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1、光學甲烷檢測儀的使用方法,第一節 光干涉瓦斯檢測儀發展簡史,第二節 光干涉瓦斯檢測儀的用途,第三節 儀器的主要數據,第四節 光學瓦斯檢測儀器的工作原理,第六節 光學甲烷檢測儀的使用方法,第七節 光學甲烷檢測儀常見故障及處理方法,第五節 光學甲烷監測儀器的構造,一、光干涉瓦斯儀發展簡史,一百多年前（1856），法國人雅明（Jamin）利用布留斯特干涉條紋制成干涉儀；即有名的雅明干涉儀。 1927年日本東京理化大學土井先生將雅明干涉儀加以改進，在保持同樣精度的情況下，體積縮小一半，而且更易于調整，更適合于攜帶。,一、光干涉瓦斯儀發展簡史,此后，日本理工化學研究廳（簡稱：理研）根據土井的改進制造攜帶。

2、型干涉儀，1951、1952年分別研制成功了理研17、18型，后又陸續研制出理研21、28型。 1953年中國科學院儀器館仿制成功理研10L型瓦斯檢定器，順煤礦安全儀器廠于1966年正式投入生產。 由于這種瓦斯檢定器性能穩定，精確度高，堅固耐用，因而得到了廣泛的應用，我國煤礦普遍采用這種儀器。,二、光干涉瓦斯檢測儀的用途,該儀器能夠迅速而準確的測定礦井中的沼氣（甲烷），二氧化碳等有害、有毒氣體濃度。同時也應用到其它工業部門。如鐵礦、油井等。,三、儀器的主要技術數據,1、測量范圍 010% 0100% 2、測小數范圍 01% 3、分劃板刻度：,0 2 4 6 8 10,三、儀器的主要技術數據,作。

3、整數讀數時： 1% 作小數讀數時： 0.02% 4、電源： 1.5V（伏）（1號干電池1節） 5、照明燈泡： 1.35V（扁球頭） 6、外形尺寸： 1909038 mm 7、重量 1.6 Kg,四、光學瓦斯檢定器的工作原理, 光波的產生 光是以波的形式從光源向四面傳播的，光波和水波相似，只是光波用眼睛看不見，凸起的部份叫波峰，凹下去的部分叫波谷。波峰間的距離叫波長（入），不同顏色的光線其波長不同。光線可分為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色。光有各種特性，光的干涉就是其特性之一。所謂光的干涉，就是波長相同的兩波相互產生波峰增長，或者抵消的現象。如圖示：,四、光學瓦斯檢定器的工作原理,四、光學瓦斯檢。

4、定器的工作原理,相長干涉,相消干涉,兩波相消的叫相消干涉，兩波相加的叫相長干涉。相消干涉及使光線亮度降低變暗，相長干涉使亮度提高。,四、 光學瓦斯檢定器的工作原理,光學瓦斯檢定器就是根據這個道理制成的。 在一定的溫度和壓力下，用光學瓦斯檢定管來測量礦井空氣中的甲烷含量，其光學原理如圖示：,四、光學瓦斯檢定器的工作原理,四、光學瓦斯檢定器的工作原理,由光源發出的光經過聚光鏡后，聚成一束光到達平面鏡，在平面鏡的O點分成兩部分，第一束光就是從平面鏡反射出來的，第二束光是從平面鏡折射出來的。第一束光穿過氣室的側壁，由折光棱鏡將其折回，它穿過另一側的小氣室以回到平面鏡，折射入平面鏡的后表面，反射到平面鏡。

5、的“O”點，穿出平面鏡后向反射棱鏡前進，再經偏折后，進入望遠鏡。 第二束光線射入平面鏡后，在其前表面反射，然后通過氣室的中央小室 回到平面鏡上的“O”點與第一束光會合產生干涉現象后一同進入望遠系統。兩束光在物鏡的焦平面上顯現出白光特有的干涉現象，干涉條紋中央為白色條紋，兩邊為彩色條紋。,四、光學瓦斯檢定器的工作原理,當各氣室內充進相同的氣體時，兩束光波所經過的光程相同（光程=光線所通過的路程與光所通過的物質的折射率的乘積）如果 在一束光的光程中改變氣體的化學成份，或改變溫度、壓力等時，因折射率發生變化，所以光程也隨之變化，干涉產生的條紋也發生移動。根據條紋移動的距離，可以確定折射率發生變化的程。

