瓦斯检测仪

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! " "" " 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 第一章 光学瓦斯检定器构造、 原理及 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 操作 第一节 光学瓦斯检定器的特点及构造 一、光学瓦斯检定器的功能和特点 光学瓦斯检定器，是用来测定瓦斯浓度，也可测定其他气体（如二氧化碳等）的浓度 的一种仪器。按其测量瓦斯浓度的范围分为 ! " #!$（精度 ! % !#$）和 ! " #!!$（精度 ! % #$）两种。这种仪器的特点是携带方便，操作简单，安全可靠，且有足够的精度：但构 造复杂，维修不便。 二、光学瓦斯检定器的构造 光学瓦斯检定器有很多种类，我国生产的主要有 &’(和 &)*型，其外形和内部构 造基本相同，现以 &’(—#型为例说明其构造如下。 &’(—#型瓦斯检定器外形是个矩形盒子，其由气路、光路和电路三大系统组成，如 图 #+ , # , #所示。 ·#-.#· 第一章 光学瓦斯检定器构造、原理及规范操作 （!）气路系统。由吸气管 "、进气管 #、水分吸收管 $、二氧化碳吸收管 !!、吸气橡皮球 !%、气室（包括瓦斯室和空气室）&&和毛细管 ’%等组成。其主要部件的作用是：气室用于 分别存贮新鲜空气和含有瓦斯或二氧化碳的气体；水分吸收管内装有氯化钙（或硅胶）， 用于吸收混合气体中的水分，使之不进入瓦斯室，以使测定准确；毛细管，其外端连通大 气，其作用是使测定时的空气室内的空气温度和绝对压力与被测地点（或瓦斯室内）的温 度和绝对压力相同，同时又使含瓦斯的气体不能进入空气室；二氧化碳吸收管内装有颗 粒直径为 & ( #)) 的钠石灰，用于吸收混合气体中的二氧化碳，以便准确地测定瓦斯 浓度。 图 !# * ! * ! +,-—!型光学瓦斯检定器 .—外形图；/—内部构造 !—目镜；&—主调螺旋，’—微调螺旋；"—吸气孔；#—进气孔；0—微读数观察窗；1—微读数电门； 2—光源电门；$—水分吸收管；!%—吸气橡皮球；!!—二氧化碳吸收管；!&—干电池；!’—光源盖； !"—目镜盖；!#—主调螺旋盖；!0—灯泡；!1—光栅；!2—聚光镜；!$—光屏；&%—平行平面镜； &!—平面玻璃；&&—气室；&’—反射棱镜；&"—折射棱镜；&#—物镜；&0—测微玻璃； &1—分划板；&2—场镜；&$—目镜保护盖，’%—毛细管 （&）光路系统。如图 !# * ! * &所示。 （’）电路系统。其功能和作用是为光路供给电源。由电池 !&、灯泡 !0、光源盖 !’、光 源电门 2和微读数电门 1组成。 ·&2"!· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 图 !" # ! # $ %&’—!型瓦斯检定器的光路系统图 !—光源；$—聚光镜；(—平面镜；)—平行玻璃；"—气室；*—折光棱镜； +—反射棱镜；,—望远镜系统 第二节 光学瓦斯检定器的工作原理 光学瓦斯检定器是根据光干涉原理制成的。它的光路系统如图 !" # ! # $所示。其 工作原理如下： 由光源 !发出的光，经聚光镜 $到达平面镜 (。并经其反射与折射形成两束光，分别 通过空气室和瓦斯室，再经折光棱镜 *折射到反射棱镜 +，再反射给望远镜系统 ,。由于 光程差的结果，在物镜的焦平面上将产生干涉条纹。 由于光的折射率与气体介质的密度有直接关系，如果以空气室和瓦斯室都充入新鲜 空气产生的条纹为基准（对零），那么，当含有瓦斯的空气充入瓦斯室时，由于空气室中的 新鲜空气与瓦斯室中的含有瓦斯的空气的密度不同，他们的折射率即不同，因而光程也 就不同，于是干涉条纹产生位移，从目镜中可以看到干涉条纹移动的距离。由于干涉条 ·(,)!· 第一章 光学瓦斯检定器构造、原理及规范操作 纹的位移大小与瓦斯浓度的高低成正比关系，所以，根据干涉条纹的移动距离就可以测 知瓦斯的浓度。我们在分划板上读出位移的大小，其数值就是测定的瓦斯浓度。 第三节 光学瓦斯检定器的规范操作 一、使用光学瓦斯检定器之前的准备工作 须对瓦斯检定器进行以下检查工作： （!）检查药品性能。检查水分吸收管 "中的氯化钙（或硅胶）和外接的二氧化碳吸收 管 !!中的钠石灰是否变色，若变色则失效，应打开吸收管更换新药剂，新药剂的颗粒直 径要在 # $ %&&之间，不可过大或过小。因为颗粒过大不能充分吸收通过气体中的水分 或二氧化碳；颗粒过小又容易堵塞甚至其粉末被吸入气室内。颗粒直径不合要求会影响 测定的精度。 （#）检查气路系统。首先检查吸气球是否漏气：用手捏扁吸气球，另一手掐住胶管， 然后放松气球，若气球不胀起，则表明不漏气；其次，检查仪器是否漏气：将吸气胶皮管同 检定器吸气孔 ’连接，堵住进气孔 %，捏扁吸气球，松手后球不胀起为好；最后，检查气路 是否畅通，即放开进气孔，捏放吸气球，以气球瘪起自如为好。 （(）检查光路系统，按下光源电门，由目镜观察，并旋转目镜筒，调整到分划板清晰为 止，再看干涉条纹是否清晰，如不清晰，可取下光源盖，拧松灯泡后盖，调整灯泡后端小 柄，同时观察目镜内条纹，直到条纹清晰为止。然后拧紧灯泡后盖，装好仪器。 （’）清洗瓦斯室。在地面或井下新鲜空气中，手捏气球 % $ !)次。 （%）对零。按下微读数盘的零位刻度与指标线重合；旋下主调螺旋盖 !%，再按下光源 电门 *，调动主调螺旋 #，同时观看目镜，在干涉条纹中选定一条黑基线与分划板的零位 相重合，并记住这条黑基线；然后，一边观看目镜一边盖好主调螺旋盖 !