CJG系列光瓦说明书[1]

1 CJG 系列光干涉式甲烷测定器 使 用 说 明 书 执行标准 GB3836 2000 MT 28 2005 QK A 21 2009 版 本 号 NO 2 0 出版日期 2009 01 01 重庆科安电子有限公司 感谢您选购本产品 为了保证安全并获得最佳效果 安装 使用产品前 请仔细阅读本说明书并妥善保管 以备今后参考 仪器制造厂家对本说明书相关内容作出改动时 保留不另行通知的权力 仪器制造厂家对本说明书相关内容作出改动时 保留不另行通知的权力 仪器制造厂家对本说明书的各条款内容保留最终解释权 警 告 严禁在矿井中更换电池 严禁改变本安电路和与本安电路有关的电气元件的型号 规格与参数 严禁使用本说明书规定以外的电池 在矿井中使用时 严禁去掉皮套 2 目 录 一 仪器的用途 1 二 仪器分类 命名 执行标准 1 三 仪器的主要技术参数 1 四 仪器的测试原理 1 五 仪器的构造 2 六 仪器的使用 3 七 仪器的维修与保养 4 3 1 一 仪器的用途 本仪器应用光干涉原理 可迅速而准确的测定矿井中的甲烷 二氧化碳等气体浓度 广泛应用于 煤炭 国防 科研 仓库 公共场所和环境保护等部门测定气体的浓度 二 仪器分类 命名 执行标准 C 主要参数 测量范围 CH4 0 10 0 100 JG 设计修改序号 A B C 第二特征代号 光干涉原理 第一特征代号 甲烷 产品类型代号 测定器 1 仪器的防爆类型 矿用本质安全型 防爆标志 ExibI 2 本安参数见下表 仪器型号CJG10ACJG10BCJG100 Uo V Io A 3 3 4 53 3 4 51 65 4 三 仪器的主要技术参数 表 1 仪器型号 技术参数 CJG10A 型CJG10B 型CJG100 型 测量范围 CH40 100 100 允许误差 CH4 0 1 1 4 4 7 7 10 0 05 0 1 0 2 0 3 0 10 10 40 0 5 1 40 70 70 100 2 3 分划板最小分划值0 5 CH45 CH4 测量范围0 1 CH40 10 CH4 测微器 最小分划值0 02 CH40 2 CH4 电池种类R20S 型普通 1 号电池R6S 型普通 5 号R20S 型普通 1 号电池 电源电压 V 331 5 灯泡额定工作电压 V 电流 A 2 5 0 32 5 0 11 35 0 3 重量 kg 1 8 0 6 1 5 外形尺寸 mm 225 135 70160 70 50225 135 70 外壳材质ZL104 铝合金 环境条件温度 20 40 大气压 80kPa 110kPa 湿度 96 25 时 2 四 仪器的测试原理 见图 1 a a 图中 1 灯泡 2 聚光镜 3 平面镜 4 气室 AA 空气室 B 甲烷室 5 折光棱镜 6 反射棱 镜 7 物镜 8 测微镜 9 分划板 10 目镜 11 保护玻璃 CJG10B 型无 图图 1 测试原理测试原理 光源灯泡 1 发出的光经过聚光镜 2 射到平面镜 3 的 0 处被分为两束光 光束 1 通过气室 4 的空气 室 A 折光棱镜 5 折回通过空气室 A 回到平面镜 3 的 0 处 光束 II 通过气室的甲烷室 B 折光 棱镜折回 通过甲烷室 B 回到平面镜 3 的 0 处 这两束光从 0 处射向反射棱镜 6 进入望远镜观 测系统 由于光程差的结果 从保护玻璃 11 可以观察到呈在分划板面上的干涉条纹 中央为白纹 两 侧为黑条纹 对称的彩色条纹 其中左侧的一条黑条纹为仪器的基准条纹 当气室的甲烷室与空气室均充以同样的空气 干涉条纹的位置不动 当气室的甲烷室抽进甲烷等当气室的甲烷室与空气室均充以同样的空气 干涉条纹的位置不动 当气室的甲烷室抽进甲烷等 被测气体 干涉条纹相对原位置移动一段距离 在分划板上显示的移动量 即被测气体的浓度 被测气体 干涉条纹相对原位置移动一段距离 在分划板上显示的移动量 即被测气体的浓度 本仪器是以大气压强 760mm 汞柱 101 325kPa 温度 20 290k 为标准状态 并为测定甲烷 而设计的 因此在此标准状态条件下 测定甲烷浓度 仪器的指示值 