6、度。甲烷的濃度與條紋移動距離成正比。,五、光學甲烷檢測儀器的構造,1、光學系統 （光源、聚光鏡） 光源：采用1.35V、0.3A的白光小燈泡。內部反光層是白色的，這個小燈泡與干涉條紋有很大關系，不得任意更換。 聚光鏡：用來匯聚光源發出的燈光，使之增強亮度，在燈泡前裝有0.5毫米細縫的光屏，能擋去多余的光。使干涉條紋更加清淅。,1、目鏡,2、微動手輪,3、粗動手輪,4、護蓋,5、目鏡燈開關,6、微動刻度盤燈開關,7、微動刻度盤,部 件 名 稱,五、儀器的構造,2、干涉系統 平面鏡組：該鏡組是儀器的心臟組件，鏡片用質量良好的光學玻璃組成，鏡片后邊鍍銀和鋁，形成反射膜，平面鏡的平行度要求極嚴格。將直。

7、接影響干涉條紋清晰度。 折光棱組：是干涉系統的重要組件，由光源來的光投射到平面鏡上，分成兩列光，這兩列光分別經過空氣室和氣樣室，射到折光棱鏡上，然后經過兩次90度反射，又將兩列光線平行地射回平面鏡。,五、儀器的構造,反射棱鏡：該棱鏡的作用是將光線作90度轉向。通過螺桿調節，可使干涉條紋移動，調節支板可以尋找干涉視場的范圍。 氣室：氣室是測定氣體的主要組件，其長度為120mm，共分三路，兩側為空氣室，中間為氣樣室。各室上側有彎管如圖示：管1接盤形管組，管3與管4相通。管2和管5分別與氣樣的出口和進口相接，管6是裝封閉堵頭用的。各氣室管路必須暢通無阻。以免影響測定結果的準確性。氣室兩端用平行玻璃膠。

8、合封閉。,五、儀器的構造,3、測定部份 反射棱鏡：該棱鏡的作用是將光線作90度轉向。通過螺桿調節，可使干涉條紋移動甲烷報警器，調節支板可以尋找干涉視場的范圍。 氣室：氣室是測定氣體的主要組件，其長度為120mm，共分三路，兩側為空氣室，中間為氣樣室。各室上側有彎管如圖示：管1接盤形管組，管3與管4相通。管2和管5分別與氣樣的出口和進口相接，管6是裝封閉堵頭用的。各氣室管路必須暢通無阻。以免影響測定結果的準確性。氣室兩端用平行玻璃膠合封閉。,五、儀器的構造,五、儀器的構造,氣室組 氣室的長度因儀器型號不同而異，氣室越長儀器的精度越高，但測定的范圍也越來越小，反之精度低，測定范圍大。 物鏡：它是由雙凸透鏡和。

9、凹透鏡用透明樹脂膠合而成的。要想收到質量好的圖像，在鏡片上不能有明顯的劃痕、氣泡、砂眼、麻點以及脫膠等現象。,五、儀器的構造,分度板：其表面光潔度要求為1級，有效范圍為1.60.4毫米的長方框，在010%的范圍內共有21道刻線，干涉條紋經物鏡成像，在分劃板上顯示出來。 目鏡：它主要起放大作用，便于觀測，可以通過保護玻璃座旋轉來調節視力，直至分度線看清為止。,五、儀器的構造,4、氣路系統： 空氣室的入口和出口分別裝有盤形管和封閉堵頭，如圖示：盤形管的作用是自動平衡氣壓變化（使空氣室和大氣溝通，保持和氣樣室有相同的壓力），并能減少瓦斯擴散的影響，氣樣室和吸收管連接，吸收管里裝鈉石灰。 干燥劑管一般。