%。 二、使用光学瓦斯检定器测定瓦斯浓度 应按以下方法和步骤进行： （!）调零。在待测地点附近的进风巷道中，捏放气球数次，然后检查微读数盘的零位 刻度与指标是否重合，选定的黑基线与分划板的零位是否重合。若有移动，则按“对零” ·’*’!· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 操作方法进行调整，使光谱处在零位状态。 （!）测定。将连接在二氧化碳吸收管进气口的胶皮管伸向待测位置，然后捏放气球 " # $%次，将待测气体吸入瓦斯室。 （&）读数。按下光源电门 ’、由目镜 $中观察黑基线的位置。如其恰与某整数刻度重 合，读出该处刻度数值，即为瓦斯浓度；如果黑基线位于两个整数之间，如图 $" ( $ ( &中 )所示，则应顺时针转动微调螺旋 &，使黑基线退到较小的整数位置上，如图 $" ( $ ( &中 *所示，然后，从微读数盘上读出小数位，整数与小数相加就是测定出的瓦斯浓度，例如， 若从整数位读出的数值为 $，微读数为 % + "!，则测定的瓦斯浓度 $ + "!,。 图 $" ( $ ( & 光学瓦斯检定器读数方法示意图 三、应用光学瓦斯检定器测定二氧化碳浓度 用光学瓦斯检定器测定二氧化碳浓度时，要首先测出瓦斯浓度，然后去掉二氧化碳 吸收管，再测定出瓦斯和二氧化碳混合气体的浓度，后者减去前者，再乘以 % + -""的校正 系数（由于二氧化碳的折射率与瓦斯折射率相差不大，一般测定时，也可不校正），即为所 要测定的二氧化碳浓度。 ［例题］用光学瓦斯检定器在矿井总回风巷内进行测定工作，在未去掉二氧化碳吸收 管时，测得巷道断面上、下 $ . "处的读数分别为 % + /’,和 % + 0",；取下二氧化碳吸收管测 得巷道断面下 $ . "处的读数为 $ + $-,。试计算并判定该回风巷中风流的瓦斯和二氧化 碳浓度是否符合《 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 》 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 。 解： （$）风流瓦斯浓度为 % + /’,。 ·"’0$· 第一章 光学瓦斯检定器构造、原理及规范操作 （!）风流中二氧化碳浓度： （" # "$% & ’ # ()%）* ’ # $)) + ’ # ,"% （-）风流中的瓦斯和二氧化碳浓度都不超过 ’ # ,)%，因此，符合《规程》规定。 四、使用光学瓦斯检定器进行测定时，发生零位漂移的原因和预防方法 光学瓦斯检定器发生零位漂移（俗称跑正或跑负），会造成测定结果不准或错误。发 生零位漂移的常见原因，一是仪器空气室内不新鲜，毛细管失去作用；二是“对零”时的地 点与待测地点的温度和压力相差较大；三是瓦斯室气路不畅通。 防止零位漂移的办法有： （"）经常用新鲜空气清洗空气室，不要连班使用一个检定器，以免毛细管内空气不新 鲜。 （!）仪器对零时，应尽量在与待测地点温度相近、标高相同的附近进风巷内进行，以 免因温差、压差过大引起零位漂移。 （-）经常检查检定器的气路，发现不畅通或堵塞要及时修理。 五、当温度和气压变化较大时，校准光学瓦斯检定器测得的瓦斯浓度值 光学瓦斯检定器是在 "个标准大气压（" # ’" * "’)）温度 !’.的条件下标定刻度的。 当被测地点的大气压力超过 " # ’" * "’) / "’’01、温度超过 !’ / !.范围时，应当进行修 正。修正的方法是将已测得的瓦斯或二氧化碳浓度值乘以校正系数 ! 2： !2 + "’"!-) 3 "·# 3 !$- + -() # 4! # 3 " （" 5 "） 式中 #———测定地点绝对温度，绝对温度与摄氏温度 $ 的关系是 # + $ 6 !,-； "———测定地点的大气压力，01。 ［例题］在井下某一地点用光学瓦斯检定器测定的风流中的瓦斯浓度为 ’ # 47%，同时 测得该地点的空气温度为 !4.、大气压力为 ,44’)01，求算校正系数为： !2 + -() # 4! # 3 " + -() # 4!（!4 6 !,-）3 ,44’) + " # -! 该地点真实的瓦斯浓度值为： ’ # 47% * " # -! + " # "(% 六、光学瓦斯检定器的常见故障与排除 （"）检查药品时如药品失效会发现药品的颗粒变小成粉或胶结一起应及时更换，否 则可能使测定甲烷数值偏高，有时甚至可阻塞进气管路。 ·74("· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 （!）气密检查如果发现漏气应想法找出漏气的部位，及时更换吸管或吸球。如漏气， 在接头处应将漏气管头切下。 （"）检查光路如发现无光，应打开光源盖检查灯泡，及时更换。如灯泡正常则应更换 电池。当发现灯光暗红时也是电池用得太久，应及时更换。 （#）当发现干涉条纹无法归零，或干涉条纹和分划板的刻线不平行，不要摔打，应找 专职校对人员调校。 （$）当目镜内出现雾气也应找专职人员修理。 第四节 使用和保养光学瓦斯检定器应注意的问题 （%）携带和使用时，防止和其他硬物碰撞，以免损坏仪器内部零件和光学镜片。 （!）光干涉条纹不清晰，往往是由于空气湿度过大，光学玻璃上有雾粒或灰尘附在上 面以至光学系统有毛病造成的。如果调整光源灯泡后不能达到目的，就要由修理人员拆 开进行擦试，或调整光路系统。 （"）测定时，如果空气中含有一氧化碳、硫化氢等其他气体时，因为没有这些气体的 吸收剂，将使瓦斯测定结果偏高。