新景矿监测队仪器收发工培训教案.docx
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新景矿监测队仪器收发工培训教案
新景矿
通风部监测队岗位操作证
培训教案
监测队
2008年07月
第一章煤矿安全仪器的分类及概况
(一)煤矿安全仪器的分类
煤矿是地下作业,自然条件和生产条件都比较复杂,在采掘过程中出现的瓦斯涌出民、煤尘飞扬、自然发火等都有可能造成严重事故。
为了防止事故的发生,保障矿工的健康和安全,促进生产发展,提高煤炭企业的经济效益,应对井下的气象条件进行检测,对可能造成灾害事故的各种有害气体及矿尘进行及时而又准确的检测和严格的控制,一旦发生灾变,必须及时救护遇难人员和处理事故。
所有这些,都要有相应的检测仪器和救护装备。
随着矿井开采规模及开采深度的增大,机械化和综合机械化采煤的普遍推广,通风安全方面的问题日益突出。
与此同时,随着仪表工业及电子技术的发展,矿井通风安全仪器也得到了不断的发展。
1927年日本制造成光干涉原理甲烷检定器,以后出现了热导、热催化原理、气敏半导体、……等种不同原理的甲烷检定器,其测量精度不断提高,检测方式从“间断”、“就地”检测发展到“连续”、“集中自动”遥测。
解放前我国煤炭工业技术十分落后,矿井通风安全仪器更是空白。
解放后,党和政府对安全工作极为重视,煤矿安全状况及劳动条件得到了很大的改善通风安全仪器也从无到有的发展起来了。
在仪器的研究,生产制造方面,多年来投入了很大的力量,形成了以抚顺、重庆、西安、常州、上海等地为中心的安全仪器生产基地,除生产大量的通风安全仪器和救护设备外,从1980年起,先后从波兰、英国、美国的西德等引进了多种型式的煤矿安全监测系统和生产监控系统。
在引进消化的基础上,我国了研制了一批安全监测系统,但是目前安全监测传感器的种类和质量与国际水平的差距还较大,这是需要解决的问题。
(二)煤矿安全仪器的分类
由于煤矿生产环境特殊,影响安全的因素也多,需要监测的参数不少,加之同一用途的仪器,因其工作原理和结构不同又有多种类型,因而安全监测仪器的种类繁多。
根据用途不同可分为三大类:
1.矿井环境条件检测和监控仪器
这类仪器也称预防性仪器,主要用来检测矿井的环境条件,预防事故的发生。
它以电子产品为主,现已形成监测系统。
按其用途不同又可分为井下空气成分检测仪器、甲烷检测仪器、矿井气象条件检测仪器和粉尘检测仪器几类。
2.矿山救护技术装备
矿山救护技术装备是减少事故损失的重要手段,也是我国煤矿使用最早的安全装备。
按其用途不同可分为氧气呼吸器、自救器、苏生器及其它救护装备几类。
3.其它安全装备
其它安全装备包括通风除尘装备、瓦斯抽放设备、防灭火及注浆设备……等。
本教程只包括前两类的内容,第三大类的内容在其它相应的课程中讲授。
第二章仪器收发工管理制度
一、仪器收发工的管理制度
(一)仪器房在我矿隶属于通风部监测队管理,其部门都是从事仪器收发及检查修理多年的优秀员工,有丰富的工作经验,为贯彻执行党和国家的“预防为主、安全第一”方针,促进矿井生产建设的正常进行,保障煤矿职工的安全和健康,进一步提高员工素质强化我矿的通风仪器管理,特制定仪器收发管理制度。
1.通风部仪器包括:
光干涉瓦斯检定器,便携式瓦斯检定器,发爆器测风表等,以上通称(仪器)
2.通风仪器应固定专人负责管理,建立仪器台帐,要把通风部的仪器名称,规格型号,出厂编号,出厂时间,到货时间,验收时间,验收负责人,开始使用时间及附属装置记录清楚,并把修理情况,故障情况分析清楚,便于更好地进行管理。
3.每次仪器使用必须进行全面技术性能检查,运行正常后方可下井使用。
4.仪器检修时,严格执行完好标准,不完好不能上架。
检修好的仪器要在当班登记到记录本上。
(检修的内容,消耗的部件和材料以及仪器号码)。
5.交接班时,仪器、发爆器、自救器必须清点数字,仪器房所有使用的工具,公共财产都属交接班内容,交接班本上的事项要填写清楚,字迹要整齐,有特殊情况填到记事栏或向调度汇报。
