《礦井通風與安全》課程實驗指導書

《礦井通風與安全》課程實驗指導書

安  全  工  程  教  研  室

實驗一    空氣中有害氣體濃度測定

一、實驗目的

    學習并掌握檢定管法測空氣中有害氣體濃度的原理和方法。

二、實驗儀器

    1、檢定管

    檢定管為裝有某種檢測用試劑的玻璃管，待測氣體通過檢定管時與該試劑發(fā)生化學反

應，并呈現(xiàn)一定的顏色或變色長度，從而測出該氣體的濃度。根據(jù)變色深淺測定濃度的叫比色法檢定管。根據(jù)變色長短測定濃度的叫比長法檢定管。煤礦常用的有CO、CO2、H2S和SO2檢定管。本次實驗只用比長法檢定管測CO或H2S濃度。

   （1）比長法CO檢定管

    比長法CO檢定管（圖1-1）內(nèi)裝有發(fā)煙硫酸及硅膠做載體吸收I2O5的指示劑，當CO與I2O5接觸

時，發(fā)生如下的反應：

碘與SO3作用成棕色化合物，它的長度與通過檢定管得空氣中CO濃度成正比。根據(jù)棕色化合物的長度由檢定管的刻度上可以直接讀出CO濃度。

       1   2  3    4   5            6

圖1-1比長式CO檢定管

1－堵塞物　　2－活性碳　　3－硅膠　　4－消除劑　　5－玻璃粉　　6－指示劑　　

（2）比長法H2S檢定管

    管內(nèi)裝有以陶瓷做載體吸附醋酸鉛和氯化鋇的白色指示劑。它與H2S發(fā)生下列化學反應：    

  加入氯化鋇可生成一部分Pb2CI2S以增加色柱長度，提高測定精度。

    2、取樣唧筒

    唧筒用采取被測氣體試樣并將AQY-50型CO檢定器唧筒。它由唧筒活塞4、吸氣口1、排氣口2和三通開關組成，活塞桿上有0-50毫升的刻度，可以控制取樣數(shù)量和送氣速度。三通開關用以控制氣流方向，當開關把手與吸氣口平行時，唧筒與吸氣口連通，它與排氣口平行時，則連通排氣口。位于兩者之間時（450），各路都不通。

圖1-2 抽氣唧筒

1-；-氣體入口；2-檢定管插孔；3-三通閥閥把；4-活塞柱；5-比色板；6-溫度計

三、實驗方法和步驟

    1、在測定地點將開關把手置于吸氣位置，并將唧筒往復推壓2-3次，以清洗唧筒，然后將活塞桿拉出，氣體試樣就被抽吸在唧筒內(nèi)了。再將開關把手置于（450）封閉位置。

    2、將檢定管兩端用小銼刀切斷，把進氣端插入唧筒的排氣口上，再將開關把手置于排氣口位置，按照檢定管的使用說明書對送氣量和送氣時間的要求，使氣樣流過檢定管CO與指示膠起反應，產(chǎn)生棕色環(huán)。

    3、讀數(shù)，由變色環(huán)上端指示的數(shù)字直接從檢定管上讀出CO濃度（PPM）。如果氣樣中CO含量超過檢定管測量上限，可減少通氣量，如通氣量為V mmL，則：

    測定結(jié)果=檢定管×（100÷V）（式中100指要求送氣量為100mmL檢定管）

如果氣樣中CO含量低于檢定管測量下限，可增加通氣次數(shù)，如果通氣次數(shù)為N，則：

    測定結(jié)果=檢定管讀數(shù)÷N

實驗二    大氣壓、空氣濕度和空氣密度測定

一、試驗目的

    掌握測定大氣壓（P）和空氣濕度的常用儀表的構(gòu)造、原理和使用方法，計算空氣密度。

二、試驗儀表：

    1. 大氣壓測定

常用的儀表有水銀氣壓計和空盒氣壓計。

（1） 水銀氣壓計

常用的水銀氣壓計有動槽式和定槽式兩種。

動槽式水銀氣壓計的主要部件是一根倒置于可動水銀槽內(nèi)的玻璃管，管的上端水銀面上是真空的，槽內(nèi)液面則通向大氣，所以玻璃管內(nèi)水銀柱高度就表示了大氣壓力（毫米汞柱或毫巴）。

