1、教学重点难点：光学甲烷检测仪的使用方法。教学目的要求： 通过教学，使培训学员掌握光学甲烷检测仪的构造及工作原理，熟练掌握光学甲烷检测仪的使用和保养方法。是用来测定瓦斯和二氧化碳浓度的一种仪器。高浓度瓦检仪，测量范围0100%（精度0.1%）低浓度瓦检仪，测量范围010%（精度0.01%）。 特点： 携带方便，操作简单，安全可靠，精度高。 仪器的用途测量瓦斯浓度范围：一、仪器的用途、范围及特点 二、仪器的工作原理 光学甲烷检测仪是根据光干涉原理制成的。 由光源发出的光，经聚光灯到达平面镜。并经其反射与折射形成两束光，分别通过空气室和甲烷室，再经过光棱镜折射到反射棱镜，再反射给望远镜系统。由于光程
2、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，如果以空气室和甲烷室都冲入新鲜空气产生的条纹为基准，那么，当含有甲烷的空气充入甲烷室时，由于空气室中的新鲜空气与甲烷室中的含有甲烷的空气密度不同，他们的折射率即不同，因而光程也就不同，由于干涉条纹的位移大小与瓦斯浓度的高低成正比关系，所以，根据干涉条纹的移动距离就可以测知甲烷的浓度，我们在分化板上读出位移的大小，其数值就是测定的甲烷浓度。 进气管 水分吸收管 二氧化碳吸收管 吸气球 吸气管 气室 毛细管 平面镜 平行玻璃 折光棱镜 光源 聚光镜反光棱镜 望远镜系统 光源电门 微读数电门 光源盖电池 灯泡 目镜
3、 作用是用来观察分划板上的干涉条纹，可左右旋转目镜筒来调节内部的清晰度，使分划板和干涉条纹清晰。 微数观察窗 用来观察小数。 微调螺旋 通过旋转来调整零位或调整小数。 主调旋 当瓦检仪清洗气室完毕后，通过左右旋转，将左边第一根最黑的干涉条纹对准分划板上的零位指标线上。 电门按钮 上面一个按钮用来控制微读数窗的电源，下面一个按钮用来控制分划板的电源。 气室 分别存储新鲜空气和含有甲烷或二氧化碳的气体。 二氧化碳吸收管 内装颗粒直径为2-5mm的钠石灰，作用是吸收空气中二氧化碳，使之不进入瓦斯室，以便准确测定瓦斯浓度 。 外端连通大气，它的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地点（或
4、甲烷室内）的温度和绝对压力相同，同时又使含甲烷的气体不能进入空气室。毛毛细细管管 其功能和作用是为光路提供电源。 9电路系统准备工作准备工作药品性能检查对零光路系统检查使用光学瓦斯检测仪前的使用光学瓦斯检测仪前的准备工作准备工作外观检查气路系统检查换气、清洗瓦斯室 使用光学甲烷检测仪前的准备工作仪器清洁、附件、辅助管畅通、不漏气； （1）、外观检查（2）、药品性能检查氯化钙正常：白色立方晶体，25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3） 钠石灰正常：白色颗粒， 35毫米失效：粉白色 使用光学甲烷检测仪前的准备工作 （ 3）、气路
5、系统检查）、气路系统检查 1）检查吸气球是否漏气：即用手压扁吸气球，另一只手掐住胶管，然后放松气球，若气球不胀起，则表明不漏气；2）检查仪器是否漏气：即将吸气胶皮管同检定器吸气孔连接，堵住进气孔，捏扁吸气球，松手后球不胀起为好；3）最后，检查气路是否畅通，即放开进气孔，捏放吸气球，以气球瘪起自如为好。（3）、气路系统检查 使用光学甲烷检测仪前的准备工作 按下光源电门，由目镜观察，并旋转目镜筒，调整到分划清晰为止，再看干涉条纹是否清晰，如不清晰，可取下光源盖，拧松灯泡后盖，调整灯泡后端小柄，同时观察目镜内条纹，直到条纹清晰为止，然后拧紧灯泡后盖，装好仪器。（4）、光路系统检查使用光学甲烷检测仪前
