斯检定器测定瓦斯浓度,光学瓦斯检定器是在一个标准气压(101 325100Pa)、温度202的条件下标定刻度的。 超过这个范围就应进行修正,修正的方法是将以测得的瓦斯或二氧化碳浓度值乘以校正系数K。 T=t+273 K=345.82T/P,(六)光
10、学瓦斯检定器的常见故障与排除方法,(1)检查药品时,如果药品失效颗粒变小成粉或胶结在一起。此时应更换药品。 (2)气密检查时,如发现漏气应找出部位更换吸管或吸气球;如接头漏气将管头切下。 (3)检查光路时,如果发现无光应更换灯泡;如灯泡正常应更换电池。 (4)当发现干涉条纹不归零,或干涉条纹和分划板的刻线不平行时,应找专职人员修理。 (5)当目镜内出现雾气时,也应找专职人员修理。,四、使用和保养光学瓦斯检定器应注意的问题,(1)携带和使用时,防止和其他硬物碰撞,以免损坏仪器内部的零件和光学镜片。 (2)光干涉条纹布清晰,是由于湿度过大玻光学璃片上有雾气或灰尘。如果调整光源灯泡后还打不到目的,就
11、得由专职人员修理。 (3)测定时,如果空气中含有一氧化碳、硫化氢等其他气体时,因为没有气体吸收剂,将使瓦斯结果测得偏高。 为了消除此影响,应再加一个辅助吸收管。管内装有颗粒活性碳,可消除硫化氢影响;装有40%氧化铜和60%二氧化锰混合物,可消除一氧化碳影响。,四、使用和保养光学瓦斯检定器应注意的问题,(4)在火区、密闭区等严重缺氧的地点,由于气体成分变化大,测定结果要偏大。此时,应进行采试样,用化学分析的方法确定其浓度,不准用光学瓦斯检定器测定其瓦斯浓度。 (5)高原地区空气密度小、气压低,使用仪器前要进行调整。 (6)仪器不用时,放在干燥的地方,并取出电池,以防腐蚀仪器。 (7)定期对仪器进
12、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。,第二节 便携式瓦斯检定器,一、便携式瓦斯检定器的特点和种类 便携式瓦斯检定器是一种携带式可连续自动测定瓦斯浓 度的全电子仪器,具有操作方便、读取直观、工作可靠、 体积小、质量轻、维修方便等特点。 便携式瓦斯检定器的种类很多,按检测原理分有热催化 式、热导式及半导体气敏元件式三大类; 热催化便携式瓦斯检定器的测量范围: 04%CH4或05%CH4,用于低浓度瓦斯的测定。 热导式便携式瓦斯检定器的测量范围: 0100%CH4,用于高浓度瓦斯的测定。 热导式便携式瓦斯检定器,元件寿命长,不存在催化 剂中毒现象。,二、便携式瓦斯检定器的构造和
13、工作原理,1、热催化式 热催化式瓦斯检定器由传感器、电源、放大电路、警报电路、显示电路等部分构成的。其中,传感器是仪器的主要部分它直接与瓦斯接触反应,把瓦斯浓度值变成电量,由放大电路放大后送给显示和报警电路。 在瓦斯浓度低于4%的情况下,其电路中的电桥输出电压与瓦斯浓度成正比的关系。 当瓦斯浓度超过4%的情况下,其电路中的电桥输出电压与瓦斯浓度不再成正比的关系。所以,热催化式瓦斯检定器只能用于低浓度瓦斯的测定。,二、便携式瓦斯检定器的构造和工作原理,2、热导式 热导式瓦斯检定器与热催化式瓦斯检定器的构造基本相同,也是由传感器、电源、放大电路、警报电路、显示电路等部分构成的。 瓦斯含量越高其电路
14、中的电桥就越不平衡,输出的电流就越大,根据电流的大小便可得知空气中瓦斯含量值。利用这种原理制成的检定器一般常用于检定高浓度瓦斯。,三、便携式瓦斯检定器的使用,1、便携式瓦斯检定器在每次使用前都必须充电,保证可靠工作。使用时,首先在清洁空气中打开电源,预热15min,观察指示是否为零;如有偏差则需调整电位器使其归零。,三、便携式瓦斯检定器的使用,2、便携式瓦斯检定器的使用注意事项 (1)在携带和使用中严禁摔打、碰撞、被水淋或浸泡。 (2)当使用中发现电压不足时,立即停止使用。 (3)对仪器的零点测试精度及报警点应定期(一周或一 旬)校验。 (4)当环境中瓦斯浓度和硫化氢浓度超过规定值后,仪 器应
15、停止使用,以免损坏元件。 (5)在在检查过程中,注意顶板支护及两帮情况,防止 伤人。 (6)当瓦斯浓度或氧气浓度超过规定限度时,应迅速退 出并及时处理或汇报。 (7)当闻到有特殊的异杂气味时,要迅速退出注意安全。,三、便携式瓦斯检定器的使用,3、常见的故障与排除方法 (1)当打开开关后,如无显示,则可能线路中断,也可能是电池损坏,应维修或换电池。 (2)显示时,时隐时现则可能是电池接触不好,应重修开关或装电池。 (3)如果显示不为零,调零电位仍无法归零时,则应找专职人员修复调校。,四、便携式瓦斯检定器的日常维护,(1)爱护仪器,保持仪器清洁。 (2)及时校验,保持其精度。 (3)在通风干燥处保
16、存。 (4)发现电池没电应及时充电,以防损坏电池。,第三节 一氧化碳检测仪,煤矿发生火灾或瓦斯、煤尘爆炸事故时,都会产生大 量的一氧化碳气体。 一氧化碳无色、无味、有剧毒,对人身危害极大。因 此,及时检测矿井中的一氧化碳,是保证矿工安全的一 项重要手段。 现行检测一氧化碳手段主要有:束管检测一氧化 碳检测仪抽气唧筒取样,色谱分析一氧化碳检定 管。,一、氧化碳检测仪的结构与种类,按原理分为电化学、红外线吸收气敏半导体型;按安装方式分为便携式和固定式两种。 LTJ-300型便携式瓦斯检测报警仪是应用电化学原理实 现空气中一氧化碳气体含量测量与超限自动报警的携带式 仪器。它具有读取迅速、直观、准确及
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