測定時，轉(zhuǎn)動底部調(diào)節(jié)螺絲4，使槽內(nèi)水銀液面正好與象牙指針2觸及，然后轉(zhuǎn)動螺絲6，使游標1的下切口與水銀頂面相切，由刻度尺7和游標1讀出大氣壓的讀值（P讀），因為刻度是金屬的，熱脹冷縮，所以要進行讀值的溫度校正，由溫度計8讀出測定的溫度，從表2—1查出溫度校正值P溫，則實際的大氣壓：

P0=P讀+P溫

定槽式水銀氣壓計的下部水銀槽是固定不動的，除不必調(diào)節(jié)槽內(nèi)液面高低外，其余使用方法同上。

表2-1    黃銅刻度尺換算到0℃時的溫度校正值

溫度

℃

 大氣壓計數(shù)值（P讀）mmHg

 

740

 750

 760

 770

 780

 

10

 -1.21

 -1.22

 -1.24

 -1.26

 -1.27

 

15

 -1.81

 -1.83

 -1.86

 -1.89

 -1.91

 

20

 -2.41

 -2.44

 -2.48

 -2.51

 -2.54

 

25

 -3.01

 -3.05

 -3.09

 -3.13

 -3.17

 

30

 -3.61

 -3.66

 -3.71

 -3.75

 -3.80

 

（2） 空盒氣壓計

如圖2-1所示，空盒氣壓計由一個波紋狀金屬真空盒和一套杠桿機構(gòu)組成。大氣壓變化時盒面變形值經(jīng)杠桿機構(gòu)放大，帶動盒面指針轉(zhuǎn)動指出大氣壓值。

空盒氣壓計使用前應用水銀氣壓計校正，校正時用小螺絲刀微微擰轉(zhuǎn)盒背面（或側(cè)面）的調(diào)節(jié)螺絲，使指針所示氣壓值與水銀氣壓計一致。

測定時，將其水平放置，用手指輕輕敲擊盒面數(shù)次，消除指針的蠕動現(xiàn)象，等待數(shù)分鐘后再讀值，讀值應根據(jù)儀器所附檢定證進行刻度和溫度的補充校正。例如，某空盒氣壓計讀值為770mmHg，查取它的刻度校正值為-0.1 mmHg，溫度校正為-0.03（mmHg /℃×15℃）=-0.45 mmHg，補充校正為+0.6 mmHg，則實際大氣壓為770-0.1-0.45+0.6=770.05 mmHg。

1-金屬盒；2-彈簧；3-指針

圖2-1  空盒氣壓計

2.空氣相對濕度測定

如圖2-2風扇濕度計，它們都由兩支水銀溫度計組成，其中，一支為干溫度計（又叫干球），另一支的水銀球上包著紗布，叫濕溫度計（又叫濕球）。

測定前將濕球上的紗布用清水潤濕。用風扇濕度計測定時，用小風扇罩上的鎖匙將發(fā)條上緊，風扇轉(zhuǎn)動，使空氣以一定速度（1.7～3.0m/s）流經(jīng)干、濕溫度計的水銀球周圍，1～2分鐘，兩支溫度計示數(shù)穩(wěn)定即可讀取。

