第一节光学瓦斯检定器的特点及构造

第一节光学瓦斯检定器的特点及构造
一、光学瓦斯检定器的功能和特点
光学瓦斯检定器，是用来测定瓦斯浓度，也可测定其他气体（如二氧化碳等）的浓度
的一种仪器。

按其测量瓦斯浓度的范围分为（精度）和（精度
）两种。

这种仪器的特点是携带方便，操作简单，安全可靠，且有足够的精度：但构
造复杂，维修不便。

二、光学瓦斯检定器的构造
光学瓦斯检定器有很多种类，我国生产的主要有和型，其外形和内部构
造基本相同，现以—型为例说明其构造如下。

—型瓦斯检定器外形是个矩形盒子，其由气路、光路和电路三大系统组成，如
图所示。

1、气路系统。

由吸气管、进气管、水分吸收管、二氧化碳吸收管、吸气橡皮球
、气室（包括瓦斯室和空气室）和毛细管等组成。

其主要部件的作用是：气室用于
分别存贮新鲜空气和含有瓦斯或二氧化碳的气体；水分吸收管内装有氯化钙（或硅胶），用于吸收混合气体中的水分，使之不进入瓦斯室，以使测定准确；毛细管，其外端连通大气，其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（或瓦斯室内）的温度和绝对压力相同，同时又使含瓦斯的气体不能进入空气室；二氧化碳吸收管内装有颗
粒直径为的钠石灰，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。

图+,-—型光学瓦斯检定器
.—外形图；/—内部构造
—目镜；—主调螺旋，—微调螺旋；—吸气孔；—进气孔；0—微读数观察窗；1—微读数电门；
2—光源电门；—水分吸收管；—吸气橡皮球；—二氧化碳吸收管；—干电池；—光源盖；—目镜盖；—主调螺旋盖；0—灯泡；1—光栅；2—聚光镜；—光屏；—平行平面镜；—平面玻璃；—气室；—反射棱镜；—折射棱镜；—物镜；0—测微玻璃；
1—分划板；2—场镜；—目镜保护盖，—毛细管
2、光路系统。

如图所示。

3、电路系统。

其功能和作用是为光路供给电源。

由电池、灯泡0、光源盖、光
源电门2和微读数电门1组成。

·2·
图—型瓦斯检定器的光路系统图
—光源；—聚光镜；—平面镜；—平行玻璃；—气室；—折光棱镜；
+—反射棱镜；,—望远镜系统
第二节光学瓦斯检定器的工作原理
光学瓦斯检定器是根据光干涉原理制成的。

它的光路系统如图所示。

其
工作原理如下：
由光源发出的光，经聚光镜到达平面镜。

并经其反射与折射形成两束光，分别
通过空气室和瓦斯室，再经折光棱镜折射到反射棱镜+，再反射给望远镜系统,。

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，如果以空气室和瓦斯室都充入新鲜
空气产生的条纹为基准（对零），那么，当含有瓦斯的空气充入瓦斯室时，由于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，他们的折射率即不同，因而光程也
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
知瓦斯的浓度。

我们在分划板上读出位移的大小，其数值就是测定的瓦斯浓度。

第三节光学瓦斯检定器的规范操作
一、使用光学瓦斯检定器之前的准备工作
须对瓦斯检定器进行以下检查工作：
检查药品性能。

检查水分吸收管中的氯化钙（或硅胶）和外接的二氧化碳吸收
管中的钠石灰是否变色，若变色则失效，应打开吸收管更换新药剂，新药剂的颗粒直
径要在之间，不可过大或过小。

因为颗粒过大不能充分吸收通过气体中的水分
或二氧化碳；颗粒过小又容易堵塞甚至其粉末被吸入气室内。

颗粒直径不合要求会影响
测定的精度。

检查气路系统。

首先检查吸气球是否漏气：用手捏扁吸气球，另一手掐住胶管，
然后放松气球，若气球不胀起，则表明不漏气；其次，检查仪器是否漏气：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；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。

检查光路系统，按下光源电门，由目镜观察，并旋转目镜筒，调整到分划板清晰为
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。

清洗瓦斯室。

在地面或井下新鲜空气中，手捏气球次。

对零。

按下微读数盘的零位刻度与指标线重合；旋下主调螺旋盖，再按下光源
电门，调动主调螺旋，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
相重合，并记住这条黑基线；然后，一边观看目镜一边盖好主调螺旋盖。

