QJG—10A型光瓦使用说明书
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目 录 1、仪器的命名、用途及主要的技术参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 2、仪器的结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 3、仪器的构造„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 4、仪器的使用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3 5、仪器的维修和保养„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4 附录A（资料性附录）不同温度下水柱高度的校正„„„„„„„„„„„„„„„„„6 ★ 严禁使用本说明书规定以外的电池 一、 仪器的命名、用途及主要的技术参数 1、型号命名和编制方法 型号的命名和编制方法规定如下： C J G □ □ 设计修改序号：（A）、（B）、（C）„ 主参数：测量范围 第二特征代号：光干涉原理 第一特征代号：甲烷 产品类型代号：测定器 2、防爆类型： 本质安全型， 防爆标志：ExibI 3、本仪器应用光干涉原理，可迅速而准确地测定煤矿中的甲烷，二氧化碳等气体浓度。 仪器的主要技术参数 表1 型 号 CJG-10A 测量范围 0～10%CH4 目镜分划板最小分划值 0.5% CH4 测微刻度盘分划范围 0～1% CH4 测微刻度盘最小分划值 0.02%CH4 电源电压 普通1号电池2节Uo:3V 灯泡电压 2.5V/0.3A （最大外形尺寸：225x135x70mm；质量：≈1.8Kg） 4、器的正常工作条件为： a 温度： -10℃～+40℃ b 相对湿度： ≤95％ c 空气压力： 80 kPa～110kPa d 含有瓦斯或煤尘爆炸危险第煤矿井下 5、仪器的储存环境温度为： -20℃～+55℃ 6、仪器的基本误差符合MT28—2005，煤矿部标准的技术指标，既CJG—10A符合下列要求： 表2 测量范围（% CH4） 分 段（% CH4） 基本误差（% CH4） 0～10 0〈 X ≤ 1 ±0.05 1〈 X ≤ 4 ±0.10 4〈 X ≤ 7 ±0.20 7〈 X ≤ 10 ±0.30 二、 仪器的结构 仪器的光学系统如图1所示： 1、光源 2、聚光镜 3、平面镜 4、平行玻璃 5、气室 6、折光棱镜 7、反射棱镜 8、望远镜系统 9、甲烷室 10、空气室 图1 仪器光学系统图 1 由于光源1发出的光经聚光镜2后到达平面镜3，由前后两表面反射，一部分光束穿过气室5的空气室，折光棱镜6将其折回穿过另侧的空气室后回到平面镜3，折射入平面镜后，在其后表面（镀反射膜）反射，于0点附近穿出平面镜向反射棱镜7前进，经偏折后进入望远镜系统。另一部分光束折射入平面镜后，在其后表面反射，然后穿过气室的甲烷室经折射棱镜反射又回经甲烷室，传播到平面镜3于0点附近经平面镜的反射与上述部分光束一同进入望远镜系统。由于光程差的结果，在物镜的焦平面上产生干涉条纹。人眼通过目镜观察到产生的干涉条纹。当甲烷室与空气室都充满了相同的气体，例如空气时，干涉条纹位置不移动，但当甲烷抽进甲烷室时干涉条纹相对原位置移动一段距离。测量这个位移量，便可知道甲烷在空气中的含量。 本仪器是设计成专测甲烷的仪器，所以该仪器的读数，就是甲烷的浓度。仪器设置有测微机构，以提高精度。若测定CO2气体时，读数应乘于换算系数0.95。 三、仪器的构造 仪器由以下几个部分组成： 1、 2、 3、 照明装置组：是产生干涉条纹的光源部分。 聚光镜组：将光源会聚以增强其发光强度。 平面镜组和折光棱镜组：平面镜和折光棱镜在空间构成微小的角度，从而产生一定宽度的干涉条纹。在仪器中，这个微小角度是由倾斜平面镜来完成的。 4、 反射棱镜组：将光线偏转90o,并当转动调零手轮时，能移动干涉条纹。