三、實驗內(nèi)容

1、分別用水銀氣壓機和空盒氣壓計測大氣壓。

2、風扇濕度計測空氣的相對濕度，計算絕對濕度。

3、以水銀氣壓計和風扇濕度計的測定結(jié)果計算空氣的密度。

實驗三  微氣候狀態(tài)測定

一、 實驗目的

掌握用卡它計測微氣候狀態(tài)的原理和方法。

二、 實驗儀器

卡它計、熱水瓶、秒表、溫度計、風速計

卡它計（圖3-1）是一種模擬人體表面在空氣中的溫度、濕度和流動速度三種因素綜合作用下散熱情況的儀器。它下端的圓形貯液器長約40mm，直徑16mm，表面積約為22.6cm2，內(nèi)貯酒精。儀器中部刻有38℃和35℃兩個刻度，其平均值為36.5℃，恰好相當于人體溫度。

卡它計有干卡它計和濕卡它計兩種，前者只能測出對流和輻射形式的散熱效果，濕卡它計的貯液器用紗布包起來，能測出對流、輻射和蒸發(fā)的綜合散熱效果。

三、 實驗內(nèi)容和方法

用干、濕卡它計分別測定室內(nèi)的干、濕卡它度各二次，取其平均值，并測出這時的空氣溫度、濕度和速度。評述在該微氣候狀態(tài)下的自我感覺。

卡它度的測定：取干、濕卡它計各一支，記下各自的卡它常數(shù)F，將卡它計下部貯液器置于熱水瓶中，使酒精液柱水氣泡完全排出。酒精液面上升到上端園柱形空間內(nèi)的1/2～1/3處取出，若為干卡它計，則用布將儀器檫干，如為濕卡它計則將下端貯液器紗布內(nèi)過多的水分擰掉，將儀器置于測定地點，手持秒表，記錄酒精液面由38℃下降到35℃的時間t（秒），按下式求出卡它度：

   W/（S·m2）

式中：H——干或濕卡它度；

F——卡它常數(shù)，其數(shù)值為溫度從38℃降至35℃時每平方厘米貯液器表面所散失的熱量，W/m2；

t——酒精液面由38℃降至35℃所經(jīng)過的時間，秒。

實驗四、 風流點風壓和點風速測定

一、 實驗目的

1 熟悉風壓測定儀表的構(gòu)造和使用方法；

2 掌握測定點風壓和點風流的方法；

3 通過實驗更好地理解壓人式通風和抽出式通風時風流任一點的全壓、靜壓和動壓的相互關系，以及風流某一斷面上的風速分布；

二、 實驗設備和儀表

扇風機管網(wǎng)系統(tǒng)，皮脫管，U型壓差計，單管壓差計，空盒氣壓計，膠皮管。

1、 扇風機管網(wǎng)系統(tǒng)如圖4-1所示。

圖4-1 扇風機和管網(wǎng)系統(tǒng)

2、  皮托管如圖4-2所示，它是傳遞風流壓力的儀器，由內(nèi)外兩根細金屬管組成，內(nèi)管前端中心有孔與標有“+”號的管腳相同。外管前端封閉，在其管壁開有4~6個小孔與標有“-”號的管腳相同，測定時使管嘴與風流平行，中心孔正對風流傳遞測點風流的絕對全壓（絕對靜壓與動壓之和），而管壁上的小孔則只傳遞測點的絕對靜壓。

3、 U型壓差計如圖4-3，有一根彎成U型的玻璃管1（其中裝如蒸餾水或酒精），刻度尺2和支撐板組成，測定時，用膠皮管將風流壓力接引（傳遞）到玻璃管內(nèi)，垂直U型管的兩液面差乘以工作液（U形管內(nèi)所裝液體）的比重，即為測定的壓差h（mmH2O），如為傾斜U形壓差計，它的壓差為：

H＝Lδsinα          mmH2O

式中：L——U形管內(nèi)的液面高差（mm）；

α——U形管的傾角（°）；

δ——工作液比重。

4、 單管壓差計

   單管壓差計工作原理如圖4-4所示。它是由一個具有大斷面的容器A（面積為F1）與一個小斷面的傾斜管B（面積為F2）互相連通，并在其中裝有適量酒精的儀器。若在P1與P2壓差作用下，具有傾斜度α的管子B內(nèi)的液體在垂直方向升高了一個高度Z1，而A容器內(nèi)的液面下降了Z2，這時儀器內(nèi)液面的高差為：