6.定期按操作规程进行调校,一般每7天必须使用标气和空气进行一次调校,若调校时各项指标符合规定,可继续发放使用,若不符合规定要求的禁止发放使用。
7.要建立仪器帐卡和登记制度,对于每台仪器的正常使用、调校、故障处理逐一记录备案。
建立收发维修人员的岗位责任制。
8.通风部所有仪器要进行周检,并建立周检台帐及管理制度。
周检不合格或严重损坏不能修复使用的仪表、仪器,可以申请报废,凡提出报废的仪器,应由矿总工程师组织有关技术人员共同鉴定后,认为无使用价值时方可报废。
同时要报集团公司通风处备案。
9.工人丢失仪器和发爆器,要在当班汇报调度,并报知组长,在申报通风部,按部有关规定对工人进行罚款处理。
10.工人丢失备件要扣牌,丢失备件人要让队长或工长开条,否则不能领取,扣的条必须当月月底由组长报队,在由队报部,由部对丢失备件人员进行罚款处理。
11.小班人员必须以旧或条换取备件,当班人员如在窗口没有发现丢失备件或扣牌,组按配件价格折成分扣到当月。
12.工人领取的仪器、发爆器,必须当班汇报(包括所有当班的事情)如当班有事不汇报的,并告知组长,按考核办法考核。
13.除正常轮休,有事,有病,必须提前请假,有做不到按考核办法进行扣分,特殊情况例外。
14.要按规定的时间上、下班,上岗必须带上上岗证,迟到、早退、脱岗,一律按考核办法进行考核
15.凡属各班的卫生区和工作地点,必须按6S:
整理、清洁、准时、标准化、素养、安全为标准,否则按6S管理办法进行考核
16.必须服从分配,按时参加安全活动,如做不到按规定扣分。
(二)发爆器管理制度
1.发爆器检查标准:
(1)外套整齐不漏电,防爆间隙不超过0.2mm,充电5~30秒钟,氖灯闪亮、表明发爆器正常。
(2)使用毫安式电流表试验、一般50发发爆器充电一分钟放电、放电短路电流不低于90mA、150发发爆器充电20秒至30秒、放电短路电流不低于70mA。
(3)以上两项有一次不符合标准,处罚责任人30远。
2.发爆器的检修:
(1)无振动声音修理、电池松动、断线无电,三极管损坏、检修更换。
(2)增大声音不正常,氖灯不起辉、二极管损坏、充电回路损坏、检修更换。
(3)震荡声音正常,充电时间长或氖灯不亮、氖灯损坏电压下降、回路断线、电阻变质、检修更换。
(4)空载放炮时、氖灯不灭、放电电阻损坏、回路断线、通电片接触不良、检修更换。
(5)刚充电、氖灯特亮、与氖灯所并电阻断线或损坏、所串电阻变质、短路、检修更换。
(6)分值电压低、氖灯分压电阻变质或受潮、本身起辉电压下降、检修更换。
(7)冲能减少、主电容容量减少、检修更换。
(8)发爆器的检修必须按照正规操作进行,因操作不当而造成检修过的发爆器不合格,处罚责任人20-100元。
3.发爆器的领用:
(1)员工领取的发爆器,必须当班交回,如当班没有交回的要及时汇报调度,没有汇报的罚责任人20元。
(2)发出的发爆器收回时,发现仪器部件丢失的要扣其本人的牌,并让其所在队队长开条,月底根据所押的条,对丢失部件的人员进行罚款处理。
(3)员工丢失发爆器,必须及时汇报通风调度,不汇报罚责任人20元。
丢失发爆器人员要照价赔偿。
(4)仪器房工作人员丢失发爆器,责任人照价赔偿外,并考核小组100元。
(5)对报废的发爆器必须入库,不能再起用。
报废的各件,可以择新利用。
4.发爆器的卫生:
上架的发爆器,必须坚持清洁,无灰尘。
发现一部不符合规定罚责任人5元。
(三)自救器管理制度
1.我矿自救器由通风部仪器房专人负责收发及检验管理。
自救器要进行统一编号、专人专用、分类分期、集中检验。
2.通风部仪器房自救器的专职检验入员,对职工使用的自救器,采用按队组每三个月集中轮检一次的办法,对自救器的质量进行定期检验。
3.通风部仪器房对自救器必须建立管理台帐,记录自救器的出厂日期、编号、检查日期、检查内容、检查结果等,每月把新增、使用、维护、报废自救器的情况制表上报安监部。
4.通风部安全仪器房要建立自救器收发管理卡,对于不合格的自救器,提出报废意见,报安监部审批后方可生效。
