光干涉甲烷测定器使用方法.ppt

光干涉甲烷测定器的原理及使用 一 产品特点 CJG10光干涉式甲烷测定器应用了光波的干涉原理 测定迅速 准确 具有使用方便 维修简单 体积小 重量轻 经济 耐用等特点 1 2主要用途及适用范围用于测定矿山 工厂等场所的甲烷的浓度 1 3产品型号CJG10 测定范围 0 10 CH4光干涉甲烷测定器1 4使用环境条件1 4 1温度 20 40 1 4 2湿度 96 25 时 1 4 3工作压力 80 110 kPa 二 总体结构及其工作原理 总体结构 1照明装置组 2聚光镜组 3平面镜组 4折光棱镜组 5反射棱镜组 6物镜组 7测微组 8目镜组 9吸收管组10气室组 11按钮组 工作原理 仪器内部的光学系统如图所示 由光源1发出的光经过聚光镜2后到达平面镜3 并在0点分为两部分 一部分反射 一部分折射 第1部分光束穿过气室5的测室 折光棱镜6将其折回穿过另测的小室后又回到平面镜3 折射入平面镜后在其后表面 镀反射膜 反射 于0点穿出平面镜向反射棱镜7前进 经偏折后进入望远镜8 第2部分光束折射入平面镜后在其后表面反射 然后穿过气室中央小室回到平面镜 于0 点反射后于第1部分光束会合 一同进入望远镜 两光束的物镜的焦平面上产生白光特有的干涉现象 干涉花样中央为白纹 两旁为彩纹 眼睛通过目镜进行观测 仪器构造仪器构造如图1所示 现将其主要部分分述如下 电源 照明装置组 是仪器产生干涉条纹的光 电源部分 电源采用1号电池一节 额定电压1 5伏 光源灯泡为特殊制作 其额定电压为1 35伏 聚光镜组 聚光镜和镜座用虫胶胶牢 该镜用以会集由光源发出的光 以增强其亮度 平面镜组 是产生光的干涉的重要部件 光线经过此板后分裂为二 由于镜座的作用 该镜向后倾斜约55 以得到所需的干涉条纹宽度 一条条纹到另一条条纹间的距离 通过聚光镜的光线以45 交角射向平面镜 折光棱镜组 也是产生光的干涉的重要条件 将光线经两次90 反射后折回到平面镜 固定方法与平面镜相同 改变后要导致干涉条纹的倾斜或宽度改变 反射棱镜组 将光线作90 转向 并且当转动粗动螺杆作上下调节时能移动干涉条纹 棱镜用压板紧固在底座下 底座通过弹簧片与仪器本体连接 当棱镜变位时 会使干涉条纹不明或消失 在携带或使用过程中为了防止粗动螺杆的变位而引起条纹的移动 应用护盖盖上 物镜组 将物镜镜片分清凹凸面后和镜座用虫胶胶牢 其上的光屏用以改善干涉条纹的清晰度 调节物镜座前后距离可使干涉条纹在分划板上成象清晰测微组 当转动测微手轮时 因齿轮带动了该度盘和测微螺杆转动 螺杆推动测微玻璃座 座上有测微玻璃用虫胶胶牢 它的偏转产生光线的偏折 使干涉条纹移动 刻度盘一格相当于0 02 CH4 估计可达0 01 CH4 当刻度盘转动50格 全部刻度 时 干涉条纹在分划板上的移动量应为1 CH4 否则应移动连接座进行调整 目镜组 起放大作用 便于观察 可旋转保护玻璃框来调节视度 使看到的条纹及刻度线清晰明显 为了保护目镜 其上带有目镜罩 吸收管组 在它里面所装的药品因各矿井的情况不同而可以不同 为作二氧化碳和甲烷 也称 瓦斯 两种气体的测量 且要求变换速度方便 则最好在附加吸收管 长的 内装石灰 苏达石灰 用来吸收二氧化碳 在短的吸收管内装氯化钙用来吸收水蒸气 这种装法的缺点是当有较多的水蒸气时 会引起钠石灰的潮解而降低能效 因此应经常注意更换药品 如果主要作甲烷测量 且水蒸气大 则最好在长管内装氯化钙 在短管内装钠石灰 如果水蒸气不大 甚至可以不用长管 而在短管的上半部装氯化钙 下半部装钠石灰等等 气室组 是测定气体的主要部分 共分三格 图3 两侧的小格称为空气室 中间的大格称为气样室 各室的两端上侧有弯曲的紫铜管用以连接橡皮管 对气室的基本要求是 空气室和气样室各不漏气及相互间不串气 由于构造的不同 有的气室两个空气室是不沟通的 有的是沟通的 但这对性能没有影响 都可使用 使用方法 使用前的准备工作1 对药品效能进行检查 如果吸收管内装的氯化钙 钠石灰等药品吸收能力降低或失效 将影响测定的准确性 可根据药品的使用时间和变化程度确定是否能继续使用 药品颗粒大小以3 5mm为合适 太小则粉末太多 