10、是礦井水蒸氣較大時采用（即空氣濕度大）。管內裝氯化鈣。把水蒸氣吸收掉，以保證測量的準確性。如果二氧化碳成分較大，用吸收管（輔助吸收管）不能完全吸收，影響準確測定時，干燥劑管里也可裝鈉石灰。,五、儀器的構造,五、儀器的構造,5、電路系統 儀器電路系統如圖示，它是由電池E、燈泡S1、S2和開關K1、K2組成的，通過開關控制干涉系統的光源和測微組照明的光源，開關裝在儀器外面，并保證接觸良好汽油檢測儀，不應有忽明忽暗現象。 電路系統圖,六、光學甲烷檢測儀的使用方法,（一）部件名稱 （二）使用前的準備工作 1、檢查藥品是否失效 2、氣密性檢查 3、檢查干涉條紋是否清晰 4、清洗氣室 5、干涉條紋的零位調整,一、使。

11、用前的準備工作,1.對藥品效能進行檢查 可從外觀來判斷藥品是否失效：,氯化鈣,正常：白色立方晶體，35毫米,失效：漿糊固體狀,（1）,（2）,硅 膠,正常：深藍色且光滑， 23毫米,失效：粉紅色,嚴重失效：粉白色且不光滑,（3）,鈉石灰,正常：白色顆粒， 35毫米,失效：粉白色,補充：（1）吸收管內的硅膠或氯化鈣和鈉石灰，如果變質或失效就會降低吸收能力，影響測定的準確性。藥品顆粒的大小以3mm5mm為宜，太小則粉末太多，容易進入氣室，太大則藥品不能充分發揮吸收能力。吸收管內的三塊隔片就是為了氣體和藥品表面充分接觸而設置的。,2.對各部分進行氣密檢查,（1）檢查吸氣球。,一手捏扁吸氣球甲烷檢測儀，一手壓住。

12、橡皮管，看吸氣球是否膨脹。,（2）檢查儀器其它部分。,取下進氣孔皮管， 然后捏扁吸氣球，再堵 住進氣孔甲烷檢測儀，看吸氣球是 否膨脹。,（3）檢查氣路系統 是否暢通。,放開進氣孔，用手 捏扁吸氣球，放開吸氣 球馬上膨脹說明正常。,補充：（2）氣密性檢查（氣路系統檢查） 首先檢查吸氣球是否漏氣：用手捏扁氣球，另一手掐住膠管，然后放松氣球，若氣球一分鐘內不脹起，則表明不漏氣；然后，檢查儀器氣室是否漏氣：將吸氣膠皮管同檢定器吸氣孔連接，堵住進氣孔，捏扁氣球，松手后球一分鐘內不脹起；最后，檢查氣路是否暢通：即放開進氣孔，捏放吸氣球，以氣球能癟起自如為好。,3.對電路部分進行檢查,線路短路,電源短路,（1）正常情。

13、況,分別先后按下光 源電門和微讀數電門 ，若光源燈泡和微讀 數燈泡亮則正常。,（2）故障情況,斷路,連電,短路,4.檢查干涉條紋是否清晰,裝電池,按按鈕,目鏡觀察,調整視度,判斷是否清晰,補充：（3）清洗氣室 使用前，必須用新鮮空氣沖洗瓦斯室。 （1）新鮮空氣： 空氣未受污染的巷道，一般在井底車場或礦井總進風巷。 （2）距被測地點溫差不超過10： 這種儀器對溫度的變化比較敏感，溫度變化，會引起零的條紋移動（現場稱為“跑正”或“跑負”）,5.干涉條紋的零位調整,按下按鈕,轉動測微手輪,使刻度盤零位 與指標線重合,第一步：,第二步：,按下按鈕,轉動 粗動 手輪,把干涉條紋中最黑 的一條或兩條黑線 。

14、中的任一條與活劃 板上的零位對準， 并記住所對的線,旋上護蓋,（一）檢查瓦斯 1、甲烷濃度的測定： 測定時，將聯接瓦斯入口的橡皮管伸至測定地點，然后慢慢握壓吸氣球510次，擠壓次數主要由橡皮管的長度決定，橡皮管越長，擠壓次數越多，以儀器的瓦斯室中氣體完全被置換為目的。待測氣體進入瓦斯室，由目鏡中觀察干涉條紋是否已移動，先讀出干涉條紋在分劃板上移動的條數。,例如條紋移動到之間然后轉動測徽手輪，把對零位時所選用的那條條紋移動到的刻度線上，然后按下按鈕（），讀出刻度盤上的讀數，如果在0.240.26之間，可讀為0.25，這時所測定的結果為30.253.25。 測定后，應把刻度盤退轉到零位。,采氣樣,。

