23-4便携式安全生产监测装置

我国煤矿使用的光干涉瓦斯检定器类型很多,以日本里研18型最为广泛。

现以抚顺煤矿安全仪器厂生产的AQG-1甲烷测定器为例讲解。光干涉式瓦斯检定我国煤矿使用的光干涉瓦斯检定器类型很多,以日本里研18型最1

AQG-l型光学甲烷检定器结构图1——目镜；2——主调螺旋；3——微调螺旋；4——吸气孔；5——进气孔；6——微读数观察孔；7——微读数电门；8——光源电门；9——水分吸收管；10——吸气橡皮球；11——二氧化碳吸收管；12——干电池；13——光源盖；14——目镜盖；15——主调螺旋盖；16——灯泡；17——光栅；18——凸镜；19——光屏；20——平行平面镜；21——平面玻璃22——气室；23——反光棱镜；24——折射棱镜；25——物镜；26——测微玻璃；27——分划板；28——场镜；29——目镜保护玻璃；30——毛细管AQG-l型光学甲烷检定器结构图1——目镜；2——主调螺旋2气样室气样室3

由光源l发出的光经过凸镜2后到达平面镜3，在O点分为两束光，一束光被表面反射，另一束光折射入平面镜后又被全镀银的后表面反射。第I束光穿过气室5的侧室，折光棱镜6将其折回穿过另一侧室后回到平面镜3，折射入平面镜后在其表面反射于O‘点穿出平面镜。第Ⅱ束光被平面镜后表面反射后穿过气室5的中央小气室后，折光棱镜6将其折回，仍然通过中央小气窒回到平面镜的O‘点。在O‘点两束光会合，一同射人反射镜7被全反射入由零件8～12组成的望远镜系统。

1、光干涉式瓦斯检定仪原理与结构1、光干涉式瓦斯检定仪原理与结构4

平面镜3的反射面与折光棱镜6的反射面是不平行的，而是呈一个微小的交角ε(例如ε=1°)，因此，两束光在0′点处并不重合，但相距甚微，且仍然保持平行，

这样两束光满足振动方向相同、频率相同和相位差一定三个条件而产生光干涉。

观测者在望远镜的目镜中便可观测到干涉条纹。干涉条纹的宽度决定于交角ε

，交角ε值越小，干涉条纹宽度越宽。当平面镜3与折光棱镜6的反射面平行时，即ε=0°

，干涉条纹无限宽，这时在仪器中看不到干涉条纹。ε值变大，条纹宽度变窄。仪器正是利用这种关系来改变条纹的宽度来达到校正条纹宽度的目的。

5

2、折射率与光程的概念

①某一物质的折射率等于光在真空中传播的速度除以光在这一物质中传播的速度。②光程等于光线所通过的路程乘以光所通过的物质的折射率。如果两列光波通过路程的长短不同、或是通过的物质不同、或是通过的路程和物质都不同，光程都可能不同。两列光波光程长短的差别，叫做光程差：两列具有光程差的相干波(同一光源发出的光波)相遇，就会产生光的干涉现象。

2、折射率与光程的概念6

AQG-l型光学甲烷检定器结构图1——目镜；2——主调螺旋；3——微调螺旋；4——吸气孔；5——进气孔；6——微读数观察孔；7——微读数电门；8——光源电门；9——水分吸收管；10——吸气橡皮球；11——二氧化碳吸收管；12——干电池；13——光源盖；14——目镜盖；15——主调螺旋盖；16——灯泡；17——光栅；18——凸镜；19——光屏；20——平行平面镜；21——平面玻璃22——气室；23——反光棱镜；24——折射棱镜；25——物镜；26——测微玻璃；27——分划板；28——场镜；29——目镜保护玻璃；30——毛细管AQG-l型光学甲烷检定器结构图1——目镜；2——主调螺旋7(1)对吸收管内的干燥剂等药品进行检查。水分吸收管内的干燥剂可以用氯化钙或变色硅胶。变色硅胶为蓝色颗粒状，吸湿后变为粉红色。吸湿变色后的硅胶经过干燥处理后可以复用。氯化钙CaCl2：是极强的干燥剂。二氧化碳吸收管内装钠石灰又名碱石灰，即氢氧化钙与氢氧化钠(或钾)的混台物。吸收二氧化碳由粉红色颗粒变为淡黄色。2、光学甲烷检定器的使用(1)对吸收管内的干燥剂等药品进行检查。水分吸收管内8(2)对仪器进行气密性检查。先检查吸气橡皮球是否漏气。检查的方法是一只手捏扁吸气球压出球内气体，另一手压住球上的胶皮管，如球不膨胀还原，就证明不漏气，否则可以从气球是否损坏、活塞芯子是否清洁等方面来找原因。然后对仪器的气样通道进行检查。检查方法与检查吸气球一样，只是把压住吸气球上的橡皮管改为堵住仪器的进气孔。有条件的可在气样入口与出口处加上约6864Pa的压差，若在1min内压力不下降，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。(2)对仪器进行气密性检查。先检查吸气橡皮球是否漏气9

(3)检查干涉条纹是否清晰。

把电池装入仪器，按下光源电门8，由目镜观察，旋转保护玻璃调整视度直到数字最清晰，再看干涉条纹是否清晰。如不清晰，可将光源灯泡盖打开，调整其位置来改善条纹清晰度。

(4)调零。

测定前，首先在与待测定地点温度相近的地点，捏吸气橡皮球数次进行“换气”，以免因温差过大而出现零点漂移。其次，微数对零，按下微读数电门7，反时针转动微数读数盘，使其零位对准指示线。再次，基线对零。按光源电门8，观看目镜，转动主调螺旋2，使干涉条纹中最明显的一条黑线(常称黑基线)对准零位，最后盖好主调螺旋盖15。

