陕西斯达国强CJG10光干涉式甲

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光干涉式甲烷测定器使用说明书

一 概述

1、产品特点及用途

光干涉式甲烷测定器（以下简称仪器）是一种应用光干涉原理，测量甲烷、二氧化碳等气体浓度的便携式仪器，仪器具有测量精度高、操作简单快捷、使用方便等特点。主要用于存在易燃、易爆可燃性气体混合物的工作环境中测量甲烷浓度。

2、型号组成及其代表意义

3、产品执行标准

MT 28-2005《光干涉式甲烷测定器》

二、结构特征与工作原理

1、仪器的结构特征如图1所示：

1）仪器构成

仪器由装配在机壳内的光学系统和配置在机壳上的瓦斯抽出嘴12、瓦斯进入嘴11、测微手轮16、刻度盘窗口15、目镜13、目镜护罩14、调零手轮19、护盖18、照明开关组17、电池盖20等构成；吸收管组由装配好的长吸收管6、短吸收管9、带上下连接气嘴接头7和两端的带气嘴螺盖5和10构成；吸气球组由气球2、排气阀1、吸气阀3、连接胶管4构成。

2）功能和连接

  （1）瓦斯抽出嘴12同吸气球连接胶管4连接，起吸气泵的作用。

  （2）瓦斯进入嘴11同吸收管组短吸收管端的气嘴10通过配套胶管连接，对吸入气体过滤湿气和吸收二氧化碳。

（3）目镜：观测干涉条纹整数移动量，调节目镜筒可调整视场焦距。

  （4）测微手轮：微测干涉条纹小数移动量。

（5）刻度盘窗口：指示干涉条纹小数移动值。

（6）调零手轮：调整干涉条纹零位。

 

 

 

 

 

 

 

1、排气阀；2、气球； 3、吸气阀；4、连接胶管； 5、带气嘴螺盖； 6、长吸收管； 7、接头；8、上连接气嘴；

9、短吸收管；10、带气嘴螺盖； 11、瓦斯进入嘴；12、瓦斯抽出嘴； 13、目镜；14、目镜护盖；15、刻度盘窗口；

16、测微手轮；17、开关组； 18、护盖；19、调零手轮； 20、电池盖； 21、电池座；

图1  

 2、工作原理

仪器的工作原理见光学系统图如图2所示。由光源发出的散射光经聚光镜聚焦的光束到达平面镜，其中一部分光束通过平面镜反射，经气室的空气到达折光棱镜，折光棱镜将其折射回另一侧的空气室后回到平面镜并折射到后表面的反射膜上，通过反射膜反射到反射棱镜后经偏折进入望远镜系统。另一部分光束折射入平面镜后，在其后表面反射膜反射，穿过气室的甲烷经折光棱镜反射又回经甲烷室到平面镜，经平面镜的反射后与上述部分光束一同进入反射棱镜，经偏折进入望远镜系统。由于光程差的结果，在物镜的焦平面上产生干涉条纹，通过目镜即能观察到干涉条纹。当甲烷室与空气室都充满相同的气体（例如空气）时，干涉条纹位置不移动，但当甲烷抽进甲烷室，由于光束通过的介质发生改变，干涉条纹相对原位置移动一段距离。测量这个位移量，便可知甲烷在空气中的含量。

1、光源；2、聚光镜；3、平面镜；4、平行玻璃；5、气室；6、甲烷室；7、空气室；8、折光棱镜；

9、望远镜系统（目镜）； 10、测微玻璃；11、物镜；12、反射棱镜；

图2

三 主要技术参数

表1

表2

四、使用、操作

1、使用前的准备工作

1）装药：首先将颗粒大小为（2～3）mm的氯化钙或硅胶，（4～5）mm钠石灰等药品装入吸收管内，其中氯化钙或硅胶按海绵垫→花垫片→药品（装至一半处）→圆垫片→药品→花垫片→海绵垫的顺序依次装配（在短吸收管内装氯化钙或硅胶，用来吸收湿气，在长吸收管内装钠石灰，用来吸收二氧化碳。如果主要作甲烷测量，且湿气较大时，最好在长管内装氯化钙或硅胶，在短管内装钠石灰）。