15、調微動手輪,目鏡內光譜,微動刻度盤,0 2 4 6 8 10,（二）、二氧化碳濃度測定 在二氧化碳含量大的礦井里（沒有甲烷），用該儀器測定二氧化碳濃度時，吸收劑不用鈉石灰，只用硅膠或氯化鈣吸收水蒸汽。其實際濃度應為所讀得的數據乘以0.955。這是由于儀器出廠時的校正結果適合于甲烷含量的測定，因此用于測定其它氣體時，儀器所示讀數并不是被測氣體的實際濃度，必須進行換算。,（1）公式 二氧化碳含量（混合氣體濃度瓦斯濃度） 0.955 a、二氧化碳濃度是算出的。 b、甩掉鈉石灰附管，測定地點一般在巷道的中下部，用檢查瓦斯的方法讀出混合氣體的濃度。 c、混合氣體濃度和瓦斯濃度需在同一地點同一位置檢查。 。

16、d、用以上公式計算出二氧化碳的濃度。,七、光干涉瓦斯測定器一般故障及其處理,(1)干涉條紋的尋找與校正。尋找校正干涉條紋，在維修裝校中較困難，其一般方法如下：引起干涉條紋消失的現象，一般多是由于光源系統的故障，如燈泡燒壞，線路損壞，燈泡位置移動，光屏移動和內部各光學零件變位等原因。因此尋找條紋之前，先檢查下列部分：檢查開關和線路是否正常；檢查燈泡是否良好，其位置是否適當。,當各部分檢查完好后，將光源接入電路中，使燈絲位置與光纜平等，而且要使燈泡發出的光恰好通過光纜，投射到平面鏡上。此時用一張寬10mm，長50mm的潔白硬紙條放在平面鏡前，對正通過窄縫投射來的光線，仔細檢查這一列光線是否正對在平。

17、面鏡面的右邊。光的位置不能高于或低于鏡面，否則應調整燈泡。然后把白紙條垂直放在氣室右側孔位置，檢查從平面鏡反射出來的光線是否剛好通過氣室右側孔，如果有偏斜可稍調節平面鏡。再將白紙條移到折光棱鏡前，檢查光線是否正直。如果不正直，可移動光纜和燈泡的位置。,當光斑符合要求后，再將白紙條放在測微玻璃和目鏡筒的中間。檢查光線通過平面鏡、反射棱鏡、物鏡等后是否投射到目鏡視場中央。如果偏高或偏低，可以調節粗動螺桿；若光線向左右偏時，可左右撥動反射棱鏡。然后將所找到的光束通過目鏡來尋找條紋，如果還發現光束向上、下、左偏時，可以重復前面的方法調節之。,按上述方法找到了干涉條紋，但卻模糊不清，可能是儀器上的光學零。

18、件被灰塵沾污或物鏡的位置不對。因此調整條紋清晰度時，首先應檢查光學零件是否清潔，否則必須擦洗。如果光學零件擦洗后仍發現條紋不清晰，可沿著光軸前后移動物鏡，必要時也可調整其他光學零件和燈泡來達到最清晰的干涉條紋。 光學零件擦洗方法一般是用小棒卷脫脂棉，浸少許酒精，擦試玻璃表面，再用潔白細軟的凈布或綢布擦亮，如遇有油脂，還可以用碳酸鈣、乙醚作同樣的擦洗。擦洗時應注意不要使酒精等浸入平面鏡的鍍膜面、物鏡的膠合面和分劃板的涂漆面，以免損壞。,為了保證儀器測量準確度，必須校正條紋的寬度。一般是采用墊錫箔于折光棱鏡及平面鏡底面或修挫該底面(錫箔層數不該超過兩層，修銼的底面應保證平整、無毛刺)。后一方法能保。

