專利名稱：瓦斯測定器的擴大量程使用方法及相應的新式瓦斯測定器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種瓦斯測定器的擴大量程使用方法及相應的新式瓦斯測定器。
背景技術：
如圖1、2所示，現有光學瓦斯測定器包括燈泡1、聚光鏡2、平面鏡3、氣室4、折光棱鏡5、反射棱鏡6、物鏡7、測微鏡8、分劃板9、目鏡10和保護玻璃11，上述部件組成光學瓦斯測定系統，其中氣室4包括兩個側氣室a、a'和中間氣室b。兩個側氣室a、a'分別封入空氣，而中間氣室分別設有出氣管12和進氣管13。工作原理如下由光源1發出的散射光經聚光鏡2聚焦的光束到達平面鏡3，其中光束I通過平面鏡3表面反射，經氣室4的側氣室a，到達折光棱鏡5，折光棱鏡5將其折射回另一側氣室a'后，回到平面鏡3，并折射到平面鏡3后表面的反射膜上，通過反射膜反射到反射棱鏡6后經偏折進入望遠鏡系統。光束II折射入平面鏡3后，經其后表面反射膜反射，穿過中間氣室b經折光棱鏡 5反射后，又回經中間氣室b到平面鏡3，經平面鏡3的表面反射后，與上述光束I 一同進入反射棱鏡6，經偏折進入望遠鏡系統。望遠鏡系統包括物鏡7、測微鏡8、分劃板9、目鏡10 和保護玻璃11。由于光程差的結果，光束I、II在物鏡9的焦平面上產生干涉條紋，通過目鏡10即能觀察到干涉條紋，中央為白紋，兩側為黑條紋，對稱的彩色條紋，其中一條黑條紋為儀器的基準條紋。當中間氣室b也充入空氣時，基準條紋所處的位置為0位。當中間氣室b中充入含甲烷的待測氣體時，光束I往返通過氣室4時，穿過的介質仍然都是空氣；但光束II往返通過氣室4時，穿過的介質卻變成了待測氣體時。由于待測氣體與空氣的成份組成不同，光在二者之間的傳播速度也有細微差別，這種細微差別導致基準條紋的位置發生變化，通過測量基準條紋的位移量，可以得出待測氣體中瓦斯(即甲烷) 的含量。目前國內使用的瓦斯測定器包括CJGlO型和CJG100型。CJGlO型的瓦斯測定器量程只有0-10%，CJG100型的瓦斯測定器量程0-100% .。CJGlO型只能測量瓦斯濃度為0-10%，當測量濃度超過10%的瓦斯時需要用 CJG100型，0-100%的儀器來測定。因日常工作中低瓦斯礦井很少測定超過10%的瓦斯濃度，因此，煤礦采購的瓦斯測定器大部分為CJGlO型。但是當瓦斯濃度超過10%時，人們根本無從得知其準確數值。如果同時配備CJGlO型和CJG100型瓦斯測定器成本高不說，攜帶也不方便；如果只配備CJG100型瓦斯測定器又因為量程過大，導致測量低濃度瓦斯氣體時不夠精確。在礦井生產過程中，“一通三防”是抓好煤礦安全工作的重點和關鍵，瓦斯治理又是“一通三防”的重中之重，發生的大型礦山事故多是瓦斯爆炸事故。其發生爆炸的主要原因就是瓦斯濃度超限，火源和人的違章。檢查瓦斯濃度及時處理瓦斯積聚是防止瓦斯爆炸的主要解決方法。檢查瓦斯的儀器是否準確可靠變得更為重要。
發明內容
本發明要解決的技術問題是如何克服現有技術的上述缺陷，提供一種瓦斯測定器的擴大量程使用方法及相應的新式瓦斯測定器。為解決上述技術問題，本發明瓦斯測定器的擴大量程使用方法，包括下述步驟①.在(井上)空氣環境中校正瓦斯測定器的0點方法是濾除空氣中水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的中間氣室和兩個側氣室，開啟光源，調整刻度盤，使基準條紋對準刻度盤的0點；②.在待測氣體環境中，濾除部分待測氣體中的水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的中間氣室和一個側氣室中，替換原來的氣體；③.開啟光源，觀測基準條紋的位移量，讀取的刻度值乘以瓦斯測定器原定量程， 再乘以2，所得數值即為的待測氣體中瓦斯的百分含量。如圖2所示，正常使用時，中間氣室b充待測氣體，兩個側氣室a、a'分別封入空氣。光束I往返時，分別兩次受到空氣影響；光束II往返時，分別兩次受到待測氣體影響， 當發現CJGlO型瓦斯測定器已經滿量程時，將其中側氣室a或側氣室a'內的氣體換成待測氣體。如此設計，光束I、光束II因在同一介質內傳播，在氣室4內幾何路程抵消1/2，相當于氣室4有效長度縮短1/2。原本測量(重量)濃度為10%的瓦斯氣體，即可滿量程的 CJGlO型瓦斯測定器；只有當瓦斯氣體濃度> 20%時，才能滿量程，從而使得瓦斯測定器量