即是被测甲烷真实的浓度 如 果测量地点的大气压强 温度不是上述标准状态时按式 1 计算或查表 2 通过温压校正后 才是真实 的被测气体浓度 1KXX P T X 760 293 X 甲烷真实浓度 X 仪器读数 P 测量地区大气压强 T 测量地区的绝对温度 K 校正系数 查表 2 五 仪器的构造 主要由以下部件组成 1 光源组 是产生干涉条纹及观测系统的光源部分 2 开关组 是电路中的控制组件 共两个开关按钮 上面一个是控制测微器组中的灯泡 下面一 个是控制光源组中的灯泡 开关组并装有开关护套 3 聚光镜组 将白色散光会聚为平行束光 增强亮度 聚光镜组装有光屏 提高仪器清晰度 4 平面镜组 将光分而和之 是产生干涉条纹的组件 3 5 折光棱镜组 将入射光作两次 90 度全反射折回平面镜 可缩短仪器的长度 是产生干涉条纹 的主要组件 由于平面镜向后倾钭 平面镜和折光棱镜在空间构成微小角度 55 产生的干涉条纹正向移动 和干涉条纹规定的间隔宽度 6 反射棱镜组 1 将光线 90 度转向 2 当转动调零手轮时 干涉条纹移动 实现仪器零 位调整 为防止调零手轮变位 而引起干涉条纹的位移 调整好零位后 将调零护盖旋上 7 物镜组 起成像作用 通过调节物镜前后距离 可提高干涉条纹清晰度 8 测微镜组 通过改变测微镜倾角 使干涉条纹移动有限的距离 实现测量小数的目的 9 目镜组 用于观测读数 可旋转保护玻璃座 目镜手轮 调节视度 看清干涉条纹和分划板 刻字线 观测完毕 盖上目镜护盖 10 吸收管组 干燥管组 是仪器测量气路中的气体隔离组件 两个管串接 一个管内装硅胶 用来吸收水蒸气 另一个管内装钠石灰 用来吸收二氧化碳 11 气室组与气路系统 气室为两室三格 两侧小格是空气室 它与平衡管连接 平衡管起平衡 气压并防止有害气体等进入空气室 中间大格为甲烷室 它一端通过进气嘴与装硅胶的吸收管组连接 另一端通过出气嘴组与气球组连接 要求气路系统畅通 不漏 空气室 甲烷室相互间不串气 六 仪器的使用 测值的准确程度 除仪器本身精度外 能否正确使用也是主要条件之一 1 使用前的准备工作 1 装药 将硅胶 钠石灰分别装入管内 药品颗粒大小以 3 5mm 为宜 2 检查气路 先检查气球组是否漏气 检查方法 用一手握压气球 压出气球内的气体 另一 手握住气球组上的红胶管 如气球在一分钟内不鼓起复原 就说明气球组不漏气 然后检查测量气路 的气密性和畅通 检查方法 将测量气路接到水柱校正仪上 加压 700mm 6 86kPa 水柱高度 历 时一分钟 水柱不降 就说明不漏气 当取掉出气嘴的橡胶堵头 校正仪水柱水位立即降回到零位 就说明测量气路畅通 3 检查干涉条纹清晰度和宽度 检查干涉条纹明亮清晰 要求两条黑条纹黑 细 直 对称的彩色条纹清楚明亮 然后将基准条 纹对准分划板零位刻线 CJG10A 型 要求第五条条纹和分划板 7 刻线重合 CJG10B 型第五条条纹 和分划板 9 刻线重合 CJG100 型第五条条纹和分划板 70 刻线重合 否则测值失真 4 测微器小数精度检查 检查方法 将仪器基准条纹调到分划板 1 CH4刻度 CJG100 型调到 10 CH4 转动测微手轮将刻度盘从 0 转到 1 CH4位置 CJG100 型从 0 转到 10 CH4 原对分划板 4 1 CH4 CJG100 型 10 CH4 条纹恰好退回零位 如果退不到零位 不得超过规定的误差值 0 02 CH4 CJG100 型 0 2 CH4 2 干涉条纹零位调整 1 换新鲜空气 将装硅胶和装钠石灰的吸收管组 干燥管组均接入气路进行换气 换气方法 选择和测量地区温 度 大气压强接近的新鲜空气地区 握压 5 6 次气球 甲烷室抽进新鲜空气 2 仪器零位调整 方法如图2 按下按钮5 转动测微手轮3 将测微器刻度调到零位 旋开护盖2 按下按钮4 转动调零手轮1 从目镜6 观察 基准条纹对准分 划板零位刻线 旋上调零护盖 在测量过程中不许拧动调零护盖 以防零 位 变动 3 测量 1 甲烷浓度测定 测定时把连接在吸收管组上的辅助长橡胶管伸到测定地点 握压气球 5 6 次 将被测气体抽进甲 烷室 从目镜组观察干涉条纹移动量 