瓦检仪实训实验指导书

光学瓦检仪实训指导书实训课时：8 单次人数：15人一、实训（实验）目的1、学习光学瓦检仪的结构与工作原理。

2、掌握光学瓦检仪的使用方法。

3、会用光学瓦检仪检测瓦斯、二氧化碳两种气体的浓度。

二、必备的理论知识2.1、矿井空气中瓦斯、二氧化碳的性质与危害2.2、学习使用光学瓦检仪的意义。

众所周知，瓦斯管理是通风工作的重中之重，而瓦斯管理的重点就是瓦斯检查工作。

光学瓦检仪在全国各类煤矿应用十分广泛，使每个煤矿必备的安全仪器表之一，是检测井下有害气体的基本工具。

现在虽然有多种不同类型的瓦斯检测仪用之于井下，但经实践证明：经济、耐用、精度稳定、受人喜爱的瓦斯仪器仍使光学瓦斯检测仪。

光学瓦检仪结构比较复杂，操作程序多，读数不直观，为了避免瓦检员操作上的错误，所以要求我们必须加强培训学习，通过学习我们要了解仪器的基本结构及部件作用，从而更好地使用仪器。

2.3、光学瓦检仪概述2.3.1CJG10光干涉式甲烷测定器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。

2.3.2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。

2.3.3产品型号C J G 1 0 ――测定范围(0~10)% CH4光干涉甲烷测定器2.3.4使用环境条件2.3.4.1温度：（-20~40）℃2.3.4.2湿度：＜96%（25℃时）2.3.4.3工作压力：（80~110）kPa 2.3.5、CJG10光干涉式甲烷测定器构造 2.3.5.1CJG10光干涉式甲烷测定器的外部构造2.3.5.2内部结构图1仪器的内部结构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 2.3.6技术特性测量范围: (0～10)% CH 41、目镜2、微动手轮3、粗动手轮4、护盖5、目镜灯开关6、微动刻度盘灯开关7、微动刻度盘部 件 名准确度：最大允许误差：±0.30% CH4电池型号：一号碱性电池数量：一节仪器工作电压: Ui 1.5 V仪器工作电流: Ii 730 mA最高开路电压: Uo 1.6 V最大短路电流: Io 4.0 A仪器防爆型式: 矿用本安型防爆标志: ExibI2.3.7、测小数范围 0~1%2.3.8、分划板刻度：0 2 4 6 8 102.3.9 尺寸、重量外形尺寸: 215 mm×120 mm×60 mm重量: 1.8kg三、原理与说明（此处如需画图的地方尽量体现出来）1、㈠光波的产生光是以波的形式从光源向四面传播的，光波和水波相似，只是光波用眼睛看不见，凸起的部份叫波峰，凹下去的部分叫波谷。

波峰间的距离叫波长（入），不同颜色的光线其波长不同。

光线可分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色。

光有各种特性，光的干涉就是其特性之一。

所谓光的干涉，就是波长相同的两波相互产生波峰增长，或者抵消的现象。

如图示：相长干涉相消干涉两波相消的叫相消干涉，两波相加的叫相长干涉。

相消干涉及使光线亮度降低变暗，相长干涉使亮度提高。

2、工作原理仪器内部的光学系统如图2所示。

图2光学系统图由光源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。

四、实训设备与工具、（实验仪器）1.光学瓦检仪2.瓦斯气罐（标配）3.瓦斯检测试验操作台五、危险源辩识瓦斯检查员危险源管理卡六、实训步骤与要点（实验方法）6.1使用前的准备工作6.1.1仪器外观检查：各部件连接是否完好，连接链、海绵垫、背带、隔板、各部件按扣是否扣好，辅助管、温度计、记录本是否存在、完好。

6.1.2检查药品是否失效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。

6.1.3对各部分进行气密检查。

首先检查吸气球是否漏气：用手捏扁气球，另一手掐住胶管，然后放松气球，若气球一分钟内不胀起，则表明不漏气。

然后，检查仪器气室是否漏气：将吸气胶皮管同检定器吸气孔连接，堵住进气孔，捏扁气球，松手后球一分钟内不胀起。

最后，检查气路是否畅通：即放开进气孔，捏放吸气球，以气球能瘪起自如为好。

6.1.4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。

检查干涉条纹是否准确，是用经验定度法检查条纹的宽度，即将第一条黑条纹中心和分划板的零位线对准，观察第五条彩带（纹）是否与7%的示值相对，不相对及要求精度不符合要求，不准使用。

6.1.5检查仪器准确度首先将微调螺旋归零。

转动主调螺旋将第一条黑基线与分划板上1%重合；转动测微手轮使测微窗读数为1%，观察第一条黑基线是否与零重合。

6.2使用光学瓦检仪测瓦斯、二氧化碳浓度6.2.1用新鲜空气清洗气室。

使用前，必须用新鲜空气冲洗瓦斯室。

（1）新鲜空气：空气未受污染的巷道，一般在井底车场或矿井总进风巷。

（2）距被测地点温差不超过10℃：这种仪器对温度的变化比较敏感，温度变化，会引起零的条纹移动（现场称为“跑正”或“跑负”）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。

6.2.2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。

6.2.3瓦斯浓度的测定。

测定时，将联接瓦斯入口的橡皮管伸至测定地点，然后慢慢握压吸气球５～６次，挤压次数主要由橡皮管的长度决定，橡皮管越长，挤压次数越多，以仪器的瓦斯室中气体完全被置换为目的。

待测气体进入瓦斯室，由目镜中观察干涉条纹是否已移动，先读出干涉条纹在分划板上移动的条数。

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。

图4 仪器的使用6.2.4 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），然后甩掉钠石灰附管，测定地点一般在巷道的中下部，用检查瓦斯的方法读出混合气体的浓度。

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。

注意混合气体浓度和瓦斯浓度需在同一地点同一位置检查。

6.3仪器使用注意事项应将本仪器外壳装入用动物（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。

6.3.1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。

6.3.2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。

6.3.3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，或空气室与气样室之间相互串气。

6.3．4只能使用本说明书中规定的电池。

6．3.5井下危险场所使用必须加动物皮质的皮合。

6.4仪器的维修6.4.1气室组的维修气室是测定部位的主要组件，应保证严格的气密性。

气样室、空气室即不能漏气又不能相互串气。

气密校验完以后，将气室包角螺钉松开，将气室玻璃垂直取下。

将气室一端放在300瓦的电炉或酒精上加热，当加热后涂上一薄层均匀的气室专用胶，再把已洗净的包角装上，放在带盖的盘里待装气室玻璃。

装气室玻璃时，用乙醇和纱布擦净，再将镜片按原位置装在气室两端，紧固各包角。

两端镜片都装完后，放在电炉或酒精灯上加热，当气室胶溶化时，用软木棒在气室玻璃上垂直地稍微用力压，使之密封。

6.4.2、测微组的维修6.4.2.1测微组电路故障测微组电路的故障有以下几点：(1)．电源插头边或连接片与测微器盖接触产生短路。

(2)．连接片焊接不牢。

会出现忽明忽暗现象。

(3)．带螺母的盖板与螺钉接触不良，主要是盖板螺钉孔边缘有漆膜造成断路现象。

6.4.2.2测微器壳盖的修理测微器测微手轮由塑料材质制成，这种材料易磨损和破碎。

更换手轮组装后旋转时要小心，各件间配合无明显晃动，松紧适度或更换新的壳。