在携带者使用过程中，为了防止调零手轮的变位而引起条纹的位移，应将调零护盖盖好。 5、 6、 7、 物镜组：调节前后距离可改变干涉条纹在分划板上成像的清晰度。 测微组：采用光学平面平行玻璃测微机构。 目镜组：用于观察干涉条纹。可旋转保护玻璃座来调节视度。使能同时看清条纹和分划刻度线。为了保护目镜，其带有目镜护罩，不观察时应盖上。 8、 吸收管组：长、短吸收管与接头组为一体。在短吸收管内装氯化钙或硅胶，用来吸收水蒸气，在长吸收管内装钠石灰，用来吸收二氧化碳。在使用场合有较多的水蒸气时，会引起钠石灰的潮湿而降低效能。因此，应经常注意更换药品。 9、 气室组与气路系统：气室分三格，两侧为空气室，中间一格为甲烷室。空气室与盘型管相连通，它起平衡气压的作用。甲烷室通过弯管，连接管与气球相连通，另一侧弯管与吸收管路通向测量端。要求气路畅通不漏。并且空气室管与甲烷室互不串气。 2 10、 开关组：共两个开关按扭，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条纹系统电路。为避免从开关处侵入煤尘，装有开关保护套。在使用时开关保护套不能取下。 四、仪器的使用 测量甲烷的准确程度，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： 1、 使用前的准备工作 （1）、装药：首先将氯化钙或硅胶、纳石灰等药品装入吸收管内。药品颗粒大小以3～5mm为宜。 （注意：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）、对各气路部分进行“堵、漏”检查 先检查吸气球是否漏气，检查方法：用一手压扁吸气球压出球内气体另一手压住球上的橡胶皮管，如球不立即膨胀还原，就说明不漏气。用不漏气的气球检查甲烷气路系统的畅通情况。检查方法：将气球接入甲烷气路系统中，在压扁气球后立即放开，气球立即膨胀还原，就说明该气路畅通。 然后检查甲烷气路的漏气情况。检查方法：将此气路、接入压力计中，施加6.86Kpa（水柱高700mm）的压力，压时1分钟如水柱不下降，则说明该系统不漏气。 （3）、检查干涉条纹是否清晰 （4）、用新鲜的空气清洗气室。使用以前必须在和使用地区温度相接近（相差最好不超过5℃）的新鲜空气中清洗甲烷室。这样可减少由于温 度的变化引起对好零位的条纹移动。 （5）、干涉条纹的零位调整：（图2）首先按开关5，转动测微手轮1，使刻度盘的零位与指示线重合。然后按下开关4，转动调零手轮2，从目镜3中观察，把干涉条纹中第一条或第二条黑纹中的任一条与分划板上的零位线对准，并记住所对的这条黑条纹，旋上护盖，此后护盖不宜再旋动，以免零位变动。 3 3西安秦珠5412 图2 仪器的使用 2、 实测 （1）、甲烷含量的测定：测定时把连接甲烷室入口的橡胶管伸入测定地点，然后握紧吸气球五、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，例如条纹在2-3%之间，可读成2%然后转动测微手轮，把对零位时移动所选用的那条黑条纹移动到2%的刻度线上，然后按下测微照明电路的开关， 读出刻度盘上的读数为小数。如果在0.24-0.26%之间，可读为0.25%，这时所测的结果是： 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：若将此仪器用于没有甲烷，且二氧化碳很严重的矿井里测二氧化碳的浓度时，此时的吸收剂不用纳石灰。为了吸收水蒸汽，可用氯化钙或硅胶。实际含量应为所读得数乘于Q常数。 （Q=0.95） 在有甲烷的地方测定二氧化碳，或者是测甲烷的同时又测二氧化碳，就必须先测定甲烷和二氧化碳的混和含量（不用纳石灰吸收二氧化碳，只用氯化钙吸收水蒸气），然后用纳石灰吸收二氧化碳而测定甲烷的含量，把两次测量的结果相减所得的数乘于Q值即是二氧化碳的实际含量。