程增大一倍。本發明新式瓦斯測定器包括燈泡、聚光鏡、平面鏡、氣室、折光棱鏡、反射棱鏡、物鏡、測微鏡、分劃板、目鏡、保護玻璃，上述部件組成光學瓦斯測定系統，其中氣室包括兩個側氣室和中間氣室，其特征在于所述中間氣室與一個側氣室串通，并分別設有進氣管和出氣管，進氣管前串有干燥器和二氧化碳過濾器；另一側氣室充有空氣。如此設計，僅改變氣路連接管線，即可將現有瓦斯測定器的量程加倍，變成本發明新式瓦斯測定器，結構簡單、成本低，可以方便地將CJGlO型瓦斯測定器是量程擴大至0 20%。本發明瓦斯測定器的擴大量程使用方法的另一種方案，它包括下述步驟①.在(井上)空氣環境中校正瓦斯測定器的0點方法是濾除空氣中水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的中間氣室和兩個側氣室，開啟光源，調整刻度盤，使基準條紋對準刻度盤的0點；②.在待測氣體環境中，濾除部分待測氣體中的水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的一個側氣室中，替換原來的氣體；③.開啟光源，觀測基準條紋的位移量，讀取的刻度值乘以瓦斯測定器原定量程， 再乘以2，所得數值即為的待測氣體中瓦斯的百分含量。本發明新式瓦斯測定器的另一種方案，它包括燈泡、聚光鏡、平面鏡、氣室、折光棱鏡、反射棱鏡、物鏡、測微鏡、分劃板、目鏡、保護玻璃，上述部件組成光學瓦斯測定系統，其中氣室包括兩個側氣室和中間氣室，其特征在于所述中間氣室與一個側氣室串通，并充有空氣，另一側氣室分別設有進氣管和出氣管，且進氣管前串有干燥器和二氧化碳過濾器。
眾所周知，瓦斯在空氣中爆炸范圍為5% 15%。如何在0 20%范內精確測量瓦斯氣的濃度，變得尤為重要。煤礦企業迫切需要一種量程以0-20%的瓦斯測定器。本發明簡單改造了現有CJGlO型瓦斯定器的進氣管路，即使其量程由0-10%變成 0-20%，幾乎不需什么成本，就一舉解決了困擾煤礦企業多年的技術問題。本發明瓦斯測定器的擴大量程使用方法的兩種方案只是充氣方式略有不同，本質上是一樣的。本發明新式瓦斯測定器的兩種方案只是進氣管、出氣管的位置有所不同，本質上也是一樣的。本發明可使CJGlO型瓦斯測定器或者其他設計量程< 50%的瓦斯測定器的量程擴大一倍。本發明還可使廣泛適用于各種煤礦。
下面結合附圖對本發明瓦斯測定器的擴大量程使用方法及相應的新式瓦斯測定器作進一步說明圖1是現有CJGlO型瓦斯測定器的示意圖；圖2是本現有CJGlO型瓦斯測定器的各氣管路連接示意圖；圖3是本新式瓦斯測定器(一)的結構示意圖；圖4是圖5所示新式瓦斯測定器的各氣管路連接示意圖；圖5是本瓦斯測定器的擴大量程使用方法(一)的示意圖；圖6是本瓦斯測定器的擴大量程使用方法(二)的示意圖；圖7是本新式瓦斯測定器(二)的結構示意圖。圖中1為燈泡、2為聚光鏡、3為平面鏡、4為氣室、5為折光棱鏡、6為反射棱鏡、7 為物鏡、8為測微鏡、9為分劃板、10為目鏡、11為保護玻璃、12為出氣管、13為進氣管、14為盤氣管、a、a'為側氣室、b為中間氣室、I、II為光束、0、0'為光束在平面鏡3前表面上的反射點。
具體實施例方式實施方式一如圖3-4所示，本發明新式瓦斯測定器包括燈泡1、聚光鏡2、平面鏡 3、氣室4、折光棱鏡5、反射棱鏡6、物鏡7、測微鏡8、分劃板9、目鏡10和保護玻璃11，上述部件組成光學瓦斯測定系統，其中氣室4包括兩個側氣室a、a'和中間氣室b，其特征在于 所述中間氣室b與一個側氣室a串通，并分別設有進氣管13和出氣管12，進氣管13前串有干燥器(圖中未示出)和二氧化碳過濾器(圖中未示出)；另一側氣室a'充有空氣。如圖5所示，本發明瓦斯測定器的擴大量程使用方法，包括下述步驟①.在空氣環境中校正瓦斯測定器的0點方法是濾除空氣中水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的中間氣室b和兩個側氣室a、a'，開啟光源1，調整刻度盤(圖中未示出)，使基準條紋對準刻度盤的0點；②.在待測氣體環境中，濾除部分待測氣體中的水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的中間氣室b和一個側氣室a中，替換原來的氣體；③.開啟光源1，觀測基準條紋的位移量，讀取的刻度值乘以瓦斯測定器原定量程，再乘以2，所得數值即為的待測氣體中瓦斯的百分含量。