Z=Z1+Z2

由于A容器液體下降的體積與B管液體上升的體積相等，即：

              Z2F1=LF2

則            Z2=LF2/F1

并且          Z1=Lsinα

把Z1與Z2代入上式，得：

            Z=Z1+Z2=L（sinα+F2/F1）

故用此壓差計測得P1與P2之壓差h為：

            h=Zδ=Lδ(sinα+F2/F1)

式中：     δ——酒精的比重；

令：       K=δ(sinα+F2/F1)

則：       h=KL  mmH2O

式中：     K——儀器的校正系數(shù)；

           L——傾斜管上的讀數(shù)，mm。

圖4-5 Y-61型傾斜微壓計

圖4-5a，是Y-61型傾斜微壓計的結(jié)構(gòu)圖，在三角形的底座1上裝設容器2與帶刻度的玻璃3，并用膠皮管4將其連通。容器2的頂蓋上有注液孔螺絲5，三通旋塞6及調(diào)零螺絲7，儀器的底座上有水準泡8和調(diào)平螺絲9。玻璃管3的傾角可借弧形板10與銷釘來調(diào)節(jié)。為了讀數(shù)準確，玻璃管3上裝有活動游標11。零位調(diào)整螺絲下部是一個浸入液體的圓拄體，若轉(zhuǎn)動螺絲就可改變圓柱體浸入液體的深度。三通旋塞如圖4-5b所示，當反時針方向轉(zhuǎn)動其旋鈕至極限位置（圖4-5b左）時玻璃管3借膠皮管12與容器2連通，并經(jīng)三通旋塞孔與大氣相通，而標有“+”、“-”兩管接頭則被隔斷，此時為調(diào)整零位位置，當順時針方向轉(zhuǎn)動其旋鈕至極限位置（圖4-5b右）時，管接頭“+”端與容器2相通，標有“-”管接頭借膠皮管12通向玻璃管液面，此時三通旋塞孔與大氣的通路則被隔斷，此即為測壓位置。

  儀器的使用

（1） 注入酒精，將調(diào)整螺絲7置于中間位置，擰開注液孔螺絲5，把配置好的酒精（比重0.81）漫漫注入容器2內(nèi)，直到玻璃內(nèi)酒精液面在“0”附近為止。

（2） 調(diào)平儀器，將玻璃管按所測壓力大小固定到合適位置，用調(diào)平螺絲9將儀器調(diào)平，轉(zhuǎn)動三通旋塞6至“調(diào)零”位置，玻璃管液面如不在“0”刻度上，則調(diào)整零位調(diào)整螺絲7使液面恰好位于“0”刻度上。

（3） 測壓；將高壓接到儀器的“+”接頭上，將低壓接到儀器的“-”接頭上，然后轉(zhuǎn)動三通旋塞到“測壓”位置，管內(nèi)液面上升，待液面穩(wěn)定后，即可讀數(shù)，記作L，將其乘以玻璃管所在位置的校正系數(shù)K，即為測得的壓差。

三、 實驗內(nèi)容與方法

1).熟悉實驗用儀表的構(gòu)造和使用方法。用比重計測酒精比重后（0.81），注入壓差計內(nèi)，將壓差計調(diào)平、對零，檢查皮托管，用嘴在皮托管的管腳上吹氣，從管咀尖端出氣的那個管腳為傳遞全壓的“+”管腳，另一則為傳遞靜壓的“-”管腳。