二、使用光学瓦斯检定器测定瓦斯浓度
应按以下方法和步骤进行：
1、调零。

在待测地点附近的进风巷道中，捏放气球数次，然后检查微读数盘的零位
刻度与指标是否重合，选定的黑基线与分划板的零位是否重合。

若有移动，则按“对零”
操作方法进行调整，使光谱处在零位状态。

2、测定。

将连接在二氧化碳吸收管进气口的胶皮管伸向待测位置，然后捏放气球
次，将待测气体吸入瓦斯室。

3、读数。

按下光源电门、由目镜中观察黑基线的位置。

如其恰与某整数刻度重
合，读出该处刻度数值，即为瓦斯浓度；如果黑基线位于两个整数之间，如图中
所示，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，如图中
所示，然后，从微读数盘上读出小数位，整数与小数相加就是测定出的瓦斯浓度，例如，若从整数位读出的数值为，微读数为+，则测定的瓦斯浓度+,。

4、光学瓦斯检定器安全操作规程
1、光学瓦斯检定器应配备专人保管、专人使用、经常检查维护，每季至少要进行一次检验。

2、对仪器必须轻拿轻放，避免碰撞和震动。

3、经常保持仪器及存放地点的清洁卫生，室内温度应保持在0—30℃之间，长时间不使用的仪器应取出干电池，并把吸收管内的氯化钙改装为钠石灰。

4、对吸收管进行检查，检查辅助吸收管内的钠石灰和吸收管的氯化钙有无失效现象，如有失效则应倒出，换入良好的药剂。

5、对仪器进行气密检查：先检查吸气球本身是否漏气，然后用手堵仪器口，另一手挤压气球，如气球在1分钟内不不还原，则为仪器气密性良好，发现漏气时，需经处理完好方可使用。

6、检查光干涉条纹是否清晰准确，不清晰的原因是电弱或目镜调整位置欠佳。

检查光干涉条纹是否准确，是用经验定度法检查条纹的宽度，即将第1根黑条纹中心和分划板的零位线对准，观察第5根采纹是否与70%的求值线相对。

不相对即仪器精度不符合要求，不准使用。

7、在井底新鲜空气处，连续挤压吸气球5—7次，清洗瓦斯室。

8、对零点：先把测微钮内微量刻度盘上的零位线与观察窗的中线对齐（习惯上是将侧微手轮逆时针转动，直到转不动为止），然后按压上部按钮，从目镜观察光谙，同时转动调微组的调节手轮，任选一干涉条纹作为基线与零位线对准。

9、吸入瓦斯前，首先检查光谱是否移动的位置。

10、把辅助吸收管伸到巷道较高处（可利用检验杖伸到高顶处）或所要测定的地点，挤压吸气球5—7次。

11、观察光谱移动的位置，如移动不超过1%，转动测微手把基线对到零位，在微量刻度盘上读出瓦斯浓度百分之零点几，如光谱基线移动超过1、2、3、4……（%）的整数，然后再观察微量刻度盘，读出小数，即瓦斯的浓度。

12、读数后，随手将微量刻度盘退到零位。

13、按上述方法，首先测出瓦斯浓度。

14、取下胶管一端装钠石灰的辅助管，按照测量瓦斯的方法测出一地点的混合气体浓度。

15、从混合气体浓度中减去瓦斯浓度，就是所测定的二氧化碳的浓度，由于二氧化碳和瓦斯的折射率不同，所以测出的二氧化碳的乘以系数0.955，才是二氧化碳的实际浓度。

16、所测空气中，氧气浓度降低对测定精度有较大影响，氧气浓度20%以下时，应考虑测瓦斯浓度所受的影响。

光学瓦斯检定器的使用保养注意事项
1．携带和使用时，防止和其他硬物碰撞，以免损坏仪器内部零件和光学
镜片。

2．光干涉条纹不清晰，往往是由于空气湿度过大，光学玻璃上有雾粒或
灰尘附在上面以至光学系统有毛病造成的。

如果调动光源灯泡后不能达到目
的，就要由修理人员拆开进行擦拭，或调整光路系统。

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，将使瓦斯测定结果偏高。

为消除这一影响，应再加一个辅
助吸收管、管内装有颗粒活性碳可消除硫化氢影响，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．在火区、密闭区等严重缺氧地点，由于气体成分变化大，用光学瓦斯
检定器测定瓦斯时，测定结果会比实际浓度偏大很多（试验可知，氧气浓度每
降低1 ％，瓦斯浓度测定结果约偏大0．2 ％）。

这时，必须采取试样，用化学分
析的方法而不准使用光学瓦斯检定器测定瓦斯浓度。

5．高原地区的空气密度小、气压低，使用时应对仪器进行相应调整，或
根据当地实测的空气温度和大气压力用公式（5 －1）计算校正系数，对测定结
果进行校正。

6．仪器不用时，要放在干燥地方，并取出电池，以防腐蚀仪器。

7．要定期对仪器进行检查、校正，发现问题，及时维修。

不得使用带病、
不准或损坏的仪器进行测定。