(3)检查干涉条纹是否清晰。把电池装入仪器，按下10

(5)测定。

将进气胶管伸入测点，捏吸气橡皮球5～6次，吸入待测气体。按下光源电门，由目镜读出黑基线在刻度板上所处的位置。如黑基线处于刻度板两个整数之间，如1％～2％，则顺时针方向转动微调螺旋3，同时观看黑基线退到较低的数值1％上，然后按下微读数电门，读出微读数盘上的读数为。测定的甲烷浓度为l％％＝％；最后将微盘读数退回零位。测定二氧化碳时，先用上述方法测定甲烷浓度，再取下二氧化碳吸收管，然后在同一侧点再测定甲烷和二氧化碳的混合气体浓度。从混合气体浓度中减去甲烷浓度，再乘以系数，即为测点的实际二氧化碳浓度。(5)测定。将进气胶管伸入测点，捏吸气橡皮球5～611光学甲烷检定器是根据甲烷折射率，并在温度为20℃和标准大气压下标定刻度值的，用它测定其他气体时，都要做相应的校正。其校正系数为：式中—甲烷、空气和待测气体的折射率。（2-1）K=

某些气体的折射率气体名称空气CO2CH4H2H2SSO2COO2折射率1.0002721.0004181.0004111.0001291.0005761.0006711.0003111.000253光学甲烷检定器是根据甲烷折射率，并在温度为20℃和标12

几种常见气体校正数气体名称CH4CO2H2C2H4H2SK10.955-0.9860.349-4.088对于温度和大气压的校正，可用下式计算校正系数：×K’=

=

3.526

式中:T一一测点的绝对温度，K；P一一测点的大气压力，hPa(百帕)。几种常见气体校正数气体名称CH4CO2H2C2H413甲烷检测报警仪的日常使用、维护保养及调校（1）根据《煤矿安全规程》和企业有关规定：矿副总以上干部、专业技术人员、放炮员、防突员、监测工、掘进机司机、电瓶车司机、井下流动性电钳工、采煤机司机、钻机司机、安监处长、调度所长、技术科长等单位的班队长必须携带便携式甲烷报警仪。

（2）在煤矿井下必须每天检查安全监控设备及电缆是否正常，使用便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对照，并将记录和检查结果报监测值班员。当两者计数误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施并必须在8h内对2种设备调校完毕。甲烷检测报警仪的日常使用、维护保养及调校（1）根据《煤14（3）高瓦斯和煤（岩）与瓦斯突出矿井的采煤工作面上隅角，必须设置便携式甲烷检测报警仪。

（4）采煤机和掘进机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪，掘进班（队）长和采煤班（队）长的便携式甲烷检测报警仪必须悬挂在采煤面的上隅角。

（5）在煤（岩）与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中，进风的主要运输巷道和回风巷道内，使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆型柴油机车时，蓄电池电机车必须设置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪，柴油机车必须设置便携式甲烷检测报警仪。当瓦斯浓度超过0.5%时，必须停止机车运行。（3）高瓦斯和煤（岩）与瓦斯突出矿井的采煤工作面上隅角，15

（6）当煤矿井下工作地点的瓦斯浓度达到便携式甲烷检测报警仪报警值时，便携式甲烷检测报警仪发出警报，施工地点必须立即停止工作，并严格按有关规定处理。

（1）便携式甲烷检测报警仪属国家强制检定的计量器具，每年必须由国家法定计量检定机构或授权的计量检定机构检定合格，并有检定合格证书且在证书的有效期内，方可使用。此外，还须建立计量器具管理台账，保证定期按周期检定。（2）根据《煤矿安全规程》规定，为保持便携式甲烷检测报警仪性能稳定，除按周期检定外，还必须每7天对仪器的零点、基本误差和报警值使用校准气样和空气样调校1次。（6）当煤矿井下工作地点的瓦斯浓度达到便携式甲烷检测报警仪16

（3）必须设专职人员负责便携式甲烷检测报警仪的充电、收发及维护。每班要清理隔爆罩上的煤尘，发放前必须检查便携式甲烷检测报警仪的零点和电压或电源欠压值，不符合要求的严禁发放使用。（4）使用人员在使用便携式甲烷检测报警仪前，必须详细阅读本产品的使用说明书，并严格按说明书的要求操作使用。

（5）使用人员在使用便携式甲烷检测报警仪的过程中，要加强对便携式甲烷检测报警仪的爱护和保管，不准随意打开，严禁摔、碰、挤压和接近水、火及其他有害物质，保证其完好无损。如发现电压不足或异常情况，应立即停止使用，便携式甲烷检测报警仪的正常使用时间为8h，班后应立即交回充电。（3）必须设专职人员负责便携式甲烷检测报警仪的充电、收17

（6）便携式甲烷检测报警仪应编号上架，其收发、充电、维修、调校等均要有详细的记录，记录内容应完整、真实，填写规范。。（7）发放工对交回的便携式甲烷检测报警仪每日应进行充电，充电时间为（10-12）h，以保证正常使用。并认真填写交接台账，做到所发的仪器和牌子对号、准确，收发时间清楚。对收回的仪器要及时检查，发现问题要及时记录，及时报告。

（8）长期不使用的便携式甲烷检测报警仪应每月进行一次充放电操作。（9）便携式甲烷检测报警仪的维修、调校必须由经过专业培训的计量人员进行。（6）便携式甲烷检测报警仪应编号上架，其收发、充电18