并读出干涉条纹移动的整数值 例如 原对分划板零位的基准条纹移到分划板 3 4 CH4之间的位置 先读出整数 3 CH4 然后 转动测微手轮 将基准条纹退到分划板 3 CH4刻线上 然后读出测微器中的小数值如 0 36 CH4 所 测得的甲烷浓度 3 CH4 0 36 CH4 3 36 CH4 测量完毕 将测微刻度旋回到零位 2 二氧化碳浓度测定 在空气中只含有二氧化碳的地方测定二氧化碳时 按上述方法 调整好仪器零位 然后去掉装钠 石灰的干燥管组 握压 5 6 次气球 将测得的结果乘以常数 Q Q 0 95 在空气中含有甲烷和二氧化碳的地方测二氧化碳 或测定甲烷的同时测定二氧化碳 此种测定 应在 同一位置测定二次 第一次去掉装钠石灰的干燥管组 测定出甲烷 二氧化碳混合气体浓度 第二次测定 时接上装钠石灰的干燥管组 测出甲烷的浓度 把两次测得的结果相减所得之差乘以 Q 值 即得二氧化碳 气体浓度 例如 第一次测定的甲烷 二氧化碳混合气体的浓度 4 第二次测定甲烷浓度3 36 CH4 二 氧化碳浓度为 4 3 36 0 95 0 61 CO2 七 仪器的维修与保养 1 本仪器是精密的光学仪器 对仪器必须做好维修与保养 在使用中 不使仪器受较大的振动 1 3 4 5 6 5 冲击碰撞 以防仪器中的零件变位或损坏 注意清洁 防止污垢 灰尘等进入仪器 若出现故障 必 须停止使用 由专业人员修校合格后 方可使用 如较长时间不用 取出电池 将仪器放置或挂在通 风良好 干燥清洁的房间内 再次使用时进行全面检查校验合格后 方可使用 2 一般故障与检修 1 干涉条纹消失 一般多是由于电路及光学系统的故障 如开关 电池 灯泡接触不良 断线 或灯泡烧坏 变位等 光屏移动和内部光学零件损坏或变位等原因所引起干涉条纹消失 因此必须认 真检查修换及调整有关零部件的位置 调好干涉条纹 2 仪器在使用中出现零位漂移 基准条纹离开零位 产生零位漂移的主要原因是有关零件位移 或气路系统不良 应检查光学零件固定的松紧适度 严格检查气路 发现气路系统中的漏气 串气 不畅通 堵等不良现象 必须排除 3 仪器读数不准 干涉条纹间隔宽度变化 干涉条纹间隔宽了 仪器读数比实际浓度大 条纹间隔窄了 仪器读 数比实际浓度小 必须调整到仪器规定的干涉条纹间隔的宽度 仪器的测量气路 平衡气路 出现漏气 串气 不畅通 堵等不良现象 造成仪器读数不准 应重点对气室组与平衡管进行检修 药品降低吸收能力 使水蒸气 二氧化碳等进入仪器 使仪器读数为混合气体浓度 造成测值 失真 3 仪器检验 仪器检验执行煤炭行业标准 MT28 2005 重点检验项目和技术性能指标 1 仪器精度校正 仪器使用一段时间或经过修理后 必须进行精度校正 校正方法 如采用水 柱压力法 其压力值按公式 2 计算或按表 3 加压 其精度要符合表 1 P 1 7656XT1 2 式中 P 采用的加压值 Pa X 校正的范围 X 1 2 3 10 CH4 T1 校验地点的温度 K 2 冲击试验 在混凝土台上放置厚 50mm 杉木板或红松板 将不带皮套的仪器从 100mm 高 处 除目镜面外 其它各面各下落一次 每次条纹移动量不得超过 0 2 CH4 CJG100 型 2 CH4 和其它变化 3 气密性试验 将仪器的测量气路加上6 86kPa 700mm 水柱 历时一分钟 水柱不得下降 4 温度试验 将不带皮套的仪器在恒温 20 条件下放置一小时后 将仪器对好 2 CH4 CJG100 型 20 CH4 放进 40 恒温箱内 历时一小时 取出立即观察 条纹移动量不得超 6 过 0 2 CH4 CJG100 型 2 CH4 和其它变化 表 2 温度修正系数 K 10 5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 5001 3601 3901 4161 4421 4681 4941 5201 5451 5721 5981 624 5201 3121 3371 3621 3871 4121 4371 4621 4871 5411 5361 561 5401 2631 2871 3111 3351 3571 3831 