容易进入气室 太大则药品不能充分发挥吸收力 短的吸收管内的三块隔片就是为了使气体和药品表面充分接触而设置的 2 对各部分进行气密检查 先检查吸气球是否漏气 检查方法 用一支手捏扁吸气球 压出球内的气体 另一支手压住球上的橡皮管 如球不膨胀还原 就证明不漏气 漏气的气球可以从气球是否破损 活塞芯子是否清洁等方面来找原因 其次检查仪器各部分是否漏气 首先对整个气样通道进行检查 在气样入口与气样出口处加上6 86kPa 700mmH2O 的差压 在lmin内若水柱不下降 说明不漏气 否则应对各连接部分分别检查 找出原因进行检修 此外还应检查气室是否串气 因为它们都会影响测量的准确性 3 检查干涉条纹是否清晰 把电池装入仪器 按下按钮由目镜观察 旋转保护玻璃座 调整视度达到观察数字最清晰 再看干涉条纹是否清晰 如不清晰可初步由调整灯泡的位置来改善 4 用新鲜空气清洗气室 使用以前都必须在和使用地区温度相接近 相差最好不超过10 的新鲜空气中清洗气样室 要求温度相接近的理由是 第一 不用温度的气体的折射率是不同的 因此当对零和测量地点的温度差别太大时会引起测量误差 第二 这种仪器对于温度的变化是比较敏感的 温度的变化会引起对好零的条纹移动 跑正 或 跑负 为了减少这种误差 仪器对零和使用前的安放地点与使用地区温度相近是有实际意义的 5 干涉条件的零位调整 图4 第一步 按下按钮5 转动测微手轮1 使刻度盘的零位与指标线重合 第二步 按下按钮4 转动粗动手轮2 从目镜3观察 把干涉条纹的两条黑条纹中任意一条对准分划板上的零中线 然后旋上护盖不宜再旋动 以免零位变动 进行测定甲烷浓度的测定 测定时把连接气样入口的橡皮管伸到测定地点 然后慢慢握压吸气球五 六次 使待测气体进入气样室 由目镜中观察干涉条纹 先读出干涉条纹在分划板上移动的读数 例如条纹移动到3 4 之间则读取3 然后转动测微手轮 把对零位时所选用的那根条纹退到3 的刻线上 接着按下测微照明电路的按钮 读出刻度盘上的读数 如果在0 24 0 26 之间 可读为0 25 这时所测定的结果是 3 0 25 3 25 测定后应把刻度盘退转到零位 二氧化碳浓度的测定 在没有甲烷而二氧化碳很严重的矿井里 可用此仪器测定二氧化碳浓度 此时的吸收剂不用钠石灰 为了吸收水蒸气可用氯化钙 实际浓度应为所读得的读数乘以0 95 在有甲烷的地方测定二氧化碳 或是在测定甲烷的同时又测定二氧化碳 就必须先测定甲烷和二氧化碳的混合浓度 不用钠石灰吸收二氧化碳 只用氯化钙吸收水蒸气 然后在用钠石灰吸收二氧化碳而测定甲烷浓度 把两次测得的结果相减所得的差数再乘以0 95 既得二氧化碳的实际浓度 例如 测得混合浓度为4 甲烷浓度为3 则二氧化碳浓度 4 3 0 95 注意事项应将本产品外壳装入用动物 牛 羊 猪 皮制作的皮套内 才允许本产品在煤矿井下使用 否则禁止在井下使用 严禁将本产品外壳装入塑料 人造革之类的外套之中在井下使用 在使用过程中不得随意更换任何形式的可充电电池代替干电池 1 测定时空气中湿度过大 会使气室玻璃上有雾产生 灰尘容易附在上面 而使干涉条纹不清晰 因此必须用氯化钙来吸收水蒸气 必要时可在仪器外在添装一支氯化钙吸收管 此外光源各部分接触不良 灯泡走动都会影响干涉条纹的清晰 2 所测甲烷读数比实际含量偏高 其原因可能是 钠石灰失效或吸收能力降低 把甲烷和二氧化碳的混合浓度误认为甲烷浓度 虽药品吸收能力很好 但由于颗粒过大也会引起二氧化碳的不完全吸收 或是由于盘形管已经堵塞 如从含量高转到低的地点测定而读数偏高 其原因可能是吸气球或吸气球到气室之间漏气 进气管路堵塞或被压 也就是前一地区进入仪器中的气体不能被第二地区气体完全置换 所以每班应检查仪器的进出系统 3 所测甲度数比实际偏低 原因可能有以下几个 第一 气室上所装盘形管和橡皮堵头以及与空气室连接的各个接头有漏气破裂情况 使空气室中的空气不新鲜 折射率增大 而使气样室和空气室中气体折射的差降低 故读数也随着降低 第二 气样入空 气样出口和吸气球漏气 接头不紧 使吸气能力降低 并在吸气时附近的气体渗入气样室 冲淡了要测定的气体 结果读数偏低 第三 在准备工作地点校正零位时空气不新鲜