實施方式二 如圖7所示，本發明新式瓦斯測定器的另一種方案，它包括燈泡1、聚光鏡2、平面鏡3、氣室4、折光棱鏡5、反射棱鏡6、物鏡7、測微鏡8、分劃板9、目鏡10和保護玻璃11，上述部件組成光學瓦斯測定系統，其中氣室4包括兩個側氣室a、a'和中間氣室 b，其特征在于所述中間氣室b與一個側氣室a串通，并充有空氣。另一側氣室分別設有進氣管13和出氣管12，且進氣管13前串有干燥器(圖中未示出)和二氧化碳過濾器(圖中未示出)。如圖6所示，本發明瓦斯測定器的擴大量程使用方法的另一種方案，它包括下述步驟①.在空氣環境中校正瓦斯測定器的0點方法是濾除空氣中水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的中間氣室和兩個側氣室，開啟光源，調整刻度盤，使基準條紋對準刻度盤的0點；②.在待測氣體環境中，濾除部分待測氣體中的水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的一個側氣室a'中，替換原來的氣體；③.開啟光源，觀測基準條紋的位移量，讀取的刻度值乘以瓦斯測定器原定量程， 再乘以2，所得數值即為的待測氣體中瓦斯的百分含量。
權利要求
1.一種瓦斯測定器的擴大量程使用方法，包括下述步驟①.在空氣環境中校正瓦斯測定器的0點方法是濾除空氣中水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的中間氣室和兩個側氣室，開啟光源，調整刻度盤，使基準條紋對準刻度盤的0點；②.在待測氣體環境中，濾除部分待測氣體中的水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的中間氣室和一個側氣室中，替換原來的氣體；③.開啟光源，觀測基準條紋的位移量，讀取的刻度值乘以瓦斯測定器原定量程，再乘以2，所得數值即為的待測氣體中瓦斯的百分含量。
2.一種新式瓦斯測定器，包括燈泡、聚光鏡、平面鏡、氣室、折光棱鏡、反射棱鏡、物鏡、 測微鏡、分劃板、目鏡、保護玻璃，上述部件組成光學瓦斯測定系統，其中氣室包括兩個側氣室和中間氣室，其特征在于所述中間氣室與一個側氣室串通，并分別設有進氣管和出氣管，進氣管前串有干燥器和二氧化碳過濾器；另一側氣室充有空氣。
3.—種瓦斯測定器的擴大量程使用方法，包括下述步驟①.在空氣環境中校正瓦斯測定器的0點方法是濾除空氣中水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的中間氣室和兩個側氣室，開啟光源，調整刻度盤，使基準條紋對準刻度盤的0點；②.在待測氣體環境中，濾除部分待測氣體中的水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的一個側氣室中，替換原來的氣體；③.開啟光源，觀測基準條紋的位移量，讀取的刻度值乘以瓦斯測定器原定量程，再乘以2，所得數值即為的待測氣體中瓦斯的百分含量。
4.一種新式瓦斯測定器，包括燈泡、聚光鏡、平面鏡、氣室、折光棱鏡、反射棱鏡、物鏡、 測微鏡、分劃板、目鏡、保護玻璃，上述部件組成光學瓦斯測定系統，其中氣室包括兩個側氣室和中間氣室，其特征在于所述中間氣室與一個側氣室串通，并充有空氣，另一側氣室分別設有進氣管和出氣管，且進氣管前串有干燥器和二氧化碳過濾器。
全文摘要
本發明涉及一種瓦斯測定器的擴大量程使用方法及相應的新式瓦斯測定器。國內沒有量程為0-20％的瓦斯測定器。為此，本發明瓦斯測定器的擴大量程使用方法，包括下述步驟①.在空氣環境中校正瓦斯測定器的0點；②.在待測氣體環境中，濾除部分待測氣體中的水分和二氧化碳，并將其吸入瓦斯測定器的中間氣室和一個側氣室中，替換原來的氣體；③.開啟光源，觀測基準條紋的位移量，讀取的刻度值乘以瓦斯測定器原定量程，再乘以2，所得數值即為的待測氣體中瓦斯的百分含量。本發明還涉及相應的新式瓦斯測定器，通過簡單改造，本發明可使CJG10型瓦斯測定器或者其他設計量程≤50％的瓦斯測定器的量程擴大一倍，廣泛適用于各種煤礦。
文檔編號G01N21/45GK102507498SQ201110325849
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月24日 優先權日2011年10月24日
發明者吉偉東, 崔金玉, 張慶勇, 李宗山, 李少龍, 焦志遠, 石新慧, 路慶彬, 韓向賓, 高陽 申請人:兗礦集團有限公司