    在检查仪器性能时，必须将吸收管串入气路中，方可对仪器进行性能检查。

2）检查吸气球是否漏气。检查的方法：将吸气球上的橡皮管打弯捏紧后压扁吸气球，当松开被压扁的气球时，气球膨胀还原时间不少于3分钟，说明不漏气。

3）检查甲烷气路系统的通畅情况。检查方法：用不漏气的气球接入甲烷气路系统中，压扁气球后立即放开，气球很快鼓起来，说明该气路畅通。

4）检查甲烷气路的漏气情况。检查方法：将气路接入700毫米水柱高度的压力计中，历时1分钟，如水柱不下降，说明该气路不漏气。

5）用新鲜空气清洗气室。使用以前必须在和使用地区温度相接近（相差不超过5℃）的新鲜空气中清洗甲烷室。这样可以减少由于温度的变化引起对调好零位的条纹移动。

6）干涉条纹的零位调整（见图3）：

旋开套在调零手轮3上的护盖2，按开关5，转动测微手轮1，使刻度盘的零位与指示线重合。按下开关6，转动调零手轮3，取下目镜护套4从目镜中观察，把干涉条纹中第一条或第二条黑条纹中的任一条纹与分划板上的零位线对准，并记住所对应的黑条纹，旋上护盖2。

（注：护盖不宜旋的太紧，以防止压迫壳体造成干涉条纹位移）

图3

2、实测（以CJG10为例）：

1）甲烷含量的测定：测定时把连接甲烷入口的橡胶管伸入测定地点，然后握压吸气球五、六次，使待测气体进入甲烷室。由目镜中观察干涉条纹移动量。先读出干涉条纹在分划板上移动的整数，例如条纹移动2～3%之间，可读为2%，然后转动测微手轮，把对零位时所选用的那根黑条纹移动到2%的刻线上，然后按下测微照明电路的开关，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

2%＋0.25%=2.25%

测定完后应把刻度盘转到零位位置。

2）二氧化碳含量的测定：测定二氧化碳，或者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含量，然后再测定甲烷的含量，把两次测得的结果相减所得的数乘以Q值（Q=0.95）即是二氧化碳的实际含量。操作方法如下：

a.在短吸收管装氯化钙或硅胶，长吸收管内装钠石灰的情况下，将吸收管带上下连接气嘴接头上的连接气嘴胶管取下，直接与取样胶管连接并抽取样气，由于装吸收二氧化碳药品钠石灰的长吸收管此时脱离取样气路，所测的气样为混合气体。

b.恢复吸收管接头上下连接气嘴的胶管连接，取样胶管与长吸收管带气嘴螺盖连接并抽取气样，由于气样通过了装吸收二氧化碳药品钠石灰的长吸收管，所测的气样为甲烷。把两次测得的结果相减所得的差数乘以Q值即是二氧化碳的实际含量。例如，测得混合含量为4%，甲烷的含量为2%，则二氧化碳的含量为

（4%－2%）×0.95=1.9%

3、仪器的保养

1）光干涉式甲烷测定器是精密光学仪器，使用时必须注意防震、防潮、防尘，避免因振动、冲击、潮气、灰尘等影响仪器性能和精度。

2）经常对吸收管内的药品进行检查、更换，以防药品受潮失效。

3）仪器长时间不使用时，应将电池取出，以防电池漏液损坏仪器。

4、仪器的校正方法

仪器在使用一段时间或经过修理之后，都必须进行精度校正。CJG10型仪器的精度校正，采用水柱压力法或压力法。CJG100型仪器的精度校正，采用压力法，其精度和基本误差应符合表1和表2的要求。

在环境温度20℃条件下，将气样室和空气室内充满新鲜空气，根据不同的仪器，按表3、表4的规定在气样室内施加压力。检定点选择每一分段的最大值，每点检定3次，取其最大值。