2).測風流中任一點的風壓；在風道的平直段選定一個斷面，將皮托管插入風道內(nèi)，管嘴位于斷面的中心并正對風流方向。開動扇風機，作壓人式通風，用膠皮管將皮托管的相應管腳與壓差計連接，測該點的相對全壓，相對靜壓和動壓。此外，將皮托管沿風道斷面垂直上下移動，觀察相對靜壓有無變化。將皮托管轉(zhuǎn)動180°，開動扇風機，作抽出式通風，測相對全壓、測相對靜壓和動壓。用空盒氣壓計或水銀氣壓計測大氣壓力。用坐標圖分析比較壓人式和抽出式通風時，測點的絕對全壓、絕對靜壓、動壓和相對全壓、相對靜壓、動壓之間的關系。

3).測定風道的斷面風速分布；測點布置：為了準確測得斷面風速分布，必需合理的布置動壓測點。通常是將圓斷面分成若干等面積環(huán)，并在各等面積的面積平分線上布置測點，如圖4-6所示為三等面積環(huán)的測點布置。如速度場縱橫對稱，也可以只在縱向（或橫向）上布置測點。等面積環(huán)數(shù)越多，測點越多，則測試精度越高。一般都按風筒直徑大小確定等面積環(huán)數(shù)，可參考表4-1。

各測點距風筒中心的Ri用下式計算：

          mm

式中：——從風筒中心算起的等面積環(huán)的編號數(shù)；

     ——等面積環(huán)數(shù)；

    ——風筒直徑，mm；

    ——風筒半徑，mm。

表4-1    等面積環(huán)數(shù)查用表

風筒直徑D（㎜）

 300

 400

 500

 ≥600

 

等面積環(huán)的數(shù)目n（i）

 2~3

 3~4

 4~5

 5~6

 

通常皮托管是從風筒一側(cè)插入到測點的（如圖4-7），由可以算得皮托管插入深度。

圖4-6                            圖4-7

    風速分布測定，在測定斷面直徑上，按三個等面積環(huán)布置七個測點，測各點的動壓，計算各點的風速。

                        m/s

式中——點的風速，m/s；

——點的風流動壓，Pa；

       ——空氣密度，kg/m3

以縱坐標表示測點位置，橫坐標表示風速，用坐標紙按一定的比例繪制該斷面的風速分布圖。

計算斷面平均風速。

            V均 

式中：——分別為1、2、…n號測點動壓測值，Pa；

                   n——測點總數(shù)。

注意；求平均風速時，中心點的風速不應參與平均。

計算斷面的風量Q和風速分布系數(shù)Kv；

         Q=S*V均      m3/s

         Kv=V均/V中

式中： S——風筒斷面積，m2；

       V——平均風速，m/s；

      V中——中心點風速，m/s。

實驗五  風道的風阻摩擦阻力系數(shù)和局部阻力測定

一、實驗目的

掌握風道的摩擦風阻（R摩）、摩擦阻力系數(shù)()和局部阻力系數(shù)()的測定方法，通過測定加深理解能量方程在通風中的應用。

二、實驗設備及儀器

扇風機和管網(wǎng)系統(tǒng)（圖5-1）、單管壓差計、皮托管、空盒氣壓計、濕度計、膠皮管、皮尺、小鋼尺、酒精、液體比重計。

圖5-1

三、實驗內(nèi)容和實驗方法

（1）摩擦風阻（R摩）和摩擦阻力系數(shù)()測定：

風道的摩擦阻力h摩：

式中：hf——風道的摩擦阻力，Pa；

R摩——摩擦風阻，NS2/M7；

Q——通過風道的風量，m3/s；

S——風道的凈斷面，m2；

U——風道的周界，m；

——風道的摩擦阻力系數(shù)，kg/m3

由（5-1）式可見，只要測出一段風道的摩擦阻力（hf）和風量（Q）就可以求出這段風道的摩擦風阻（R摩）。如果同時測量出這段風道的長度、凈斷面和周長，就可以求出測定時的摩擦阻力系數(shù)（），再按式（5-2）換算成標準空氣密度下（kg/m3）的摩擦阻力系數(shù)；