为消除这一影响，应再加一个辅助吸收管，管内装有颗 粒活性碳可消除硫化氢影响，装有 #&’氧化铜和 (&’二氧化锰的混合物，可消除一氧化 碳的影响。 （#）在火区、密闭区等严重缺氧地点，由于气体成分变化大，用光学瓦斯检定器测定 瓦斯时，测定结果会比实际浓度偏大很多（试验可知，氧气浓度每降低 %’，瓦斯浓度测定 结果约偏大 & ) !’）。这时，必须采取试样，用化学分析的方法而不准使用光学瓦斯检定 器测定瓦斯浓度。 （$）高原地区的空气密度小、气压低，使用时应对仪器进行相应调整，或根据当地实 测的空气温度和大气压力用公式（% * %）计算校正系数，对测定结果进行校正。 （(）仪器不用时，要放在干燥的地方，并取出电池，以防腐蚀仪器。 （+）要定期对仪器进行检查、校正，发现问题，及时维修。不准用损坏的仪器进行测 定。 ·+,#%· 第一章 光学瓦斯检定器构造、原理及规范操作 第二章 便携式甲烷检测仪构造、 原理及规范操作 第一节 构造原理 一、便携式甲烷检测仪的特点和种类 便携式甲烷检测仪是一种携带式可连续自动测定（或点测）环境中瓦斯浓度的全电 子仪器，具有操作方便，读取直观，工作可靠、体积小、质量轻，维修方便等特点。 便携式甲烷检测仪的种类很多，习惯上是按检测原理来进行总体分类的，即主要分 为热催化（热敏）式、热导式及半导体气敏元件三大类。便携式甲烷检测仪的测量范围一 般在 ! " # $ !%&’# 或 ! " ( $ !%&’#，用于低浓度瓦斯的测定。热导式甲烷检测仪，元件 寿命长，不存在催化剂中毒等现象，其测量范围（! " )!!%）。 二、便携式甲烷检测仪的构造和工作原理 ) $ 热催化式 热催化式（热效）式甲烷检测仪是由传感器、电源、放大电路、警报电路、显示电路等 部分构成的，其中传感器（也称元件）是仪器的主要部分，它直接与环境中的瓦斯接触，反 应，把瓦斯的浓度值变成电量，由放大电路放大后送给显示和警报电路。 ·**#)· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 热催化元件是用铂丝按一定的几何参数绕制的螺旋圈、外部涂以氧化铝浆并经煅烧 而成的一定形状的耐温多孔载体。其表面上浸渍有一层铂、钯催化剂。因为这种检测元 件表面呈黑色，所以又称黑元件，除黑元件外，在仪器的甲烷检测室中，还有一个与检测 元件构造相同，但表面没有涂催化剂的补偿元件（称白元件）。黑白两个元件分别接在一 个电桥的两个相邻桥臂上，而电桥的另外两个桥臂分别接入适当的电阻，它们共同组成 的测量电桥如图 !" # $ # !所示。 图 !" # $ # ! 热催化甲烷传感器电路原理图 当一定的工作电流通过检测工作（黑元件）时，其表面即被加热到一定的温度，而这 时当含有瓦斯的空气接触到检测元件表面时，便被催化燃烧，燃烧放出的热量又反过来 进一步使元件的温度升高，使铂丝的电阻值明显增加，于是电桥就失去平衡，输出一定的 电压。在甲烷浓度低于 %&的情况下，电桥输出的电压与瓦斯浓度基本上呈直线关系，因 此可以根据测量电桥输出电压的大小测算出瓦斯的数值；当瓦斯浓度超过 %&时，输出电 压就不再与瓦斯浓度成正比关系。所以按这种原理做成的瓦斯检定器只能测低浓度瓦 斯。 $ ’ 热导式甲烷传感器与热催化式甲烷传感器的异同 构造基本相同，也是由传感器、电源、放大电路、显示及报警电路组成，区别在于两种 仪器传感器的构造和原理不同。 热导式传感器是根据矿井空气的导热系数随瓦斯含量的不同而不同这一特性，通过 测量这个变化来达到测量瓦斯含量的目的。通常仪器是通过某种热敏元件将因混合气 体中待测成分的含量变化所引起的导热系数的变化转变成为电阻值的变化，再通过平衡 电桥来测定这一变化的。其原理如图 !" # $ # $所示。 图中 ! ! 和 ! $ 为两热敏元件，分别置于同一气室的两个小孔腔中，它们和电阻 " ( " % 共同构成电桥的 %个臂。放置 ! ! 的小孔腔与大气连通，称为比较室。工作室和比较室 在尺寸，形状结构上完全相同。 ·)*%!· 第二章 便携式甲烷检测仪构造、原理及规范操作 图 !" # $ # $ 热导式瓦斯传感器电路原理图 在无瓦斯的情况下，由于 $个小孔腔中各种条件皆同，$个热敏元件的散热状态也相 同，电桥就处于平衡状态，电表 %上无电流通过，其指示值为零；当含有瓦斯的气体进入 气室与 ! ! 接触后，由于瓦斯比空气的导热系数大，散热好，故将使其温度下降，电阻值减 少，而被密封在比较室内的 ! $ 阻值不变，于是电桥失去平衡，电表 % 中便有电流通过。 瓦斯含量越高，电桥越不平衡，输出的电流就越大，根据电流的大小，便可得出矿井空气 中瓦斯的含量值。利用这种原理制成的检测仪，一般常用于检测高浓度瓦斯。 第二节 便携式甲烷检测仪的使用维护 一、便携式甲烷检测报警仪在每次使用前都必须充电，以保证可靠工作 使用时，首先在清洁空气中打开电源，预热 !"&’(，观察指示是否为零，如有偏差；则 需调整电位器使其归零。 二、使用的方法和步骤 测量时，用手将仪器的传感器部位举至或悬挂在测量处，经十几秒钟的自然扩散，即 可读取瓦斯浓度的数值，也可由工作人员随身携带，在瓦斯超限发出声、光报警时，再重 点监视环境瓦斯，或采取相应措施。 三、使用时应注意的事项 （!）要保护好仪器，在携带和使用中严禁摔打、碰撞，严禁被水浇淋或浸泡。 ·)*+!· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 （!）当使用中发现电压不足时，仪器应立即停止使用，否则将影响仪器正常工作；并 缩短电池使用寿命。 （"）对仪器的零点测试精度及报警点应定期（一般为一周或一旬）进行校验。 （#）当环境中瓦斯浓度和 $! %含量超过规定值后，仪器应停止使用，以免损坏元件。 （&）检查过程中还应注意顶板支护及两帮情况防止伤人事故的发生。 （’）当瓦斯浓度或氧气浓度超过规定限度应迅速退出并及时处理或汇报。 （(）当闻到有其他特殊的异杂气味也要迅速退出，注意自身安全。 # ) 常见故障与排除 （*）当打开开关后如无显示则可能线路中断，也可能是电池损坏，应维修或重换新电 池。 （!）显示时隐时现则可能是电池接触不良，应重修开关或装电池。 （"）如果显示不为零，调零电位仍无法归零，则应找专职人员修复调校。 四、便携式甲烷检测仪的日常维护 （*）要爱护仪器，经常保持仪器的清洁。 （!）及时进行校验，以保持其精度。 （"）应在通风干燥处保存。 （#）当发现电池无电应及时充电，以防损坏电池。 ·*+#*· 第二章 便携式甲烷检测仪构造、原理及规范操作 第三章 一氧化碳检测仪构造原理及 规范操作 煤矿发生火灾或瓦斯、煤尘爆炸事故时，都会产生大量的一氧化碳，而一氧化碳又是 一种无色、无味、有剧毒的气体，对人身危害极大，因此，及时检测矿井大气中的一氧化 碳，是保证矿工人身安全的一种重要手段，同时也是早期预防井下火灾的有效办法。现 行检测一氧化碳的手段主要有：利用束管检测系统；采用一氧化碳检定器或传感器报警 仪来测定；利用抽气唧筒取气样，进行色谱分析或用 !"检定管来测定 !"的浓度。 第一节 一氧化碳检测仪的结构、种类 检测矿井一氧化碳浓度的仪器很多，按原理分为电化学、红外线吸收、气敏半导体型 等，按安装方式可分为便携式和固定式，就我国目前使用情况来看，以电化学便携式居 多。 #$%—&’’型便携式一氧化碳测量报警仪是应用电化学原理实现大气中一氧化碳气 体含量测量与超限自动报警的携带式仪器，它具有读取迅速、直观、准确及连续监测等特 点。 该仪器以 &位数码来显示所测一氧化碳的浓度值，显示范围为 ’ ( ’ ) ’’’&*!"，报 警范围在 ’ ) + , -’ . / - ) 0 , -’ . & !"内任意可调；报警方式为断续声光信号，仪器的反应时 ·+1/-· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 间小于 !"#，传感器使用寿命 $年。 %&’—!""型一氧化碳检测报警仪的结构如图 $( ) ! ) $所示。 图 $( ) ! ) $ %&’—!""型一氧化碳检测报警仪 $—蜂鸣器；*—报警灯；!—传感器；+—电源开关；(—,-电池；.—显示窗；/—调零电位器； 0—调整报警点电位器；,—调精度电位器；$"—调整电压测量端； $$—调整稳压电位器；$*—传感器固定螺丝 仪器的外形为长方形，左上部为报警指示灯，右上部为传感器。正面板左上方为蜂 鸣器；中部为三位码显示窗，仪器的右侧中部设有电源开关，下部有一“关合”板，打开它 可见调零和调报警点电位器。仪器的中下部设有调精度电压器，而在下方则设有一节 .1**型叠层方型电池。 第二节 一氧化碳检测仪的使用 一、准备 （$）仪器的工作电压检查，为了保持仪器工作可靠，在每次使用之前必须进行电压检 查，即接通仪器电源 (234后，如果没有负压报警，说明仪器电源充足可以使用；否则需要 更换 ,-叠层电池。还要检查仪器的指示值是否稳定，如果发现不稳定，需等仪器稳定后 再进行使用。 （*）电零点检查。在清洁空气中接通电源后，仪器显示应为 """，如果发现超过 " 5 ( ·!,+$· 第三章 一氧化碳检测仪构造原理及规范操作 ! "# $ % &；需要调整电位器，使其为零。 二、使用 上述检查完毕后，仪器即可进行工作，以监测人员所在位置的一氧化碳浓度。若要 检测某一点一氧化碳浓度时，可将仪器举到待测地点、指示值稳定后所显示的数值即是 该点的一氧化碳气体浓度。 三、安全注意事项 （"）不要在含有 ’( )、)*(、’(、+*等气体的场合下使用，否则会产生误差。 （(）不要在高于 # , ###-&.*地点长时间使用，否则会影响传感器的使用寿命。 （-）为了保证仪器的防爆性能，在井下使用过程中，严禁拆开仪器，更不允许在含有 爆炸气体的地点更换电池。 （/）应注意仪器的保养，每周用毛刷清除传感器上的灰尘，以保证仪器通风性能良 好，并存放于通风干燥无腐蚀性气体地点。 （%）对仪器的零点；指示值、警报点每旬调试一次。 （0）仪器应定期更换电池；不使用的仪器一般每 /# 天更换一次电池，以保证应急使 用。仪器如果长期不使用，应将电池取出，以免电池产生的漏液损坏仪器。 （1）注意自身安全，防止冒顶、运输等伤人事故的发生。 （2）发现 .*或其他有害气体严重超标应及时退出，防止中毒。 第三节 一氧化碳检定管 井下有害气体多采用抽气唧筒采取气样，用色谱仪分析或用不同的检定管来测定不 同气体的浓度。一氧化碳检定管主要有比色式和比长式两种。 一、抽气唧筒 抽气唧筒的构造如图 "% $ - $ (所示，它是由铝合金管及气密性良好的活塞等组成。 抽取一次气样为 %#34。在活塞杆上有 "# 个等分刻度，表示抽入气样的毫升数。三通阀 把有 -个位置；阀把平放时，是抽取气样；阀把拔向垂直位置时，通过活塞把气样通过检 ·/5/"· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 定管插孔压出，当阀把在 !"#位置时，处于密闭状态，此时可把气样带到安全地点进行检 定。 图 $" % & % ’ 抽气唧筒 $—气体入口；’—检定管插孔；&—三通阀阀把；!—活塞杆；"—比色板；(—温度计 二、)*检定管 )*检定管由外壳、堵塞物、保护胶、隔离层及指示剂等构成，如图 $" % & % &所示。 