5.通风部安全仪器房的自救器检验室专人负责管理,检验室内不允许有易燃、易爆和腐蚀性物品;温度在0-45℃范围内;检验室气密检查仪、自救器专用称重仪等仪器设备不允许非专业人员使用和操作。
6.我矿自救器检验管理人员要持有安全资格证,上岗人员必须经安监部门及有认证资质的单位培训合格颁发证书后,方可持证上岗。
7.自救器的专职管理人员,应负责对自救器的日常检查和定期检验。
检查、检验内容如下:
(1)自救器检验人员及自救器使用人员每天对自救器外观各部件检查。
(2)每三个月对自救器进行一次称重和气密检查。
检查率应为100%,漏检自救器要及时补检。
检查标准:
气密检查要求在5000Pa压力以上保持15秒,压力下降值过滤式自救器不大于98Pa、隔绝式化学氧自救器不大于78Pa为合格;称重检查应采用专用的自救器称重仪,增重不大于5克为合格。
(3)隔绝式压缩氧自救器由矿安监部负责联系矿山救护队,每季度进行一次氧气压力及药品检查。
(4)各队组轮流进行检验,经检查检验不合格的自救器一律不准使用。
第三章矿井瓦斯基本知识
(一)采掘工作面各地点甲烷传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围:
甲烷传感器设置地点
报警浓度
断电浓度
复电浓度
断电范围
采煤工作面上隅角
≥1.0%CH4
≥1.5%CH4
1.5%CH4
工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备
低瓦斯和高瓦斯矿井的采煤工作面
≥1.0%CH4
≥1.5%CH4
1.0%CH4
工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备
煤与瓦斯突出矿井的采煤工作面
≥1.0%CH4
≥1.5%CH4
1.0%CH4
工作面及其进、回风巷内全部非本质安全型电气设备
采煤工作面回风巷
≥1.0%CH4
≥1.0%CH4
1.0%CH4
工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备
高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井回采工作面进风巷
≥0.5%CH4
≥0.5%CH4
0.5%CH4
进风巷内全部非本质安全型电气设备
采用串联通风的被串采煤工作面进风巷
≥0.5%CH
≥0.5%CH4
0.5%CH4
被串采煤工作面及其进回风巷内全部非本质安全型电气设备
采用两条以上巷道回风的采煤工作面第二、第三条回风巷
≥1.0%CH4
≥1.5%CH4
1.0%CH4
工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备
≥1.0%CH4
≥1.0%CH4
1.0%CH4
专用排瓦斯巷
≥2.5%CH4
≥2.5%CH4
2.5%CH4
工作面内全部非本质安全型电气设备
有专用排瓦斯巷的采煤工作面混合回风流处
≥1.0%CH4
≥1.0%CH4
1.0%CH4
工作面内及其回风巷内全部非本质安全型电气设备
高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井采煤工作面回风巷中部
≥1.0%CH4
≥1.0%CH4
1.0%CH4
工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备
采煤机
≥1.0%CH4
≥1.5%CH4
1.0%CH4
采煤机电源
煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出岩巷的掘进工作面
≥1.0%CH4
≥1.5%CH4
1.0%CH4
掘进巷道内全部非本质安全型电气设备
煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出岩巷的掘进工作面回风流中
≥1.0%CH4
≥1.0%CH4