6、的准备工作 换气地点应选在与待测地点温度相近（温差不超过10）、压力差不大（最好标高相同）的新鲜风流地点换气，挤压气球5-10次，吸入新鲜空气，清洗瓦斯室。 （5）、换气、清洗瓦斯室使用光学甲烷检测仪前的准备工作对零地点：换气完毕，在换气地点对零。 1）左手按下微读数电门，右手旋转微调螺旋将微调螺旋反时针旋转，眼睛观看微读数观察窗，使微读数盘的零位刻度与指标线重合；2）旋下主调螺旋盖，左手按下光源电门，右手转动主调螺旋，眼睛同时观看目镜，在干涉条纹中选定一条黑基线与分划板的零位刻度线相重合（通常以左边第一根黑线为基准线），并记住这条黑基线，盖好主调螺旋盖，再次观察干涉条纹和微调螺旋是否在零位，
7、如不在零位，应重新调整。 注意：主调螺旋调好零位后，本班不允许再次在检查地点调整 （6）、对零 使用光学甲烷检测仪前的准备工作1 、将已经准备好的瓦检器带到被测地点，等待1015分钟，然后观看仪器分划板上的干涉条纹是否跑正或跑负，如果未跑正跑负，方可检查气体，把胶管伸向待测位置巷道风流的上部，挤压气球5-10次，将待测气体吸入瓦斯室。 六、测定瓦斯浓度2、读数 左手按下光源电门，眼睛由目镜观察所选定的黑基线位置，右手顺时针转动微调螺旋：从微读数盘上读出小数位 ，加上前面的整数，即为瓦斯百分比浓度读数。 六、测定瓦斯浓浓度（1）如果所选定的黑基线位于0-1%之间，则应顺时针转动微调螺旋，使黑基线
8、退回到零位，然后，从微读数盘上读出小数位，即为瓦斯浓度。 （2） 如果所选定的黑基线超过1%以上，位于位于两个整数之间，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，用分划板上的整数与微测刻度盘的小数相加就是测定出的瓦斯浓度。 （3）整数读数，干涉条纹如其恰与某整数刻度重合，不需调整，直接读出该处刻度数值，即为瓦斯浓度。 注意：读微读数时，人的视线应与刻度盘成90度的夹角。连续测定三次，取其平均值，即为该测点的瓦斯浓度。 连续测定3次，取其平均值。每次读完数后，都应将所读数据分别记录在瓦斯检查员手册和现场记录牌上，并通知现场作业人员。每次测完气体后，都应将微
9、调螺旋退回到零位。七、测定二氧化碳浓度（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。地点：巷道风流的下部【例题】用光学瓦斯检定器在矿井总回风巷内进行测定工作，在未去掉二氧化碳吸水管时测得巷道断面上、下1/5处的读数分别为0.68%和0.45%，取下二氧化碳吸水管时测得巷道断面下1/5处的读数为1.19%，试计算并判定该回风巷风流中的瓦斯和二氧化碳浓度是否符合规程规定。 解：（1）风流中瓦斯浓度为0.68%。（2）风流中二氧化碳浓度为： （1.19%-0.45%）0.955=
10、0.71%（3）风流中瓦斯浓度和二氧化碳浓度都不超过0.71%，因此符合规程规定。1仪器空气室内不新鲜，毛细管失去作用2对零时的地点与待测地点的温度和压力相差较大3瓦斯室气路不畅通 八、发生零位漂移的原因及处理方法 光学甲烷检测仪发生零位飘移（俗称跑正或跑负），会造成测定结果不准或错误。 发生零位漂移的原因： 1、仪器换气对零后到达工作地点等待1015分钟，取样前观察仪器是否跑正或跑负，如果未跑正、跑负方可检查瓦斯。 防止零位飘移的办法有：八、发生零位漂移的原因及处理方法 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，因尽量在与待测地点温度相近、标高
