光学瓦斯检测仪器课件.ppt

1、光学瓦斯检测仪器及使用与简单维护,单位：盘县煤矿安全培训中心 教师：张元吉 二0一三年五月,2,教学对象：,煤矿瓦斯检查工,3,教学方法：,讲授法加演示法 利用光学瓦斯检定器进行手指口述示范教学。,4,内容提要 一、光学瓦斯检查仪器的概念、结构、种类及用途 二、光学瓦检器工作原理 三、光学瓦检器工作性能检查和仪器校正 四、使用光学瓦检器测定CH4和CO2浓度的方法和步骤 五、使用光学瓦检器常见故障及处理方法 六、光学瓦检器日常维护、保养以及使用时要注意事项 七、小结,5,重点：使用光学瓦检器测定CH4和CO2浓度 的方法和步骤 难点：一、光学瓦检仪检查和校正操作演练 二、使用光学瓦检仪测定CH

2、4和CO2浓度操作演练,6,教学目的：,通过教学使学员掌握光学瓦检仪器构造和工作原理，会维护、保养仪器，会排除一般故障， 会校正仪器 ，更重要的是会快捷、准确使用仪器测定出CH4和CO2浓度。为煤矿搞好瓦斯治理实现安全生产作贡献。,7,引言 矿井瓦斯是煤矿重要灾害之一。搞好瓦斯检测工作是提供安全有效排放治理瓦斯是决策措施依据；是预防和杜绝瓦斯事故非常重要基础性工作。 煤矿瓦斯检查员是国家煤矿法定的主要特殊工种之一。作为瓦检员必须掌握瓦检仪器构造和工作原理，会维护、保养仪器，会排除一般故障， 会校正仪器 更重要的是会快捷、准确使用仪器测定出CH4和CO2浓度，为治理瓦斯提供决策措施依据。 当前，

3、光学瓦检器仍是煤矿井下检测瓦斯浓度安全性好、精度较高、很适用的一种仪器。,8,一、光学瓦斯检查仪的概念、结构、种类用途 （一）光学瓦斯检查仪的概念 光学瓦斯检查仪是根据光学原理制作的，用来测定空气中的瓦斯（CH4）和二氧化碳（CO2）气体浓度的一种仪器。以下简称为简称为光学瓦检器。 （二）光学瓦检器种类及结构 我国制造的光学瓦检器有西安和抚顺两个产家，分别有AQJ和AWJ型高、低浓度光学瓦检器两种。其中，AQJ-1型低浓度（检测范围：0-10%）光学瓦检器在煤矿井下常见使用。 光学瓦检器其外观似个矩形盒子，分别由光路系统、电路系统和气路系统三大系统组成。,9,光学瓦斯检查仪的概念、结构、种类用

4、途 1、光路系统 由光源，聚光镜，平面镜，平行玻璃，折光棱镜，反折棱镜，望远系统组成。 其功能是产生光干涉条纹，以及产生气体介质密度不同的光位移。,10,光学瓦斯检查仪的概念、结构、种类用途 2、电路系统 由干电池，灯泡，光源盖，光源电门（粗读数电门），微读数电门等组成。 其功能是为光路系统提供电源。,11,光学瓦斯检查仪的概念、结构、种类用途 3、气路系统 由吸气皮球，吸气管，进气管，水分吸收管，二氧化碳吸收管，气室，毛细管等组成。其主要部件及作用如下： A、气室：用于分别存贮新鲜空气和含有瓦斯（CH4）气体。 B、毛细管：其外端与大气连通，作用是使测定时的空气室内的空气温度和绝对压力与被测

5、地点的温度和绝对压力保持相同，同时又使用权含瓦斯的气体不能进入空气室。 C、水分吸收管：管内装有氯化钙（或硅胶），用于吸收混合气体中的水分，使之不进入瓦斯室，以使测定结果准确。 D、二氧化碳吸收管：管内装有颗粒直径为2-5mm的钠石灰，用于吸收混合气体中的二氧化碳，以便准确地测定瓦斯浓度。,12,二、光学瓦检器工作原理 由光源发出的光，经聚光镜到达平面镜，并经其反射和折射形成两束光，分通过空气室（两侧）和瓦斯室（中间），再经折光棱镜折射到反射棱镜，最后反射给望远系统。由于光程差的结果，在物镜的焦平面上将产生干涉条纹。 由于光的折射率与气体介质的密度有直接关系。如果以空气室都充入新鲜空气产生的条

6、纹为基准线（对零），那么当含有瓦斯的空气充入瓦斯室。因空气室中的新鲜空气与瓦斯室中的含有瓦斯的空气的密度不同，它们的折射率即不同，进而光程也就不同，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。 由于干涉条纹的位移大小与瓦斯浓度的多少成正比关系，所以根据干涉条纹的移动距离就可以测知瓦斯的浓度。 在分划板（粗读数刻度盘）上读出位移的大小，其数值就是测定的瓦斯浓度,13,三、光学瓦检器工作性能检查和仪器校正 （一） 光学瓦检器工作性能检查 1、外观检查 电源门的防爆盖，目镜盖，主螺旋盖及橡皮管件等齐全完好；仪器无损伤现象。 2、药品性能 通过肉眼观察其药品（氯化钙或硅胶、钠石灰）的颜色