1.0%CH4
掘进巷道内全部非本质安全型电气设备
采用串联通风的被串掘进工作面局部通风机前
≥0.5%CH4
≥0.5%CH4
0.5%CH4
掘进巷道内全部非本质安全型电气设备
≥1.5%CH4
≥1.5%CH4
0.5%CH4
包括局部通风机在内的掘进巷道内全部非本质安全型电气设备
高瓦斯矿井双巷掘进工作面混合回风流处
≥1.5%CH4
≥1.5%CH4
1.0%CH4
包括局部通风机在内的全部非本质安全电源
高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井掘进巷道中部
≥1.0%CH4
≥1.0%CH4
1.0%CH4
掘进巷道内全部非本质安全型电气设备
掘进机
≥1.0%CH4
≥1.5%CH4
1.0%CH4
掘进机电源
采区回风巷
≥1.0%CH4
—
—
一翼回风巷及总回风巷
≥0.75%CH4
—
—
回风流中的机电硐室的进风侧
≥0.5%CH4
≥0.5%CH4
0.5%CH4
机电硐室内全部非本质安全型电气设备
使用架线电机车的主要运输巷道内装煤点处
≥0.5%CH4
≥0.5%CH4
0.5%CH4
装煤点处上风流100米内及其下风流的架空线电源和全部非本质安全型电气设备
高瓦斯矿井进风的主要运输巷道内使用架线电机车时,瓦斯涌出巷道的下风流处
≥0.5%CH4
≥0.5%CH4
0.5%CH4
瓦斯涌出巷道上风流100米内及其下风流的架空线电源和全部非本质安全型电气设备
矿用防爆特殊型蓄电池电机车内
≥0.5%CH4
≥0.5%CH4
0.5%CH4
机车电源
矿用防爆特殊型柴油机车内
≥0.5%CH4
≥0.5%CH4
兼做回风井的装有带式输送机的井筒
≥0.5%CH4
≥0.7%CH4
0.7%CH4
井筒内全部非本质安全型电气设备
回风巷道内电气设备上风侧
≥1.0%CH4
≥1.0%CH4
1.0%CH4
回风巷道内全部非本质安全型电气设备
井下煤仓上方、地面选煤厂煤仓上方
≥1.5%CH4
≥1.5%CH4
1.5%CH4
贮煤仓运煤的各类运输设备
封闭的地面选煤厂内
≥1.5%CH4
≥1.5%CH4
1.5%CH4
选煤厂内全部电气设备
封闭的带式输送机地面走廊内,带式输送机滚筒上方
≥1.5%CH4
≥1.5%CH4
1.5%CH4
带式输送机地面走廊内全部电气设备
地面瓦斯抽放泵站室内
≥0.5%CH4
—
—
—
井下瓦斯抽放泵站内
≥0.5%CH4
≥0.5%CH4
0.5%CH4
切断抽放泵站电源。
地面瓦斯抽放泵站输出利用管路中
≤30%CH4
—
—
—
不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯设备的瓦斯抽放泵站输出管路中
≤25%CH4
—
—
—
井下临时抽放泵站下风侧栅栏外
≥1.0%CH4
≥1.0%CH4
1.0%CH4
抽放瓦斯泵电源
(二)瓦斯检查
1.每一矿井必须建立按巡回检查计划图表检查瓦斯、二氧化碳和其它有害气体的制度,其浓度检查次数规定为:
(1)对高突矿井和瓦斯涌出异常区,所有采掘面、排放瓦斯尾巷、利用局部通风机通风的煤仓和其它有人工作地点,每班至少检查三次瓦斯和二氧化碳;机采和综采工作面、煤巷和半煤岩巷掘进工作面和瓦斯涌出异常区的工作地点,都必须有专人检查瓦斯和二氧化碳,机电硐室、已采区闭墙、盲巷临时闭墙、无人工作区及利用全风压通风的煤仓,每班至少检查一次瓦斯和二氧化碳。
(2)低瓦斯矿井所有采掘工作面、利用局部通风机通风的煤仓和其它有人工作地点,每班至少检查两次瓦斯和二氧化碳;机电硐室、已采区闭墙、盲巷临时闭墙、无人工作区和利用全风压通风的煤仓,每班至少检查一次瓦斯和二氧化碳。
(3)所有矿井的分区回风和矿井总回风等回风巷部必须设点检查,每班至少检查一次瓦斯和二氧化碳等。
2.通风区要根据通风系统和检查任务折大小分别划分瓦斯检查地区,根据此确定检查人员规定每个地区的巡回路线、检查时间、检查内容、交接班地点和方式等,并制定各区域瓦斯巡回检查计划图表,对同一地点同一班内检查时间间隔规定:
高瓦斯矿井不应超过2.5小时,低瓦斯矿井不应超过3.5小时,不同班的检查时间间隔规定:
高瓦斯矿井不应超过3小时10分钟,低瓦斯矿井不应超过4小时30分钟,实际检查时间与计划图表规定时间前后误差不得超过20分钟。
3.瓦斯驼回检查图表中,对采掘工作面应设主要检查点的规定为:
(1)回采工作面入风、工作面风流、煤帮、机尾、落山角、回风、尾巷、混合等。
(2)掘进工作面入风、正副巷煤头、工作面风流、盲巷回风和分区回风(距回风横管30m以内的全风压段)等。
(3)其它需要检查的地点。
除上述检查点外,瓦斯检查工对所负责地区的瓦斯情况、巡回路线上的通风设施的完好情况、监;刚断电装置的完好情况和读数都要进行检查,达到无超限、无积存,对不在规定点的瓦斯积存,也应填写在巡回图表中。
.-井下所有通风巷道,特别是瓦检工巡回路线以外和无人工作的闲散巷道,必须定期检查,检查周期由矿总工程师确定。
4.瓦斯巡回检查计划图表,每月必须制定一次。
当月内检查区域有变动的,计划图表要及时修改。
当月结束时,要将计划图表与交回的当月瓦斯检查巡回图表一并保存。
5.瓦斯检查人员应具有相当初中文化程度,从事井下工作两年以上,身体好,坚持原则并必须经矿对其进行打眼放炮、机电防爆和瓦斯监测等知识培训,考试合格后,持工种操作证方可上岗。
6.瓦斯检查员必须携带瓦斯检查棍和胶皮管,其最小可伸出长度不得少于2.0m。
7.使用瓦斯检定器检查煤仓瓦斯时,以胶皮管伸入煤仓2m处为准,瓦斯浓度达到或超过1.5时,停止附近些范围内的电气设备运转。
8.地区瓦斯检查员每检查一个地点,都要将检查的时间和结果分别记录在牌板上和图表上(包括该地区瓦斯自动监测装置工作情况等),每检查完一个巡回,均要让生产班组长或放炮员在图表上签字,并要向通风区调度汇报一次。
发现问题,要及时请示汇报。
专职瓦斯检查工的检查内容和汇报等,按计划图表要求执行。
9.地区瓦斯检查员在井下指定地点交接班,专职瓦检员在工作地点交接班。
交班时,必须交清本班情况和下班需注意的问题,并由接班人核实后亲自签字,他人不得代签。
地区瓦检员若当班发现瓦斯超限等异常情况未处理完时,必须在工作地点交接班。
,
10.通风班长要认真检查当班瓦斯检查员记录,分析巡回图表。
检查瓦检员的工作质量、交接班情况,帮助其处理问题,及时汇总情况,向通风区调度汇报,并按时填写班长工作图表(班报)。
11.建立瓦斯巡回检查图表逐级审查制度:
通风队领导要每天审查本队全部图表,通风区领导每月检查各队图表不少于20%,各单位总工程师和分管通风安全的副总工程师每月抽查均不得少于200张;通风处每月抽查部分矿井瓦斯检查图表。
矿领导、通风区、队干部井下查岗,在所查图表上签注审查意见,发现问题,及时处理。
12.通风区调度站要每日填报“矿井通风调度日报”,经当日值班长审阅后报矿长、矿总工程师审阅,内容包括:
主扇运行状况,重点地区通风、瓦斯抽放和火区气体情况,当日安全生产情况,瓦检员出勤情况以及需领导解决的问题等。
13.各单位通风调度值班长要每日向集团公司通风处值班人员汇报下列情况:
(1)当日综采面及其它重点工作面的回风巷和尾巷风量、瓦斯浓度、瓦斯量、抽放量;注水了L数、注水量及洒水消尘情况;
(2)主通风机、井下局部通风机的停风、停电次数,原因及详细情况;
(3)通风设施、瓦斯自动监测装置、洒水、喷雾装置等完好情况及损坏、丢失事故分析处理情况;
(4)采掘工作面煤与瓦斯突出情况;
(5)自然发火区的温度及一氧化碳变化及火区管理情况;
(6)各类通风业务事故,包括瓦斯爆炸、燃烧、窒息、积存、超限作业、空班漏检、假报瓦斯、放炮崩人、爆炸物品丢失、瓦斯自动监测系统的破坏及探头丢失及其它违章竹业等详细情况;
(7)当日瓦检工、放炮员地区数及相应上岗人数,干部(包括通风区正、副区长、主任工程师及正、副队长等)上岗人数、班次。
(8)需要汇报的其它情况。
通风处值班人员每日将各单位汇报的上述情况汇总填表后送集团公司总工程师审阅。