例如，测得混合含量为4%，甲烷含量是2%，则二氧化碳的含量为 （4% - 2%）x 0.95 = 1.9% CO2 五、仪器的维修和保养 1、维护：光干涉式甲烷测定器是精密光学仪器，使用是必须注意维护，避免仪器受到过大振动或冲击，以防内部零件发生变位，注意防潮，注意清洁，防止外界污物，石灰等由气路和缝隙进入仪器，否则应进行清洗。若仪器发生故障，必须停止使用，立即修理。 按中华人民共和国能源部制定的《煤矿安全规范》第164条 安全监测仪必须定期进行调试、校正、每旬至少一次，发现问题，及时处理；凡经大修的仪器，必须计量鉴定 4 合格后方可下井使用，保证安全监测仪正常连续运行。 2、一般故障及其检修 （1）、干涉条纹消失：一般多是由于光源系统的故障，如灯泡烧坏，线路损坏，灯泡位置移动，光屏移动和内部各光学零件变位等原因所引起的。因此寻找干涉条纹之前应先检查开关线路是否正常，灯泡是否良好，及其它零件部件的位置是否适当等。 （2）、读数不准确，其原因如下： 第一、 仪器的气室的气密性差，将严重影响测量结果的真实性，应对气室进行检修。 第二、 吸收剂等药剂失效，致使把甲烷和二氧化碳的混合含量误差认为是甲烷含量，造成所测甲烷含量比实际含量偏高。 第三、 盘型管堵，可使读数偏高。 第四、 因仪器望远镜有视差，测微部分有行差（指刻度盘转动一周，而条纹不在分划板上正好移动一格）而使读数不准。 使用者可根据故障原因进行检修。若不能排除，应送修理单位进行检修。 3、仪器的校正的方法：本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。采用水柱压力法或气压压力法进行测定，其精度符合表1要求，测定结果应符合表3要求。 表3 甲烷浓度(%) 压 力(kPa) 水柱高(mm) 仪器经检修后除进行精度检查合格外，还应按MT28—2005部标准重点检验以下几项技术性指标。 （1）、冲击试验：在混泥土台上放置厚为5cm以下的杉木或红松木板，将不带皮盒的仪器从10cm高处，除目镜侧外其他各面朝下各跌落两次，条纹零位移动（取其最大值）时不应超过±0.2%。 （2）、气密性试验：将仪器的气路系统，空气室和盘型管等分别施加6.86KPa(700mm水柱)的压力，历时一分钟，水柱不下降。 （3）稳定性试验：在20±2℃条件下，对不带皮盒的仪器，经24小时后观察其条纹的移动量不应超过±0.2%。 5 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.518 1.035 1.553 2.070 2.588 3.106 3.623 4.141 4.653 5.176 52.9 105.7 158.6 211.5 264.4 317.2 370.1 423.0 475.8 428.7 附录A （资料性附录） 不同温度下水柱高度的校证 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。 h1=Uh2 „„„„„„„„„„„„„„(A.1) 式中： h1——温度 t ℃时水的高度； h2——温度20℃时水的高度； U=[(273.2+T)/293.2]•(ρ式中： ρρ1 ——温度 t 20——温度20/ρ1)„„„„„„„„(A.2) ℃时水柱的密度； 20℃时水柱的密度。 表A 用水柱压力法时校正系数（U） 不同温度的U值见表A 。 温度℃ 15 16 17 18 19 校正系数 0.9822 0.9857 0.9893 0.9929 0.9665 温度℃ 21 22 23 24 25 校正系数 1.004 1.007 1.011 1.015 1.018 温度℃ 26 27 28 29 30 校正系数 1.022 1.026 1.029 1.033 1.037 温度℃ 31 32 33 34 35 校正系数 1.041 1.044 1.048 1.052 1.056 注：水柱高度及校正系数的有效值可取3位 6 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/e265c21f084c2e3f5727a5e9856a561252d321f2.html