式中：——測定時的空氣密度，kg/m3。

測定方法：

在圖5-1所示的管網(wǎng)系統(tǒng)中，在鐵風道（或木風道）內(nèi)選擇A、B兩個測點，將單管壓差計調(diào)平，A、B在兩測點放置皮托管，用膠皮管將測點的靜壓分別接到壓差計，測A、B兩斷面風流的勢能差（h測AB），再用皮托管和壓差計分別測出兩端面的平均風速，用皮尺和小鋼尺量出間的距離和它們的周長。

根據(jù)風流的能量方程：

        （5-3）

式中：——AB段風道的通風阻力，Pa；

——AB段風道的勢能差，Pa；

、 ——分別為A和B斷面的平均風速，m/s；

 、——分別為A和B斷面的空氣密度，kg/m3。

又

如果AB段漏風較大，則（5-1）式中的Q為A、B兩端面的風量的平均值，即

根據(jù)測定結(jié)果，計算鐵風筒或木風筒的R摩和。

（2）局部阻力系數(shù)的測定

在鐵風筒直角轉(zhuǎn)彎前后選擇兩個測定斷面C、D（圖5-1）測CD段通風阻力h阻CD和平均風速。

∵  

∴                （5-6）

又        （5-7）

式中：——測定的AB段鐵風筒風阻，NS2/M7；

——AB段長度，m；

——CD段長度，m；

——測定的鐵風筒摩擦阻力系數(shù)，kg /m3。

∵  

∴  

根據(jù)測定結(jié)果計算90°角轉(zhuǎn)彎的局部阻力系數(shù)。

實驗六   扇風機特性測定

一、 實驗目的

掌握扇風機特性測定方法，通過測定加深理解扇風機風量和風壓、功率與效率的關系。

二、 實驗設備與儀表

5.5KW軸流式風機、風筒、調(diào)節(jié)閘門、皮托管、U形壓差計、單管壓差計、電度表(或功率表、或電壓表、電流表與功率因數(shù)表)、秒表、空盒氣壓計、濕度計、膠皮管、酒精、皮尺、轉(zhuǎn)速計（本實驗不測風機轉(zhuǎn)速）。

三、 實驗方法和計算

實驗按圖6-1所示布置，用調(diào)節(jié)閘門由全開到全閉調(diào)節(jié)風機工況7～9點，測定每一工況時的風量、風壓和電動機功率，經(jīng)過計算，繪制該扇風機的特性曲線。

（1）風量測定

在扇風機入風側(cè)斷面I處用單管壓差計測得相對靜壓his后按下式計算風量Q：

   m3/s       （6-1）

     m/s     （6-2）

式中：——I斷面的平均風速，m/s；

 ——I斷面的面積，m2；

  ——測定時的空氣密度，kg/m3；

K ——集流器系數(shù)，，經(jīng)標定，本實驗所用集流器系數(shù)為0.95

——I斷面的相對靜壓，Pa。

（2）扇風機風壓測定

因

今

所以

又因I～II斷面風筒很短，其阻力可略去，故

式中：——扇風機的全風壓，Pa；

——扇風機的靜風壓，Pa；

——扇風機所克服的通風阻力，Pa；

， ， ——扇風機出口，風筒I斷面、II斷面的平均動壓，Pa；

，——I、II斷面的相對靜壓，Pa。

由上式可知，只要測得I、II斷面的相對靜壓（，）即可算出扇風機的風壓和靜壓。

（3）電動機功率測定

本實驗采用三相功率表讀出其表指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)n后，用下式計算電動機輸入功率N電。