14.瓦斯巡回检查图表、通风区调度台帐、矿井通风调度日报及通风处送集团公司总工程师审阅的通风调度日报分别由通风队、通风区、矿调度室和集团公司调度室保存,保存期不得少于一年。
第四章 瓦斯检测的基本方法
仪器收发工不仅要具有管理仪器的能力,能够检修仪器更应是基本的专业素质,故要对测量瓦斯的原理有一定的了解,其归纳起来有以下几种。
(一)热导率
由于混合气体的热导率是组成它的气体组分所占的百分比的函数。
因此,一般情况下,测出它的热导率可以确定混合气体的组成。
用热导原理组成的热导仪器结构比较简单,主要部分是一个电桥。
电桥的两个桥臂用电阻系数很大的金属丝做成,通常是用铂丝或钨丝制成相同的两个元件。
把补偿元件放在充满空气的密封气室中作为补偿桥臂,测量元件和补偿元件都被加热到同样的温度。
由于测量气室中与补偿气室中气体的热导率不同,稳定后测量元件和补偿元件温度不同,二桥臂的电阻也不同。
待测气样的热导率越大,测量元件的温度就越低,电阻就越小,二桥臂的电阻产生一个与待测气体浓度成比例的信号,用这种方法可以测出矿井瓦斯的浓度。
待测气体的热导率与空气的热导率相差越大得到的信号越强。
瓦斯的相对热导率系数是1.1318,空气的相对热导系数近于1。
一般情况下,用热导方法测低浓度瓦斯得到的信号很小。
除此之外,热导仪器的零点漂移是一个较难克服的缺点,它受加工精度的影响很大。
热导仪器早期用来测量0—100%的瓦斯。
近年来,常常与载体催化型仪器结合,0—5%CH4范围内用催化元件来测量;5—100%CH4范围内用热导元件来测量。
(二)光学
光学瓦斯检定器在我国使用比较广泛,这类仪器是根据瓦斯的折射率与空气的折射率不同而制成的。
当两束由同一光源发出的光,分别经过充有空气的参考气室再相遇时,两束光将产生干涉条纹。
待测气体中瓦斯浓度不同,干涉条纹的位置也不同,根据干涉条纹的位置可以测定瓦斯的深度。
当气体的成分(或成份的百分比)变化时,气样的折射率也要改变。
确氧对光学瓦斯影响较大。
在标准状况下,CH4的折射率是1.000411,氧是1.000253,空气是1.000272,因而缺氧时,待测气样折射率增大,仪器测出的值偏高。
除了氧外,待测气样其他成分的百分比变化时,光学瓦斯检定器也会产生误差。
此外,把干涉信号进一步变成电信号目前还有一些困难,因此,光学瓦斯原理的测量很少用在瓦斯遥测方面。
(三)红外激光光谱
每一种气体对红外区域的光波都有一个或若干个特征吸收谱线,甲烷的CH4吸收谱线是3.39μm与7.6μm。
用氦氖激光器可以获得稳定的3.39μm的红外激光。
当这样的光束通过瓦斯气样时,将被瓦斯吸收,强度减弱,根据光强度的变化即可测定瓦斯的浓度。
例如把含1%CH4的气样封入长7.2cm与15.3cm的吸收管后,红外光强度分别成为原来的52%及24%。
吸收是很强烈的。
可见,激光瓦斯测量仪有极高的灵敏度与选择性。
用不分散红外线吸收原理制成在瓦斯测量仪,在美国和联邦德国煤矿中得到一定的应用。
(四)超声波
用超声波在不同气体中传播速度不同的原理,可以测量矿井瓦斯浓度。
在常温常压下,空气可以作为理想气体处理,含有瓦斯的气体也近似地遵守气态方程。
设待测气样的压力为P,密度为ρ,定压比热为CV,定压比热为CP比热比γ=
。
设声波在气样中的传播速度为μ,由理想气体的公式有:
μ=
在想当精确的范围内γ可以视为常数,对单原子气体γ=1.67,对多原子气体γ=1.4.设该气体的分子量为m,体积为V,莫尔数为n。
显然代入上式,则ρ=
μ=
由理想的气态方程PV=nRT,其中R为常数,R=8.315J/℃mol。
T为气体温度(℃)。
当T为常数时,则PV=nk
其中k为常数,于是可得:
μ=
令α=
α则为一常数,所以有:
μ=α
标准空气的分子量是29,甲烷的分子量是16,利用这个关系主可以测量矿井瓦斯的浓度。
用声速测量瓦斯深度的装置也很简单,用两个对称的
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