表3

甲烷浓度，%	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
压力，kPa	0	0.518	1.035	1.553	2.070	2.588	3.106	3.623	4.141	4.658	5.176
水柱高，mm	0	52.9	105.7	158.6	211.5	264.4	317.2	370.1	423.0	475.8	528.7

表4

甲烷浓度 （%）	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
压力 （kPa）	0	5.176	10.35	15.53	20.70	25.88	31.06	36.23	41.41	46.58	51.76

仪器经检修后除进行精度校正外，还应按照MT 28-2005标准有关条款进行以下试验：

1） 跌落试验：调节仪器零位至5%CH₄并读数，在混凝土台上放置厚度为50mm的杉木板或红松板，将不带护套的仪器除目镜侧外的其他各面从100mm高处自由落下各1次，每次跌落后读取干涉条纹的移动量CJG10型仪器应不超过±0.2%，CJG100型仪器应不超过±3.0%。

2）气密性试验：将仪器的气路系统、空气室和盘形管等分别与压力计连接，施加6.86kPa（700mm水柱）的压力，保持1分钟，压力不得下降。

3）稳定性试验：在20℃±2℃条件下，对不带护套的仪器经24小时稳定后，CJG10型仪器应不超过±0.2%，CJG100型仪器应不超过±3.0%。

五、常见故障与排除（见表5）

                                         表5

六、注意事项

1、仪器使用前请认真阅读本说明书，并按要求正确操作；

2、仪器在携带和使用时应放置在皮套内，注意保持清洁，避免剧烈碰撞；

3、仪器应由专业人员维修，维修时请使用本公司提供的配件；

4、仪器应遵照有关部门规定进行定期标定；

5、仪器严禁在井下拆解或修理。

6、仪器的检修、标校要定期进行，一般每半年进行一次，以确保准确性。

7、仪器光源使用的灯泡经过灯泡引爆试验合格，使用者不得随意更换。

8、仪器电源使用的电池经过电池短路试验合格，使用者不得使用本说明书规定以外其他规格的电池。

七、成套性

1、仪器                          1台；

2、保护套（皮盒）                1个；

3、气球组                        1套；

4、吸收管组                      1套；

5、灯泡                          2只；

6、胶管 （1500mm）              1根；

7、圆珠笔                        1支；

8、温度计                        1支；

9、电池                          2节；

10、使用说明书                   1本；

11、合格证                       1份。

八、开箱及检查

打开包装箱后根据《装箱单》或本说明书第七章“成套性”检查仪器配件是否齐全。

九、贮存、运输

1、仪器可采用包括陆运、水运和空运在内的各种方式进行运输，运输中须防止雨淋，防止与腐蚀品混装。

2、仪器应贮存于空气流通，无腐蚀性气体，无滴水和液体侵袭，空气相对湿度不大于90%，温度为（0～40）℃的仓库中。

十、保修说明

本产品保修期为12个月，自发货之日起计算。在此期间非人为原因损坏，本公司负责免费维修（不可抗拒因素除外，例如：自然灾害、战争等）。

2、仪器一经使用不得退换。保修期内因质量原因引起的损坏厂家负责保修。

注：说明书内容如有变更，恕不另行通知 

 

单位：陕西斯达煤矿安全装备有限公司

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附录A

（规范性附录）

不同温度下水柱高度的校正

用水柱压力法测定基本误差时的环境温度t不是20℃，水柱高度需用校正系数U进行校正。

                    ……………………………………（A1）

式中：

h_t—温度t℃时的水柱高度；

    h_s—温度20℃时的水柱高度。

          ……………………………………（A2）

式中：

ρ_t—温度t℃时的水柱密度；

    ρ₂₀—温度20℃时的水柱密度。

不同温度的U值见表A.1。

表A.1用水柱压力法时校正系数（U）

 注：水柱高度及校正系数的有效值可取3位。