N電＝0.04×n

（4）扇風機效率計算

扇風機全壓效率

扇風機靜壓效率

（5）空氣密度測定

用空盒氣壓計測大氣壓，用濕度計測濕度，計算空氣密度。

（6）測點斷面積測算

（7）繪制扇風機特性曲線

以風量為橫坐標，扇風機的靜壓、功率、效率為縱坐標，分別繪制Q—Hs、Q—N電、Q—s的關系曲線。

注：1.轉(zhuǎn)速測定可參閱教材的有關部分；

2.壓力讀數(shù)為mmH2O，應換算為Pa帶入公式計算。

試驗七  礦內(nèi)空氣中沼氣和二氧化碳濃度測定

一、 試驗目的

學習并掌握光學瓦斯檢定器的構(gòu)造，原理和使用方法。

二、 試驗原理

煤礦井下普遍使用AQG-1型光干涉式瓦斯檢定器測CH4和CO2的濃度，它的外形和內(nèi)部構(gòu)造見圖7-1。

檢定器根據(jù)光干涉原理制成，它的關學原理如圖7-2所示。燈泡1發(fā)出的一束白光，經(jīng)光柵2和透鏡3變成一束平行光射到平行平面鏡4后，分成兩束光線。其中一束自平面鏡的a點反射，經(jīng)右空氣室，大三棱鏡和左空氣室回到平行平面鏡，再經(jīng)鏡底反射鏡面的b點，另一束在a點折射進入鏡底后反射出來，往返經(jīng)過瓦斯室也回到平面鏡，于b點反射后與第一束光一同進入三棱鏡6再經(jīng)90度反射進入望遠鏡。這兩束光由于光程差（光程為光線通過的路程和所遇過的介質(zhì)的折射率的乘積），在透鏡7的焦點平面上就白色光特有的干涉條紋（通常稱“光譜”）條紋中有兩條黑紋和若干條彩紋。光通過氣體介質(zhì)的折射率與氣體密度有關，如果以空氣和瓦斯室都充滿新鮮空氣時干涉條紋的位置為基準（即為零點），當含CH4的空氣進入瓦斯室時由于氣體密度的變化，光程也隨之發(fā)生變化，于是干涉條件產(chǎn)生位移，位移量的大小與CH4濃度的高低成線性關系。所以根據(jù)干涉條紋中任一條紋（通常為黑色條紋）的移動距離的大小，就能直接測出空氣中的CH4濃度。

儀器的使用方法：

儀器使用前要進行下列準備：

（1）充填吸收劑水分吸收管中裝入氯化鈣（或硅膠），二氧化碳吸收管中裝入石灰，吸收劑顆粒過大不能充分起吸收作用，過小則阻塞氣路，吸收管兩端填以脫脂棉，以免煤塵及吸收劑進入儀器內(nèi)部，吸收劑變質(zhì)時應及時更換。

（2）氣密性檢查，堵住進氣口，用手捏扁吸氣球，然后放松，球體不起表明儀器不漏氣，放開進氣口，球體即膨起，表明氣路暢通可以使用。

（3）光路系統(tǒng)檢查，裝好電池后，按下光源電門8，由目鏡觀察并轉(zhuǎn)動目鏡筒，調(diào)整到分劃板刻度清晰時，再看干涉條紋是否清晰，如不清晰可轉(zhuǎn)動光源電門7，由微讀數(shù)觀測窗看微讀數(shù)電源是否接通。

 5 12

11

10

9

14 8

13 13

`

7

6

4

3 6 2 1

圖7－2　檢定器的光學系統(tǒng)

1－光源　2－光柵　3－透鏡　4－平行平面鏡　5－大三棱鏡　6－三棱鏡　7－物鏡　

8－測微玻璃　9－分劃板　10－場鏡　11－目鏡　12－目鏡保護玻璃　13－空氣室

14－瓦斯室

CH4濃度測定：

首先，在新鮮風流中對零：按壓微讀數(shù)電門7，逆時針轉(zhuǎn)動微調(diào)螺旋3，將微讀數(shù)調(diào)到零點，捏放橡皮球5～6次，使瓦斯室內(nèi)充滿新鮮空氣，按壓下光源電門8，由目鏡觀察干涉條紋的同時，轉(zhuǎn)動主調(diào)螺旋2，使條紋中的某一黑線正對分劃板的零點，蓋緊主調(diào)螺旋蓋15，就可以進行測定了。

