光干涉瓦斯检定器的使用及维护1

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1、光干涉瓦斯检定器的使用及维护一、光干涉瓦斯仪发展简史一百多年前（1856），法国人雅明（Jamin）利用布留斯特干涉条纹制成干涉仪；即有名的雅明干涉仪。1927年日本东京理化大学土井先生将雅明干涉仪加以改进，在保持同样精度的情况下，体积缩小一半，而且更易于调整，更适合于携带。一、光干涉瓦斯仪发展简史此后，日本理工化学研究厅（简称：理研）根据土井的改进制造携带型干涉仪，1951、1952年分别研制成功了理研17、18型，后又陆续研制出理研21、28型。1953年中国科学院仪器馆仿制成功理研10L型瓦斯检定器，抚顺煤矿安全仪器厂于1966年

2、正式投入生产。由于这种瓦斯检定器性能稳定，精确度高，坚固耐用，因而得到了广泛的应用，我国煤矿普遍采用这种仪器。二、用途该仪器能够迅速而准确的测定矿井中的沼气（甲烷），二氧化碳等有害、有毒气体浓度。同时也应用到其它工业部门。如铁矿、油井等。三、仪器的主要技术数据1、测量范围0~10%0~100%2、测小数范围0~1%3、分划板刻度：0246810三、仪器的主要技术数据作整数读数时：1%作小数读数时：0.02%4、电源：1.5V（伏）（1号干电池1节）5、照明灯泡：1.35V（扁球头）6、外形尺寸：190×90×38mm7、重量1.6Kg四

3、、光学瓦斯检定器的工作原理㈠光波的产生光是以波的形式从光源向四面传播的，光波和水波相似，只是光波用眼睛看不见，凸起的部份叫波峰，凹下去的部分叫波谷。波峰间的距离叫波长（入），不同颜色的光线其波长不同。光线可分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色。光有各种特性，光的干涉就是其特性之一。所谓光的干涉，就是波长相同的两波相互产生波峰增长，或者抵消的现象。如图示：四、光学瓦斯检定器的工作原理四、光学瓦斯检定器的工作原理相长干涉相消干涉两波相消的叫相消干涉，两波相加的叫相长干涉。相消干涉及使光线亮度降低变暗，相长干涉使亮度提高。四光学瓦斯检定器的工作

4、原理光学瓦斯检定器就是根据这个道理制成的。在一定的温度和压力下，用光学瓦斯检定器来测量矿井空气中的甲烷含量，其光学原理如图示：四、光学瓦斯检定器的工作原理1---灯泡2---聚光镜3---平行平面镜4---平面玻璃5---气室6---反射棱镜7---折射棱镜8---物镜9—测微玻璃10---分划板11---场镜12---目镜四、光学瓦斯检定器的工作原理由光源发出的光经过聚光镜后，聚成一束光到达平面镜，在平面镜的O点分成两部分，第一束光就是从平面镜反射出来的，第二束光是从平面镜折射出来的。第一束光穿过气室的侧壁，由折光棱镜将其折回，它穿过

5、另一侧的小气室以回到平面镜⑶，折射入平面镜的后表面，反射到平面镜的“O′”点，穿出平面镜后向反射棱镜⑺前进，再经偏折后，进入望远镜⑻。第二束光线射入平面镜⑶后，在其前表面反射，然后通过气室的中央小室回到平面镜上的“O′”点与第一束光会合产生干涉现象后一同进入望远系统⑻。两束光在物镜的焦平面上显现出白光特有的干涉现象，干涉条纹中央为白色条纹，两边为彩色条纹。四、光学瓦斯检定器的工作原理当各气室内充进相同的气体时，两束光波所经过的光程相同（光程=光线所通过的路程与光所通过的物质的折射率的乘积）如果在一束光的光程中改变气体的化学成份，或改变温

6、度、压力等时，因折射率发生变化，所以光程也随之变化，干涉产生的条纹也发生移动。根据条纹移动的距离，可以确定折射率发生变化的程度。甲烷的浓度与条纹移动距离成正比。光学瓦检器是将白光经过光学玻璃的变换，使通过空气的光束与通过瓦斯的光束产生干涉，出现明暗条纹，由于条纹的变化随气体折射率的变化而变化，而折射率的大小随瓦斯或二氧化碳含量的变化而变化，故可通过条纹移动识别气体含量。五、仪器的构造1、光学系统（光源、聚光镜）光源：采用1.35V、0.3A的白光小灯泡。内部反光层是白色的，这个小灯泡与干涉条纹有很大关系，不得任意更换。聚光镜：用来汇聚光

7、源发出的灯光，使之增强亮度，在灯泡前装有0.5毫米细缝的光屏，能挡去多余的光。使干涉条纹更加清淅。五、仪器的构造2、干涉系统⑴平面镜组：该镜组是仪器的心脏组件，镜片用质量良好的光学玻璃组成，镜片后边镀银和铝，形成反射膜，平面镜的平行度要求极严格。将直接影响干涉条纹清晰度。⑵折光棱组：是干涉系统的重要组件，由光源来的光投射到平面镜上，分成两列光，这两列光分别经过空气室和气样室，射到折光棱镜上，然后经过两次90度反射，又将两列光线平行地射回平面镜。五、仪器的构造反射棱镜：该棱镜的作用是将光线作90度转向。通过螺杆调节，可使干涉条纹移动，调节

8、支板可以寻找干涉视场的范围。气室：气室是测定气体的主要组件，其长度为120mm，共分三路，两侧为空气室，中间为气样室。各室上侧有弯管如图示：管1接盘形管组，管3与管4相通。管2和管5分别与气样的出口和进口相