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CJG100光干涉式甲烷测定器使用说明书
1概述
1.1产品特点
CJG100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。
1.2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。
1.3产品型号
C J G 100 ―― 测定范围(0～100％CH4)
光干涉
甲烷
测定器
1.4使用环境条件
1.4.1温度: ( -20~+40) ℃
1.4.2湿度: ＜96%( 25℃时)
1.4.3工作压力: ( 80~110) kPa
2总体结构及其工作原理
2.1总体结构

图1仪器的结构
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
2.2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的空气室, 折光棱镜6将其折回穿过另侧的气样室后又回到平面镜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, 然后穿过气室中央气样室回到平面镜, 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, 眼睛经过目镜进行观测。
2.3 仪器构造
仪器构造如图1所示, 现将其主要部分分述如下;
2.3.1电源, 照明装置组; 是仪器产生干涉条纹的光, 电源部分。电源采用1号电池一节, 额定电压1.5伏。光源灯泡为特殊制作, 其额定电压为1.35伏, 电流为0.3安培, 发光亮度为1.8Lm。
2.3.2聚光镜组; 聚光镜和镜座用虫胶胶牢, 该镜用以会集由光源发出的光, 以增强其亮度。
2.3.3平面镜组; 是产生光的干涉的重要部件。光线经过此板后分裂为二。由于镜座的作用, 该镜向后倾斜约55＂, 以得到所需的干涉条纹宽度( 一条条纹到另一条条纹间的距离) 。经过聚光镜的光线以45°交角射向平面镜。
2.3.4折光棱镜组; 也是产生光的干涉的重要条件, 将光线经两次90°反射后折回到平面镜。固定方法与平面镜相同, 改变后要导致干涉条纹的倾斜或宽度改变。
2.3.5反射棱镜组; 将光线作90°转向, 而且当转动粗动螺杆作上下调节时能移动干涉条纹。棱镜用压板紧固在底座下。底座经过弹簧片与仪器本体连接。当棱镜变位时, 会使干涉条纹不明或消失。在携带或使用过程中为了防止粗动螺杆的变位而引起条纹的移动, 应用护盖盖上。
2.3.6物镜组; 将物镜镜片分清凹凸面后和镜座用虫胶胶牢。其上的光屏用以改进干涉条纹的清晰度。调节物镜座前后距离可使干涉条纹在分划板上成象清晰
2.3.7测微组; 当转动测微手轮时, 因齿轮带动了该度盘和测微螺杆转动, 螺杆推动测微玻璃座, 座上有测微玻璃用虫胶胶牢, 它的偏转产生光线的偏折, 使干涉条纹移动。刻度盘一格相当于0.2%CH4, 估计可达0.1%CH4。当刻度盘转动50格( 全部刻度) 时, 干涉条纹在分划板上的移动量应为10%CH4, 否则应移动连接座进行调整。
2.3.8目镜组; 起放大作用, 便于观察。可旋转保护玻璃框来调节视度, 使看到的条纹及刻度线清晰明显。为了保护目镜, 其上带有目镜罩。
2.3.9 吸收管组; 在它里面所装的药品因各矿井的情况不同而能够不同。为作二氧化碳和甲烷( 也称”瓦斯”) 两种气体的测量, 且要求变换速度方便, 则最好在附加吸收管( 长的) 内装石灰( 苏达石灰) 用来吸收二氧化碳, 在短的吸收管内装氯化钙用来吸收水蒸气。这种装法的缺点是当有较多的水蒸气时, 会引起钠石灰的潮解而降低能效。因此应经常注意更换药品。
如果主要作甲烷测量, 且水蒸气大, 则最好在长管内装氯化钙, 在短管内装钠石灰。如果水蒸气不大, 甚至能够不用长管, 而在短管的上半部装氯化钙, 下半部装钠石灰等等。
2.3.10气室组; 是测定气体的主要部分, 共分二格( 图3) 。一侧的小格称为空气室, 一侧的大格称为气样室。各室的两端上侧有弯曲的紫铜管用以连接橡皮管。对气室的基本要求是; 空气室和气样室各不漏气及相互间不串气。