4071 4321 4561 4801 503 5601 2181 2411 2651 2881 3111 3341 3571 3801 4041 4271 450 5801 1761 1901 2111 2431 2661 2881 3161 3331 3561 3781 400 6001 1371 1591 1801 2021 2241 2451 2671 2881 3131 3311 353 6201 1001 1211 1421 1681 1841 2051 2261 2471 2681 2891 300 6401 0661 0861 1071 1271 1471 1671 1871 2081 2281 2461 268 6601 0341 0531 0731 0931 1121 1321 1521 1731 1921 2111 230 6801 0031 0221 0411 0601 0801 0991 1181 1371 1561 1751 194 7000 9750 9931 0121 0301 0691 0691 0861 1041 1231 1411 160 7200 9480 9650 9831 0021 0201 0381 0551 0741 0921 1101 128 7400 9220 9390 9570 7940 9921 0101 0271 0451 0621 0801 097 7600 8980 9150 9320 9340 9950 9831 0001 0171 0311 0511 068 7800 8750 8910 9080 9240 9410 9580 9740 9901 0081 0241 041 8000 8530 8690 8850 9010 9180 9340 9500 9960 9820 9991 051 8200 8320 8480 8640 8790 9950 9110 9270 9430 9580 9740 990 8400 8120 8280 8430 8580 8740 8800 9050 9200 9360 9560 967 8600 7930 8080 8320 8380 8540 8690 8840 8990 9140 9290 944 8800 7750 7900 8050 8190 8340 8490 8640 8780 8930 9080 923 9000 7590 7580 7870 8100 8160 8300 8450 8590 8730 8880 902 9200 7440 7500 7700 7840 7980 8120 8620 8400 8540 8680 882 9400 7260 7400 7530 7650 7810 7950 8090 8220 8360 8500 864 9600 7110 7240 7380 7560 7560 7780 7920 8050 8190 8320 846 9800 6960 7090 7230 7360 7490 7620 7760 7890 8020 8150 828 10000 6820 6950 7080 7210 7340 7470 7600 7730 7860 7990 811 仪器读数 系数 K 被测气体真实浓度 7 表 3 检验加压值 环境温度 CH4 浓 度 压力单位 5101520253035 千克力 米 2 50 0450 9451 0452 953 6454 5455 44 1 Pa490 7499 6508 4517 2526 0534 8543 7 千克力 米 2 100 08101 88103 68105 7107 28109 08110 88 2 Pa981 4996 11016 81034 41052 11069 71807 4 千克力 米 2 105 12152 82155 52158 6160 92163 62166 32 3 Pa1472 21489 61525 11551 61578 11604 61631 0 千克力 米 2 200 1203 76207 36211 5214 56218