11、相同的附近进风巷内进行，以免因温差、压差过大引起零位飘移。3经常检查检定器的气路，发现不畅通或堵塞要及时修理。 仪器对零的的黑基线在未检查时，就已经移到零刻度右边 。处理方法：1重新回到空气新鲜、温度与待测地点温度相近的地点换气对零； 2转动微动螺旋使对零的黑基线对准分划板上左边较小的整数刻度线，读出微读数窗内的数值加上该整数即为仪器“跑正”数值，并做好记录，取样读数后减去“跑正”数值即为该测点的真实测定结果。 跑正：仪器对零的的黑基线在未检查时，就已经移到零刻度右边 。八、发生零位漂移的原因及处理方法 处理方法： 跑负：仪器对零的黑基线在未检查时，就已经移到零刻度线左边。 1重新回到空气新鲜
12、、温度与待测地点温度相近的地点换气对零； 2以第二条黑基线作为测定和读数的基准线，将第二条黑基线退到分划板上左边较小的整数刻度线上(1)，读出微读数窗内的数值，加上第二条黑基线对准的分划板上的整数(1) ，并以此数为“跑负”的基准数，记住此基准数，并做好记录，在取样后，以第二条黑基线为基准线读出结果，减去“跑负”后基准数所得之差，即为该测定点的真实测定结果。 八、发生零位漂移的原因及处理方法 九、校准光学甲烷检测仪测得的甲烷浓度值 光学甲烷检测仪是在一个标准大气压和温度20的条件下标定刻度的。 当被测地点的大气压超1.013105pa100pa，温度超过202范围时，应当进行修正。 修正的方法
13、： 将已测得的甲烷或二氧化碳浓度值乘以校正系数K。 K=101325/pT/293=345.82T/p式中 T测定地点绝对温度，绝对温度与摄氏温度t的关系是 T=t+273 P-测定地点的大气压力，pav在井下某一地点用光学瓦斯检定器测定的风流中的瓦斯浓度为0.86%，同时测得该地点的温度为28，大气压强为78805Pa,该地点真实瓦斯浓度是多少？v校正系数K：vK=101325/pT/293=345.82T/p=345.82（28+273）/78805=1.32v该地点真实瓦斯浓度为：v 0.86%1.321.14%九、校准光学甲烷检测仪测得的甲烷浓度值 十、光学甲烷检测仪的常见故障及排除方
14、法 1、检查药品时，如药品失效会发现药品的颗粒小成粉或胶结一起应及时更换，否则可能是测定瓦斯数值偏高，有时甚至可阻塞进气管路。2、气密检查如果发现漏气应想法找出漏气的部位，及时更换吸气管或吸气球。如漏气，在接头处应将漏气管头切下。3、检查光路如发现无光，应打开光源盖检查灯泡，及时更换，如灯泡正常则应更换电池。当发现灯光暗红时也是电池用得太久，应及时更换。4、当发现干涉条纹无法归零，或干涉条纹和分划板的刻线不平行，不要摔打，应找专职校对人员调校。 5、当目镜内出现雾气应找专职人员修理。 十一、使用和保养光学甲烷检测仪应注意的问题1、携带和使用时，防止和其他硬物碰撞，以免损坏内部零件和光学镜片。2
15、、光干涉条纹不清晰，往往是由于空气温度过大，光学玻璃上有雾粒或灰尘附在上面以致光学系统有毛病造成的。如果调整光源灯泡后不能达到目的，就要由修理人员拆开进行测试，调整光路系统。3、测定时，如果空气中含有一氧化碳、硫化氢等其他气体时，因为没有这些气体的吸收剂，将使甲烷测定结果偏高。为消除这一影响，应再加一个辅助吸收管，管内装有颗粒活性炭，可消除硫化氢影响，装有40%氧化铜和60%二氧化锰的混合物，可消除一氧化碳的影响。4、氧气浓度的影响。氧气降低1%，测量结果偏大0.2%。 5、大气压的影响。高原地区气压低，空气密度小，测量的瓦斯数值偏小，应按修正公式校正。6、火灾的影响。火区内气温高，氧气浓度低，对测定精度影响很大。甚至不能用该仪器测定 火区内甲烷浓度7、高浓度二氧化碳的影响。仪器的二氧化碳吸收管的能力有限，当遇到高浓度的二氧化碳时，可将几台仪器的二氧化碳吸收管串联使用。8、仪器要定期由有关部门按计量定规程进行校正。 十一、使用和保养光学甲烷检测仪应注意的问题江西煤矿安全资格培训讲义丰城矿务局培训中心
