光干涉型甲烷测定器常见故障的分析与排除

光干涉型甲烷测定器常见故障的分析与排除

光干涉型甲烷测定器是一种精密光学仪器，必须定期保养和维护。当仪器发生故障时，必须立即停止使用，进行检修。

1.仪器的干涉条纹漂移(或称条纹跑正、跑负)。

条纹漂移是由于仪器空气室的空气和甲烷室被测气体的折射率变化引起的。设na为空气室内空气的折射率，nc为甲烷室中被测气体的折射率，当其变化引起(nc-na)值增大时，条纹一定向分划板刻度线增加的方向移动，简称仪器跑正。当其变化引起(nc-na)值减小时，条纹相对于原位置向分划板刻度线减小的方向移动，简称条纹跑负。

①若甲烷室中串入水蒸汽后，条纹会向何方移动？

在相同的条件下，水蒸汽的折射率小，引起(nc-na)值减小，所以条纹跑负。

可用硅胶或氯化钙作为干燥剂装入干燥管中，并与仪器被测气路相连通，即可排除此故障。

②在甲烷室中串入二氧化碳，其条纹如何位移？

相同的条件下，二氧化碳的折射率比甲烷的大，引起(nc-na)值增大，所以条纹跑正。

可用碱石灰作吸收剂装入吸入管内，并与被测气路相连通，即可排除故障。

③气室组的空气室、甲烷室串气，其条纹如何位移？

一般的串气，相当于(nc-na)值减小，造成仪器条纹跑负；当串气严重时，抽到甲烷室的气体，同时串到空气室，相当于(nc-na)不变，因此条纹不动。

将气室组拆下，重新粘合好平行玻璃，保证两气室不漏气、不串气，即可排除故障。

④由于煤尘侵入仪器，使盘形管气路受堵，仪器对零时，该地点的温度较低，测量地点的温度较高，干涉条纹将如何变化？

由于盘形管受煤尘堵住后，随着仪器温度的升高，使空气室中的气压增大；而甲烷室与大气相连通，气压不变，使该空气室的na增大，引起(nc-na)值减小，所以一定跑负。

清洗盘形管中的煤尘，即可排除故障。

⑤盘形管漏气，使用该仪器会造成什么后果？

仪器盘形管中部漏气，使盘形管失去平衡作用。使用该仪器测定甲烷时，甲烷有可能串入气室组的空气室内，使空气室内的折射率na增大，引起(nc-na)值减小，所以一定跑负。

只有更换盘形管方可排除故障。

2.仪器的光学零件及有关的部件相互位置变位；装配应力或装配产生的接触空隙等都会引起条纹位移。

(1)在修理仪器时，使平面镜的反射面与仪器本体底面构成的角度小于90°，而条纹宽度仍符合标准要求，在测定甲烷时有何影响？如何判断和排除此故障？

平面镜组在装配时，平面镜的反射面相对光路传播方向后倾约1°的角度，即与本体面构成约91°的角度。若平面镜组倾角装反了就变成了89°，尽管它也满足一定的条纹宽度要求，但是在测定甲烷时，则条纹向分划板刻线负方向移动，而无法读数。它相当于气室组的空气室与甲烷室交换位置(接错气路)，而使条纹跑负是一样的道理。

若用手压平面镜靠反射面一侧时，条纹由宽变窄，则表明平面镜倾角装反了。此时只有重新修磨平面镜底座，以改变此倾角，并保证条纹宽度，即可排除此故障。

(2)可能引起条纹变位的原因有哪些？

可能引起条纹移位的原因主要有以下几点。

①当平面镜或折光棱镜与本体底面接触不良、有空隙时，使连接不牢固，容易引起条纹移位。

②调零螺杆因磨损过松，螺杆顶尖磨损，顶不住反射棱镜座的弹簧。调零护盖不合适，因旋上旋下时，带动调零螺杆转动，而使干涉条纹位移，造成读数不准。

③物镜组变位使物镜的焦平面不与分划板的刻线面相重合，使条纹位移。

④冬夏时节，井上、井下、气温、气压不同，空气密度不同，其折射率也不同，相干光的光程差随之变化，往往仪器在下井后发生零位移动。排除故障的方法是，必须将仪器在井下新鲜风道附近重新定零位。

⑤吸气球的排汽嘴、活塞芯子、气球本身、橡胶连接管以及它们相互连接处漏气，可使条纹产生位移。应根据情况及时修理。

⑥内外吸收管、干燥管内药品颗粒过细，脱脂棉太厚，压得过紧，或连接橡胶管受挤压或被堵塞造成气路不畅，出气多，进气少，则仪器产生条纹跑负现象。

3.人为误差和主要光学零件误差引起的故障。

人为误差，是由于观测者对仪器的操作和读数不熟练、不准确所造成，甚至发生错误。要避免的惟一办法是经常训练，提高对仪器操作的熟练程度和读数的准确性。

主要光学零件的误差主要表现在平面镜、折光镜表面平面度差，使干涉条纹弯曲。它影响测量准确性，且不能用调整方法消除掉。