光干涉式甲烷测定器常见故障与处理

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摘要：光干涉型甲烷测定器应用了光的干涉原理，迅速而准确地测定煤矿井下甲烷(俗称瓦斯)的含量，为煤矿安全生产提供保障。干涉条纹的调整是仪器大修中的重点和难点问题。本文对光干涉型甲烷测定器常见故障现象进行了原因分析，并介绍了故障的处理方法。

关键词：光干涉型甲烷测定器；故障；处理

中图分类号O6 文献标识码A 文章编号1674-6708（2011）51-0097-01

光干涉型甲烷测定器是强制检定计量器具之一，用于对矿山、工厂的甲烷、二氧化碳等气体的测定，可消灭和减少重大事故的发生。光干涉甲烷测定器是气体成分定量分析的携带式仪器,也是一种精密的光学仪器,每天都在煤矿井下使用,井下条件十分恶劣,因其使用频繁,仪器很容易被振动和碰撞,保养不善,容易出故障。所以光干涉式甲烷测定器应及时定期进行检定、调修。而干涉条纹的调整属仪器大修中的重点和难点问题。如果其干涉条纹不准确，仪器就会产生示值误差，误差的大小直接影响测量的准确度，从而影响安全生产。结合笔者多年修理调试的经验，下面就修理中光干涉条纹出现问题的原因逐一进行分析。

1 没有干涉条纹

1）检查光源。首先检查灯泡是否烧毁，线路连接是否正确、有无断开或接触不良等现象。开关启闭要灵活可靠，不允许有忽明忽暗的现象。各部分检查完毕后，接通电源，使灯丝位置与光栏平行，而且使灯泡发出的强光恰好通过光栏，投射到平面镜上。调节时可在聚光镜前放一小块长40mm、宽10mm左右的锡箔片，直至锡箔片上出现均匀、完整的明亮长方形卡腰形。找到干涉条纹后，要紧固好仪器上所有螺钉，在紧固螺钉的同时，要兼顾干涉条纹，以防条纹消失；2）检查光路。如按上述方法还看不到干涉条纹，但可以看到亮光，这时条纹就在亮光的上方，用改锥紧贴仪器一侧向内撬反射棱镜座就可以看到干涉条纹了。

2 干涉条纹漂移

条纹漂移是由于仪器空气室的空气和甲烷室被测气体的折射率变化引起的。仪器使用前应检查干涉条纹是否调到零位。若未调到零位，可转动微调手轮使刻度盘零位与指标线重合。如果这时仍不能出现正确的干涉条纹，则需要注意以下几种情况：1）干涉条纹过宽或过窄。各组件装配的时候不平整、不牢固，如组件间有脏物或固定螺丝不紧，都可能引起条纹不准确。平面镜向后倾的角度是由条纹的宽度决定的。折光棱镜垂直底平面，如平面镜向后倾斜角度过小，平面镜与折光棱镜垂直方向形成的夹角就小，条纹就比规定的宽，仪器的指示值比实际浓度就大；反之，条纹就比规定的窄，仪器的指示值比实际浓度就小。条纹宽，就磨平面镜底座后边或垫平面镜前边。条纹窄，就磨平面镜底座前边或垫平面镜后边。一般采用垫锡箔的方法。锡箔应平整，层数不应超过两层。通过垫锡箔，将干涉条纹的第一条对准分划板上的零点，第五条干涉条纹对准分划板上的7.5处；2）检查气路系统是否畅通、气室及盘形管是否漏气。气路系统不完好，出现漏气不通畅，及空气室和甲烷室互相串气，条纹均不会移动。气室中一般的串气，相当于折射率减小，会造成仪器条纹跑负；当串气严重时，抽到甲烷室的气体，同时串到空气室，相当于折射率不变，因此条纹不动。这时需要将气室组拆下，重新粘合好平行玻璃，即可排除故障。如果煤尘将盘形管堵住后，伴随着仪器的温度升高，空气室中的气压也会随着增大；而甲烷室与大气相连通，气压不变，使该空气室的气压增大，引起折射率减小，所以条纹一定跑负。清洗盘形管中的煤尘，即可排除故障。如果盘形管中部漏气，使盘形管失去平衡作用。使用该仪器测定甲烷时，甲烷有可能串入气室组的空气室内，使空气室内的折射率增大，条纹也一定跑负。这时只有更换盘形管才能够排除故障。

3 干涉条纹不清楚

1）仪器镜头、仪器内各光学元件、气室等有脏物。光干涉式甲烷测定器的使用场所很容易沾染粉尘而导致干涉条纹出现不清楚。仪器各光学元件的玻璃镜片可用酒精乙醚混合液（酒精乙醚混合比例约为1：4）挨个进行清洗，气室内进灰则需将两端平行玻璃板用酒精灯烘烤加热的方法取下，分别对平行玻璃板及气室内壁进行清洗，然后重新黏合好；2）光源灯泡由于使用时间过久可能出现变黑，所以需要检查是否有变黑迹象，变黑后致使光线过暗，或者由于灯泡位置安装不当而导致条纹不清楚。如果是，则需要及时重新调节灯泡位置或更换新灯泡；3）检查目镜的成像，应旋转保护玻璃座来调节视距，能同时看清干涉条纹和分划刻线。在通光条件下，转动保护玻璃座，看清楚分划板刻字线条后，松开固定目镜筒的螺丝，把目镜筒转90°,使黑条立在分划板中间，再慢慢向上提目镜筒，直到能看到的条纹清楚，再放回目镜筒，然后将物镜向下移相同的高度，再拧紧固定物镜的螺丝；4）各光学零件应沿光轴方向规整地安装在各个位置上,各零件应没有明显的歪斜,组件与本体之间应没有空隙,螺丝松紧合适,不产生应力。

4 干涉条纹倾斜

1）平面镜位置安装不当。平面镜的正确安装位置：使平面镜与聚光镜及气室平行玻璃成45°交角，且镜身身后倾斜约小于1°的微小角度；2）反射棱镜位置安装不当，可调节反射棱镜及其底座的位置，使光线经过多次的反射折射后能平行返回。

5干涉条纹产生弯曲

1）气室两端的平面玻璃与气室底座不垂直，光线通过气室后，返回投射到平面镜时，光路不正或镜座下面垫的锡箔纸不平，引起光路不正。调整方法是移动气室，也可以调整转向棱镜或物镜；2）主要光学零件的误差主要表现在平面镜、折光镜表面平面度差，使干涉条纹弯曲。它影响测量准确性，且不能用调整方法消除掉。此时应更换玻璃。按上述方法修理后的仪器可以按规程JJG677―1996进行检定。

参考文献

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[3]王新.光干涉型甲烷测定器常见故障的分析与排除.中国计量资讯站.

[4]朱凤阳.光干涉型甲烷测定器常见故障的排除与维护[J].科技与生活，2011(4).