图3气室
管1接橡皮堵头, 管3接盘形管。盘形管的作用是自动平衡气压变化( 使空气室和大气沟通, 和气样室具有相同的气压) 和减少气体的扩散作用的影响。因仪器在矿井下使用时, 污浊空气可能逐渐渗入空气室, 影响测定结果( 使测定结果偏低) 。因此必须定期拆出橡皮堵头和盘形管, 用新鲜空气清洗盘形管和空气室。
管2和4各为气样的进口与出口。在气室的两端粘合剂把平行玻璃板与气室框粘合, 以防止外面气体侵入或气样室与空气室相互串气而影响测量的准确性。由于经过气室的气体不清洁, 水蒸气、 灰尘和药品的小颗粒等侵入气室, 容易附着与平行玻璃板上, 影响干涉条纹的清晰, 因此在平行玻璃板不洁或气室漏气时应拆卸检修。
2.3.11按钮组; 本仪器共有两个按钮, 上面一个用来控制测微读数部分的照明电路, 下面一个用来控制干涉系统的照明电路。
5 使用方法
仪器的准确程度, 除由于仪器本身的精度决定以外, 能否正确使用仪器也是主要条件之一, 现将使用中的几个主要方面介绍如下:
5.1使用前的准备工作
5.1.1对药品效能进行检查。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(3~5) mm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。
5.1.2对各部分进行气密检查。先检查吸气球是否漏气。检查方法; 用一支手捏扁吸气球, 压出球内的气体, 另一支手压住球上的橡皮管, 如球不膨胀还原, 就证明不漏气。漏气的气球能够从气球是否破损、 活塞芯子是否清洁等方面来找原因。
其次检查仪器各部分是否漏气。首先对整个气样通道进行检查; 在气样入口与气样出口处加上6.86 kPa(700 mm H2O)的差压, 在l min内若水柱不下降, 说明不漏气: 否则应对各连接部分分别检查, 找出原因进行检修。另外还应检查气室是否串气, 因为它们都会影响测量的准确性。
5.1.3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进。
5.1.4用新鲜空气清洗气室。使用以前都必须在和使用地区温度相接近( 相差最好不超过10℃) 的新鲜空气中清洗气样室。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。
5.1.5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。
5.2进行测定
5.2.1甲烷浓度的测定。测定时把连接气样入口的橡皮管伸到测定地点, 然后慢慢握压吸气球五、 六次, 使待测气体进入气样室。由目镜中观察干涉条纹, 先读出干涉条纹在分划板上移动的读数, 例如条纹移动到30~40%之间则读取30%。然后转动测微手轮, 把对零位时所选用的那根条纹退到30%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2.4%~2.6%之间, 可读为2.5%。这时所测定的结果是; 30%＋2.5%=32.5%。测定后应把刻度盘退转到零位。

图4 仪器的使用
6 注意事项
6.1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。另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。
6.2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。因此每班应检查仪器的进出系统。
6.3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。
6．4．1只能使用本说明书中规定的电池。
6．4．2井下危险场所使用必须加动物皮质的皮合。
如何用光学瓦斯检定器测定二氧化碳?
距底板300mm, 捏放气球5—10次, 先测出瓦斯浓度, 然后取下二氧化碳吸收管测定出混合气体浓度, 两者相减即为二氧化碳浓度, 当测定精确时, 需将测得的二氧化碳浓度乘以校正系数0.95。
光学瓦斯检定器药品作用是什么? 如何区别正常与失效?
名称
作用
正常
失效
钠石灰( 苏打石灰)
吸收二氧化碳
粉红色颗粒
发白粉末
硅胶( 氯化钙)
吸收水分
蓝色
淡蓝、 白色
光学瓦斯检定器由哪几部分组成? 由气路系统, 光路系统、 电路系统组成。
气路系统主要部件的作用是什么? 1)二氧化碳吸收管,装有颗粒直径2--5mm的钠石灰用于吸收混合气体中二氧化碳; 2)水分吸收管,装有氯化钙(或硅胶)吸收混合气体中的水分; 3)气室,吸入新鲜空气和含瓦斯或二氧化碳的气体; 4)毛细管, 外端连通大气, 保持气室内外压力相同。