19、證條紋寬度在較長時間內穩定，是比較好的。儀器的校正方法將在下面作專節介紹。 干涉條紋移動，可用調整燈泡位置的方法，使它移向視場中央。此方法不能解決時，可以左右移動反射棱鏡或稍微調整平面鏡來修正。但當調整平面鏡時應注意最后的條紋寬度不發生變化。,(2)讀數不準確。其原因可能有以下幾個：第一，壓測微玻璃的彈簧片失靈，使測微玻璃轉動時與刻度盤的轉動不一致，使讀數不真實。這時可把彈簧片用手略向外彎開，增加其彈力，或更換彈簧片來解決。第二，測微玻璃座底面上和測微螺桿接觸處因磨損而出現凹坑，影響到條紋移動時的均勻性，使讀數不準。第三，平面鏡和折光棱鏡的傾角變化，使讀數不準。,(3)燈泡不亮或忽明忽暗，應對。

20、整個電路進行檢查。電線的焊接部位不牢固，燈泡的旋接部分松動或尾部接觸點太短，活動接觸(電池、開關)部分進污物或生成氧化膜，儀器殼體的接觸部分受腐蝕等都會引起導電不良。在檢修時，不得擅自更換本產品中的電池和燈泡型號、規格、參數等，如須更換，必須與原型號、規格、參數及結構保持一致。,(4)氣室的檢修。檢修步驟如下： 卸下兩端平行玻璃板。第一，在拆卸前先用鉛筆在其非工作面(側面)做記號，以便安裝時辯別平行玻璃板上的上下左右及正反面的原始位置。第二，拆除一端的包角及擋片。第三，把這一端放在電爐上或石棉鐵絲網上(用酒精燈烘烤至粘合劑熔化)，注意防止玻璃和石棉或火焰直接接觸。第四，從氣室端面垂直方面上，用。

21、力取出玻璃。不允許從氣室端面推下，以免玻璃表面損傷。第五，另一端的玻璃用同法取下。,檢查氣室金屬部分(卸去平行玻璃板后)的氣密性。其方法如下：做一專用夾具(圖5)，在氣室兩端墊上橡皮后用夾具夾緊，使之不漏氣，然后連接管3、4(參看圖3)，堵住管l，在管6上加上0.05MPa(0.5arm)的壓力。把氣室連同夾具放入水中，并注意把2、5二管的管口放置于同一水平上。哪里冒泡就是哪里漏氣。如果從2,5管子里冒泡，說明空氣與氣樣室串氣。同樣可以檢驗氣樣室的氣密性。發現漏氣和串氣的地方必須用錫焊牢，并應進行最后檢驗。 檢查氣室是否有引起條紋不清晰的脫漆現象(主要是內表面)，露銅的地方要用黑漆涂補。,擦洗。

22、玻璃：可先后用碳酸鈣、酒精、乙醚擦洗。擦完的玻璃應豎立在臺上并保持其清潔。 擦洗干凈氣室的兩端面后烤熱，并均勻地涂上一薄層粘合劑。 認準兩平行玻璃板原來的安置位置，垂直地把它安上，注意安放時應對準位置，不允許在安上后再去推動，以避免在平行玻璃板上通過光線的地方粘有粘合劑而影響光線投射和干涉條紋的清晰。 裝上固定平行玻璃板用的包角及擋片，螺釘擰緊后再把兩端加熱使粘合劑熔化，稍用力使平行玻璃板與氣室端面緊合，再擰緊螺釘一次。應注意動作要細致輕緩，以免壓破玻璃。然后放置l2h，使粘合劑干固，再作氣密檢查。 氣密檢查。同樣對空氣室和氣樣室分別檢查，壓力在6.86Kpa(700mmH20)水柱左右，保持時間1 min。水柱面否下降說明不漏氣。否則應找出漏氣的地方，若是玻璃粘得不密合，應重粘。,迎檢注意事項,1、提前做好迎檢準備事項：證件佩戴齊全、危險源辨識到位、儀器檢查完好（重點是光瓦氣密性、儀器調零、瓦檢手冊、手杖、溫度計、牌版填寫字跡工整等）。 2、所轄區域內傳感吊掛標準、報警值、斷電值，通風設施位置、瓦檢員崗位職責等應知應會。,3、所有瓦檢員迎檢時，必須按照專職瓦檢員佩戴儀器及著裝，不得攜帶與瓦檢員無關的其他儀器、工具。 4、施行帶班管理人員與瓦檢員連帶考核制，加強各級管理人員對瓦檢員的監督、考核。

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