图 $" % & % & )*检定管 $—外壳；’—堵塞物；&—保护胶；!—隔离层；"—指示剂；(—刻度标尺 外壳用中性玻璃加工而成。堵塞物用的是玻璃丝布防声棉或耐酸涤纶，它对管内物 质起固定作用。保护胶是用硅胶作载体吸附试剂制成。隔离层是有色玻璃粉或其他惰 性有色颗粒物质。指示剂是以活性硅胶作载体，吸附化学试剂碘酸钾和发烟硫酸加工处 理而成的。检定管上除印有刻度外，在上端尚标有测量上限，如图 $" % & % & 中 + , +"，即 为测量上限为 + , +"-)*。 测定方法： （$）在测定地点将活塞往复抽送气 ’ . &次，使检定管内充满待测气体，将阀扭至 !"# 位置。 （’）打开 )*检定管的两端封口，把标有“+”刻度线的一端插入插孔中，将阀扭至垂直 位置。 （&）按检定管规定的送气时间将气样以均匀的速度送入检定管（一般为 $++/ 送入 "+01，有规定者例外）。 （!）送气后由检定管内棕色环上端所指示的数字，直接读出被测气体中 )*的浓度。 如果被测气体中 )*的浓度大于检定管的上限（即气样尚未送完检定管已全部变色） ·"2!$· 第三章 一氧化碳检测仪构造原理及规范操作 时，应首先考虑测定人员的防毒措施，然后采用下述方法进行测定：先准备一个充有新鲜 空气的气袋，测定时先吸取一定量的待测气体，然后用新鲜空气使之稀释至 ! " # $ !%!&， 送入检定管，将测得的结果乘以气体稀释后体积变大的倍数，即得被测气体中的 ’(浓度 值；或采用缩小送气量和送气时间进行测定。测定管读数乘缩小的倍数，即为被测气体 中 ’(浓度的值；对测量结果要求比较高时，最好更换测定上限高的 ’(检定管。 如果被测气体中 ’(浓度较小，用检定管测量，不易直接读出其浓度的大小时，可采 用增加送气次数的方法进行测定。被测气体中 ’(浓度等于检定管读数除以送气次数。 ·)*+!· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 第四章 氧气检测仪构造、原理及规范操作 第一节 瓦斯、氧气两用检测报警仪 瓦斯、氧气两用报警仪是一种集监测甲烷浓度、氧气含量两种功能于一体的便携式 报警仪器，可同时连续测量环境中瓦斯浓度和氧气含量，并可任意显示一种气体的检测 值。当任一气体超限时，仪器便发出声、光报警信号，并显示超限气体浓度。两用仪具有 操作方便，读教准确，工作稳定，一机多用等特点。适合于煤矿有瓦斯危害的采掘工作 面、回风巷等地点进行瓦斯、氧气检查。在井下启封密闭、排放瓦斯、停风后恢复通风过 程中，该仪器是十分理想的检测工具，因而深受广大矿工的欢迎。其结构与便携式甲烷 检测仪相似。 双参数检测仪的测量范围一般为：氧（! " #$%）、瓦斯（! " &%）、报警点为氧 （’( ) !%）、瓦斯（’%）。 使用双参数检测仪测定瓦斯和氧气浓度应注意的事项。 每次使用之前，都必须先充电，以保证仪器可靠的工作。使用时首先要在新鲜空气 中打开电源，稳定一段时间后，看瓦斯指示是否为 ! ) !!%（ * ! ) !#）。氧气指示是否为 #! ) (%（ * ! ) ’），两者皆稳定后方可进入现场测量。 因为开机后，瓦斯、氧气传感器都在工作，所以仪器同时检测着两种气体的变化。仪 器可由人随身携带，时刻监测人员周围的气体的变化，也可悬挂在固定地点或举至某一 待测点进行定点检测。携带仪器进入无风区时，要缓慢行进，并时刻观察氧气和瓦斯浓 ·+,&’· 第四章 氧气检测仪构造、原理及规范操作 度的变化情况，要在气体浓度达到危险界限前，及时退出，以免发生危险。 使用双参数检测仪时除应注意使用便携式瓦斯报警检测仪要求的事项外，还要注意 由于测氧电路的氧电极受环境大气压的影响而出现的偏差。随着井深的增加，大气压随 之增大，仪器的氧含量显示也随之增加，所以在实际测量时要对因井深不同带来的误差 进行修正，其方法有 !个： （"）校正系数法： ! # !$ % &’" (（!$ % &’ ) #$） （* + "） 式中 !$ % &’———地面空气中的氧含量百分比； $———测氧处井深，"$$,； !———测氧处氧含量实际值-； "———测氧处仪器读数-； #———井深修正系数，$ % !.-百米。 （!）利用矿内新鲜空气校正，即在井下寻找新鲜空气处校正仪器。经校正后，在校正 的同一水平内到处可测，且直接显示测氧处实际氧百分比含量，不需换算。此法对消除 井深影响误差简易、可行、有效。 第二节 /0—12型矿井测氧仪 /0—12型矿井测氧仪是一种外型小巧、质量轻、便于携带，具有精度高，探头寿命 长，并通过符合工人用本安型（34567’）级防爆电气设备的规定，是矿井测量空气中氧含 量的专用仪器。外型如图 ". + * + "所示。 图 ". + * + " /0—12型矿井测氧仪 ·1&*"· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 该仪器配有 !"#屏蔽线延伸电缆和重力探头，用航空插座可靠连接。平时进行地面 监测时，只要接上氧探头即可。而作业区进行矿井监测时，串联 !"#延伸电缆，将重力探 头放入矿井，即可测得矿井中的氧含量。读数直观，使用十分方便。测氧范围 " $ !%&基 本误差 ’ " ( %&探头，寿命大于 )个月。 （*）+,—-.型氧气检定器的使用：使用时接上氧探头后，将探头置于新鲜空气中，开 关拨至“+/”，待数字显示稳定或小数点后数字来回跳动 " ( *，用螺丝钉调节刀校准电位 器（.0.），使数字稳定到 !" ( 1或 !* ( "（此为大气中氧含量标准值 !" ( 1%&的约数）将氧探 头放入需要监测处，待数字稳定后，读数即为氧探头处的气体含氧百分比浓度。 （!）注意事项。因为用于安全监测，务必保险，以防万一。因此： 每次监测前，均应作仪器工作检查。其具体方法如下：校准 !* ( " 后，人体吸气吸入 密封塑料袋，将氧探头置入袋内，捏紧袋口。显示应降至 *! ( " $ *- ( " 左右（因为各人肺 活量大小及吸气方法不同）取出氧探头置于新鲜空气中，数字应仍恢复到 !" ( - $ !* ( "，此 时表明仪器正常。如氧探头放入已吹气袋内，数字仍停在 !* ( " 不变，则表明仪器故障， 应返厂修理； 尽量减少撞击碰压，以免损坏； 如长时间不用应取出电池，以免电池漏液，损坏仪器。 （2）常见故障与排除法。见表 *% 3 4 3 *。 表 *% 3 4 3 * +,—-.型数字测氧仪常见故障与排除 故 障 原 因 排 除 读数不稳 探头透气膜中心部位有水珠或灰尘 打开探头护罩，在透气膜正中，水珠 可用药棉轻轻吸干，灰尘用蒸馏水洗净 吸干 数字时隐时现 电池或开关接触不良 重新装电池或修开关 数字显示“*”或“"”，不能调校 探头连线断开溶液干涸，透气膜破裂 寄回厂家修理 显示器左上角出现“5+607” 电池已耗尽 打开后盖，更换新电池 ·114*· 第四章 氧气检测仪构造、原理及规范操作 第五章 矿井安全监控系统及甲烷报警 断电装置构造、原理及配备 第一节 矿井安全监控系统 一、概述 煤矿安全监控系统，是应煤矿生产自动化和管理现代化的要求，为确保安全、高效生 产，在便携式检测仪器、半固定式、固定式检测装置的基础上应用遥测、遥控技术、监视及 电子计算机的开发而发展起来的多种现代化技术装置组成的系统。 矿井安全监控系统是指对煤矿井上、下的有关气体、环境及有关生产环节的机电设 备运行状态等进行检测、监视，用计算机对采集的数据进行分析处理，对设备局部生产环 境或过程进行控制的一种系统。 安全监控系统监测和监控的内容包括以下三方面内容：矿井空气成分的监测。主要 是指进入矿井空气中污染物的浓度，!"#、!$、!$%、&$、&$% 炮烟等；空气物理状态的监 测，主要有温度、湿度、风速、空气压力、顶板压力等；生产环节的各种机电设备运行状态 的监控。如采掘进尺、煤仓料位、水泵排水量、提升、压风机、带式输送机、采煤机、综掘 机、局部通风机等的运行状态和参数。 现行国内的监控系统主要分三大类，即 ’(系列、)*—%++和 ,—-。 ·++.-· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 二、矿井安全监控系统的组成 我国现在生产的监控系统有十几个产品，虽然它们型号、种类各异，但结构上基本相 同，都是由传感器及执行装置，传输（通信）系统，数据处理系统三大部分组成。 （!）传感器及执行装置：它们都安装在实际现场，传感器负责采集各种环境参数并把 它输送给传输系统。由于它直接关系到系统监控内容和数量及系统的准确度，所以必须 选择可靠、稳定、准确的传感器；执行装置的功能是接收来自传输系统的信息，并根据它 执行开、停、断电等指令，从而完成各种控制功能。 （"）信息传输系统：主要包括传输接口、分站、中心站柜、电缆等。这部分的主要功能 是接收传感器传来的各种信息，并把它转换成数字或频率信号，再通过发送、接收装置及 电缆和各种接口传递给地面中心站的计算机进行处理。同时接受计算机发来的各种指 令，并通过上述设备传递给执行装置。 （#）数据处理系统：由计算机（包括前置机）、模拟盘及各种外部设备等硬件和由各种 应用程序、操作系统等软件组成。这部分的主要功能是接收来自传输系统的信息，并对 其进行综合分析判断，同时通过屏幕、模拟盘、绘图仪对各监测参数或状态进行显示。当 某些环境参数超过额定值时，能自动报警，并可向井下发出控制信号，切断影响区域电 源，防止事故发生。对一些重要监测参数可存贮规定时间内的数据（如分钟平均值），并 可随时用屏幕显示、打印、绘图等方式再现所需资料。对生产监控部分的设备运行状态、 运行时间、煤位情况等内容也可即时显示出来。有些系统还具有火灾预测预报等功能。 第二节 甲烷报警断电装置 一、概述 甲烷报警断电装置是煤矿应用最早最广泛的瓦斯监测仪器之一。它是长期自动、连 续、监测风流中的甲烷浓度。当甲烷浓度超过规定值时，仪器同时发出声和光的报警信 号；当瓦斯浓度超过断电值时，主机通过控制继电器切断被控区域内的电源，防止电器设 备产生火花，引起瓦斯爆炸，从而保证 安全生产 安全生产管理档案一煤矿调度员先进事迹安全生产副经理安全生产责任最近电力安全生产事故安全生产费用投入台账 。 瓦斯断电仪遥测仪种类很多。主要有 $%&—"型瓦斯报警断电仪、$’"($瓦斯报警 ·!()!· 第五章 矿井安全监控系统及甲烷报警断电装置构造、原理及配备 断电装置，!"#—$瓦斯报警断电装置、%#&’—( 型风电瓦斯闭锁装置、)*+,,-智能型 风电瓦斯闭锁装置等。 二、构成 甲烷报警断电装置通常由传感器、声光报警箱和主机三部分组成。 第三节 传感器的种类与作用 一、概述 传感器是一种借助于敏感元件或检测元件，对被测物理量（一般为非电量）进行检测 和信号变换，输出模拟量信号或开关量信号的装置。传感器主要由敏感元件、转换器件、 测量及变换电路和电源等组成，如图 (. / . / (所示。检测元件直接与被测量接触，并输 出与被测量成一定关系，便于检测的电量。测量电路再将检测元件输出的电信号变换为 便于显示、 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 、控制处理的标准电信号。 图 (. / . / ( 传感器的组成框图 传感器的分类方法很多。