測定時，在測定地點捏放橡皮球5～6次，將待測氣體吸入瓦斯室，按下光源電門8，讀出黑基線位移后的整數(shù)值，再轉(zhuǎn)動微調(diào)位螺旋3，使黑線遇到和該讀數(shù)重合，由微調(diào)讀數(shù)盤上讀數(shù)讀出小數(shù)，例如，位移的整數(shù)為2，微讀數(shù)為0.46，則CH4濃度為2.46％。

該儀器還可以用來測定其它氣體，但是必須加裝專門的吸收管并進行測定結(jié)果校正。

CO2濃度的測定，空氣中同時存在CH4和CO2時，先測出CH4濃度濃度，然后取下吸收管，測出CH4濃度和CO2的混合濃度。因為CO2的折射率（1.000418）與CH4濃度的折射率（1.000411）相差不大，一般測定時，后一讀數(shù)減去前一讀數(shù)即為CO2濃度。精度測定時，還要乘以校正系數(shù)k，kCO2＝0.952。

三、 試驗內(nèi)容和方法

在掌握了儀器的構(gòu)造，原理和使用方法以后，分別由瓦斯缸內(nèi)取樣測缸內(nèi)濃度各二次，取其平均值。

實驗八 空氣中礦塵濃度測定

一、 試驗目的

掌握重量法中慮膜測塵的方法

二、 試驗原理和設備

慮膜法測塵是使一定體積的空氣通過特制的慮膜，粉塵被截留在慮膜上，由慮膜的增重(ΔW)和通過的空氣量算出空氣中的礦塵濃度。

式中—— 慮膜的增重，mg；

—— 通過慮膜的空氣量，L/min；

—— 采樣時間，min。

慮膜由直徑很細的合成纖維制成，有良好的靜電吸附作用，阻塵率高(97.3～99.8)，對空氣的阻力比集塵管低得多，吸濕性小，容易干燥，近年國內(nèi)廣泛采用這一方法測塵。

慮膜測塵的設備有：抽氣裝置、秒表、采樣器、膠皮管、采樣器固定架、萬分之一天平或扭力天平、干燥器等。

三、 試驗方法

（1）慮膜稱重，用鑷子取下慮膜兩面的襯紙，將慮膜在分析天平上稱重后裝入慮膜夾。

（2）裝慮膜，扭下慮膜夾的固定蓋，將慮膜中心對準慮膜夾的中心，鋪于錐形環(huán)上，套好固定蓋，將慮膜夾緊，倒轉(zhuǎn)過來將螺絲底座擰入固定蓋，放入樣品盒中備用。

（3）取樣，將慮膜夾放入采樣漏斗1內(nèi)（圖8-1），蓋好頂蓋2，擰緊。按圖8-2所示，將采樣器連接于流量計和抽氣裝置，采樣器應置于產(chǎn)塵箱采料口（在現(xiàn)場，采樣器的高度應在人的呼吸帶內(nèi)距底板1.3～1.5米）。

圖8-3    粉塵采樣系統(tǒng)

取出慮膜夾，使受塵面向上裝入樣品盒內(nèi)，準備稱重。

為了保證測塵精度，要求在同一測定以相同流量平行采取兩個試樣，兩者之差不得超過20％。本實驗只采取單獨試樣。

（4）稱重，仔細地將慮膜由夾內(nèi)取出，將含塵一面向里折2～3折。一般情況下，慮膜先放在干燥器內(nèi)干燥30分鐘后在稱量，如慮膜表面有小水珠，則置于干燥箱內(nèi)。每隔30分鐘稱重一次，直到相鄰兩次稱重差不超過0.2mg。

（5）計算空氣中礦塵濃度。