7、和颗粒度大小。颜色变为失效，反之有效；钠石灰的颗粒度直径在2-5mm之间，过大不能充分吸收通过气体中的水份和二氧化碳；过小又容易堵塞甚至其粉未被吸入空气室内。颗粒度直径不符合要求会影响测定精度。,14,光学瓦检器工作性能检查和仪器校正 3、光、电路系统 按下光源电门（主电源门），由目镜观察：亮度是否符合要求？分划板刻度线及干涉条纹是否清晰？ 如亮度弱或不亮更换干电池或灯泡。 如分划板刻度线及干涉条纹不清晰由目镜观察，并旋转目镜筒调整至分划板清晰为止；若干涉条纹不清晰，可取下光源盖，拧松灯泡后坐盖，调整灯泡后端小柄，同时由目镜观察干涉条纹至到清晰为止。然后拧紧灯泡后坐盖装好仪器。,15,光学瓦检

8、器工作性能检查和仪器校正 4、气路系统 按照由“吸气橡皮球吸气管进气管水分吸收管二氧化碳吸收管辅助管部件先后顺序进行检查，找出堵塞或漏气部件。 其操作方法： 先用一只手堵住进气孔，用另一手捏扁吸气橡皮球。然后，松手吸气橡皮球不胀起，即管件及气路系统不漏气畅通；放开进孔，捏、放吸气橡皮球，以吸气橡皮球胀起自如为好。,16,光学瓦检器工作性能检查和仪器校正 （二）校正仪器 1、清洗瓦斯室 在地面或井下（井底车场，局部通风风筒口）新鲜空气中，手捏橡皮球5-10次或数次。,17,光学瓦检器工作性能检查和仪器校正 2、对零（双归零） A、先按下微读数电源门，观看微读数刻度盘，同时调动（逆时针方向）微调螺

9、旋，直至指标线与零刻度线正好重合微（精）读数对零工作完毕。 B、之后，旋拧下主调螺旋盖，按下主电源门由目镜盯住分划板上干涉条纹线，旋转主调螺旋，在干涉条纹线中选一条明显的作为基线与分划板的零刻度线正好重合。记住这条与零刻度线正好重合的干涉条纹线，盖好主调螺旋盖粗（大）读数对零工作完毕。,18,四、使用光学瓦检器测定CH4和CO2浓度的方法步骤 （一） 使用光学瓦检器测定CH4浓度的方法步骤 第一步，对零。在待测地点附近的进风流中进行操作。其“对零”的操作方法同上所述。 第二步，测定。将连接在二氧化碳吸收管进气口的辅助管伸向待测位置（井巷顶部周围：有支架50mm;锚喷、砌碹200mm风流中)，然

10、后捏放橡皮球5-10次，将所测气体吸入仪器气室。 第三步，读数。按下光源电门，由目镜中观察原对零那条基线移动的位置。如其恰好与某整数刻度线重合，该刻度数值即为所检测的瓦斯浓度；如原对零那条基线移动的位置位于两个整数之间，按下主电源门不松手指,由目镜眼睛盯着那条基线, 按顺时针方向转动微调螺旋，使那条基线退到正中压在小的那条刻度线上，然后按下微读数电门，从微读数盘上读出小数（精读数），最后将那小的整数值加上精读数值，所得的数值即为测定的瓦斯浓度值。,19,使用光学瓦检器测定CH4和CO2浓度的方法步骤 （二） 使用光学瓦检器测定CO2浓度的方法步骤 首先在靠近巷道底板处测定出瓦斯的浓度；然后在同

11、一地点，去掉二氧化碳吸收管用水份吸收管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（由于瓦斯和二氧化碳的折射率相差不大，一测定时也可不校正），即为所测定的二氧化碳浓度。,20,五、使用光学瓦检器常见故障及处理方法 （一）零位“漂移” 1、原因：仪器气室内空气不新鲜，毛细管失去作用；“对零”时的地点与待测地点的温度和绝对压力相差很大；瓦斯室气路不畅通。 2、处理方法：经常用新鲜空气清洗气室，不要连班使用一台瓦检器，避免毛细管内空气不新鲜；仪器对零时，应尽量在与待测地点温度、标高相近的附近进风巷内进行，避免因温度和压差过大引起零位“漂移”；经常检查气路系统，发现不

12、畅通或堵塞要及时修理。 （二）干涉条纹无法归零或干涉条纹和分划板刻度线不平行 不要摔撞仪器，应找专职人员调校。 （三）目镜内出现雾气找专职人员修理。 （四）无光或亮度不够换灯泡、换干电池。 （五）药品失效换药品。 （六）漏气找出漏气部件，撤切除更换处理。,21,六、光学瓦检器日常维护、保养以及使用时要注意的事项 （一）正确携带（示范）和使用好瓦检器，防止与其它硬物碰撞，损坏仪器内部零件及光学镜片。 （二）光干涉条纹不清晰。若调整光源灯泡不能处理，就拆开仪器擦拭附在光学玻璃镜片上的雾粒、灰尘，调整光路系统。 （三）如果空气中含有一氧化碳、硫化氢气体，会使瓦斯浓度检测结果偏高。其处理方法：一是增加一个辅助吸收管，其内装有颗粒活性炭，可消除硫化氢气体的影响；二是增加一个辅助管，其内装有40%氧化铜或60%二氧化锰的混合物，则可消除一氧化碳的影响。 （四）氧气的影响。氧气每降低1%，测量结果偏大0.2%,22,光学瓦检器日常维护、保养以及使用时要注意的事项 （五）大气压的影响。高原地区气压低，空气密度小测量的瓦斯浓度数值偏听偏小，应按修正公式计算校正。 （六）火区的影响。火区范围及附近气温高，氧气浓度低，对测定精度影响较大，甚至于不能用该仪器测定火区范围及附近的瓦斯浓度。 （七）高浓度二氧化碳的影响。可将几台仪器的二氧化碳吸收管串联使用。 （八）按有关规定将