按被测量对象的不同分为：速度传感器、压力传感器、温度 传感器、浓度传感器等；按构造原理不同分为：电阻式、磁阻式、热电式及特殊检测方式 （如同位素、超声波、红外线）等； 按输出电信号不同分为；模拟量输出传感器和数字量输出传感器。 二、甲烷传感器 甲烷传感器可以连续实时地检测甲烷浓度。煤矿常用的甲烷传感器，按检测原理分 类有：光学式、催化燃烧式、热导式、气敏半导体式等。 ·&,.(· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 催化燃烧式气体检测原理为：利用敏感元件或其他可燃烧气体的催化作用，使甲烷 在元件表面发生无焰燃烧，放出热量；使元件温度上升，检测元件可随自身温度变化量测 定气体浓度。敏感元件的催化作用和检测原理与便携式甲烷检测仪相同。 催化燃烧式甲烷传感器一般只用于检测低浓度甲烷。光学式甲烷传感器亦称为光 干涉式，是利用光干涉原理可以构成连续甲烷检测装置。其检测原理和光学甲烷检测仪 相同，不同点是加一个干涉条纹加宽装置，然后用光电接收器件（如光电管、光敏电阻等） 将干涉条纹移动量转变为电信号。 热导式甲烷传感器的工作原理和热导式甲烷检测仪相同。可用于高浓度甲烷的检 测。 气敏式半导体甲烷传感器是利用半导体材料，当接触到气体时会发生电阻值或其他 特性的变化，从而作为敏感元件来测定甲烷浓度。在煤矿一般是测量 !"以下的甲烷。 三、一氧化碳传感器 检测一氧化碳的仪器按检测原理分为有电化学、红外线吸收、气敏半导体型等。国 内外煤矿广泛使用的是电化学一氧化碳传感器。其工作原理与一氧化碳检测仪相同。 四、氧气传感器 氧气传感器的种类很多，比较实用的有采用定电位法和加伐尼电池法的传感器。下 面以后者为例，说明其工作原理。 加伐尼电池式氧气传感器由正、负电极，电解液，隔膜等构成，如图 !# $ # $ %所示。 图 !# $ # $ % 加伐尼电池式氧气传感器结构示意图 !—负极；%—正极；&—电解液；’—隔膜 传感器的正极使用铅等金属，负极使用金铂等金属。电解液选用 ()*、+,)*等碱 ·&-#!· 第五章 矿井安全监控系统及甲烷报警断电装置构造、原理及配备 性溶液或（!"#$%）、&’(、!) *+(, 等酸性溶液。隔膜选用透氧性好的聚乙烯等薄膜。它本 身相当于一个电池，无须外加能源便能与氧气发生反应而产生电势和电流，且该电流的 大小与氧气浓度成正比。根据这个电流的大小便可知气体中氧气的含量。 第四节 《规程》对甲烷传感器设置的有关规定 《规程》规定：高瓦斯矿井，煤（岩）与瓦斯突出的矿井，必须装备有矿井安全监控系 统；没有装备安全监控系统的矿井煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面，必 须装备甲烷风电闭锁装置或甲烷断电仪和风电闭锁装置；没有装备矿井安全监控系统的 无瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须装备风电闭锁装置；没有装备矿井安全监控系统的 矿井的采煤工作面，必须装备甲烷断电仪。 对井下瓦斯传感器的吊挂和安设要求：甲烷传感器应垂直悬挂在巷道顶板（顶梁）下 距顶板不大于 -..//；距巷道侧壁不小于 )..//处；应安设在坚固顶板或支护处以防冒 顶及其他的损伤；在采掘工作面的瓦斯传感器，爆破时都应移设到安全防护地点，爆破后 再按要求移回规定的位置；应设在顶板无淋水处，在有风筒的巷道中，不得悬挂在风筒出 风口和风筒漏风处。 一、采煤工作面甲烷传感器的设置 （0）低瓦斯矿井的采煤工作面中，甲烷传感器按图 01 2 1 2 -所示设置。 图 01 2 1 2 - 低瓦斯矿井采煤工作面甲烷传感器布置示意图 !0—回采工作面回风流中的甲烷传感器 报警浓度：!0 3 .4"!%；断电浓度：!0 3 14"!%；复电浓度：5 0 3 .4"!%；断电范围： 工作面及其回风巷内全部非本质安全型电器设备。 ·%.10· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 （!）高瓦斯突出矿井中采煤工作面甲烷传感器设置如图 "# $ # $ %所示。 图 "# $ # $ % 高瓦斯矿井采煤工作面甲烷传感器布置示意图 !"—回采工作面进风流中的甲烷传感器； !!—回采工作面回风流中的甲烷传感器 报警浓度：! " 和 ! !!" & ’()*%；断电浓度：! "!" & #()*%；! !!" & ’()*%；复电浓 度：! " 和 ! ! 均 + " & ’()*%。 断电范围均为工作面及回风巷内全部非本质安全型电气设备。 （,）煤（岩）与瓦斯突出矿井采煤工作面的甲烷传感器不能控制其进风巷内全部非本 质安全型电气设备，其甲烷传感器如图 "# $ # $ #所示。 图 "# $ # $ # 煤（岩）与瓦斯突出矿井采煤工作面甲烷传感器布置示意图 !"—回采工作面回风流中的甲烷传感器； !!—回采工作面回风流中的甲烷传感器； !,—回采工作面进风流中的甲烷传感器 报警浓度：! " 和 ! !!" & ’( )*%，! ,!’ & #( )*%；断电浓度：! "!" & #( )*%；! !! " & ’()*%，! ,!’ & #()*%；复电浓度：! " 和 ! ! + " & ’()*%，! , + ’ & #()*%；断电范围： ! " 和 ! ! 为工作面回风巷内全部非本质安全型电气设备。 ! , 为采煤工作面及进、回风巷内全部非本质安全型电气设备。 ·#’#"· 第五章 矿井安全监控系统及甲烷报警断电装置构造、原理及配备 二、掘进工作面甲烷传感器的设置 高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作 面，甲烷传感器按图 !" # " # $所示设置。 图 !" # " # $ 掘进工作面甲烷传感器布置示意图 !!、!%—掘进工作面回风流中的甲烷传感器 报警浓度：! ! 和 ! %!! & ’()*+；断电浓度：! !!! & "()*+；! %!! & ’()*+；复电浓 度：! ! 和 ! % 均 , ! & ’()*+；断电范围：! ! 和 ! % 均为掘进巷道内全部非本质安全型电气 设备。 三、串联通风甲烷传感器的设置 （!）采煤工作面之间串联时，传感器的位置如图 !" # " # -所示。 图 !" # " # - 采煤工作面之间串联通风时甲烷传感器的布置示意图 !—甲烷传感器 ·$’"!· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 （!）采掘工作面之间串联通风时，甲烷传感器的设置如图 "# $ # $ %所示。 图 "# $ # $ % 采掘工作面之间串联通风时瓦斯传感器的布置示意图 !—甲烷传感器；"—局部通风机 报警浓度：! &!" ’ ()*+,；断电浓度：! &!( ’ #)*+,；复电浓度：! & - ( ’ #)*+,；断 电范围：被串采煤工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。 （&）掘进工作面之间串联通风时，瓦斯甲烷传感器的位置应如图 "# $ # $ .所示。 图 "# $ # $ . 掘进工作面之间串联通风时甲烷传感器的布置示意图 !—甲烷传感器，/"、/!—局部通风机 ·0(#"· 第五章 矿井安全监控系统及甲烷报警断电装置构造、原理及配备 报警浓度：!!! " #$%&’；断电浓度：!!! " #$%&’；复电浓度：( ! " #$%&’；断电范 围：被串巷道内全部非本质安全型电气设备。 四、在回风巷中设置的机电设备硐室甲烷传感器的设置 甲烷传感器应按图 )# * # * )!所示设置。在瓦斯矿井中只设 ! ) 在煤与瓦斯突出矿 井中，还需在各进风侧设置 ! +、! , 和 ! ’。 图 )# * # * )! 在回风巷中设置的机电设备硐室甲烷传感器的设置 报警、断电浓度：! )!! " #$%&’，! +、! , 和 ! ’ 均!) " !$%&’；复电浓度：! ) ( ! " #$ %&’，! +、! , 和 ! ’ 均 ( ) " !$%&’；断电范围：机电硐室内全部非本质安全型电气设备。 五、专用排瓦斯巷甲烷传感器设置位置 如图 )# * # * ))所示。 报警、断电浓度：!!+ " #$%&’；复电浓度：! ( + " #$%&’；断电范围：工作面内全部 非本质安全型电气设备。 六、采煤机与掘进机电甲烷断电仪与检测报警仪的设置 采煤机和掘进机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。 报警浓度：!!) " !$%&’；断电浓度，!!) " #$%&’；复电浓度：! ( ) " !$%&’；断电 范围：采煤机或掘进机电源。 ·-!#)· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器 图 !" # " # !! 专用排瓦斯巷甲烷传感器设置位置 七、高瓦斯矿井的主要运输巷道内使用架线电机车时的装煤点和 瓦斯涌出巷道的下风流中甲烷传感器的设置 如图 !" # " # !$和图 !" # " # !%所示。 图 !" # " # !$ 在高瓦斯矿井主要进风运输巷道内使用架线电机车时， 装煤点处的瓦斯传感器的布置示意图 !—装煤点；$—电机车架空线；%—甲烷传感器 八、防爆型柴油机车或矿用蓄电池电机车 在煤（岩）与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域中，进风的主要运输巷道和回风巷道内使 用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆型柴油机车时，蓄电池机车必须设置车载式 甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪，柴油机车必须设置便携式甲烷检测报警仪，当瓦 斯浓度超过 & ’ "(时，必须停止机车运行。 报警浓度：!& ’ "()*+；断电浓度：!& ’ "()*+；复电浓度：, & ’ "()*+；断电范围： ·-&"!· 第五章 矿井安全监控系统及甲烷报警断电装置构造、原理及配备 机车电源。 图 !" # " # !$ 高瓦斯矿井主要进风运输巷道内使用架线机车时， 巷道涌出区域内的甲烷传感器的布置示意图 !—电机车架空线，%—甲烷传感器 九、兼作回风井中装有带式输送机的井筒 《规程》规定：装有带式输送机的井筒兼作回风井时，井筒中的风速不得超过 &’ ( )，且 必须装设甲烷断电仪。 报警浓度：!* + ",-./；断电浓度：!* + 0,-./；复电浓度：1 * + 0,-./；断电范围： 井筒内全部非本质安全型电气设备。 十、瓦斯抽放泵站甲烷传感器的设置 瓦斯抽放泵站必须设置甲烷传感器，抽放泵输入管路中必须设置甲烷传感器。利用 瓦斯时，还应在输出管路中设置甲烷传感器，甲烷传感器设置点，应在井下临时抽放瓦斯 泵站下风侧栅栏处。 报警浓度：!! + *,-./；断电浓度：!! + *,-./；复电浓度：1 ! + *,-./；断电范围： 抽放瓦斯泵。 ·*!"!· 第十五篇 矿山瓦斯检测仪器