任麗麗(呂梁市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗測試所， 山西 呂梁 033000)

光干涉式甲烷測定器維護應(yīng)用技術(shù)探討

任麗麗(呂梁市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗測試所， 山西 呂梁 033000)

甲烷可以作為燃料，也可以作為制造氫氣、炭黑等的原料，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，而作為一種無色無味且易燃易爆的氣體，無論是煤礦或油井存在的甲烷，還是在工業(yè)中的使用，都具有一定危險性，需要做好含量測定。本文就光干涉式甲烷測定器的維護應(yīng)用技術(shù)進行了探討。

光干涉式甲烷測定器；檢定原理；維護

光干涉式甲烷測定器是主要運用光干涉原理對甲烷含量進行測定的儀器設(shè)備，也稱光瓦，能夠高效準(zhǔn)確地測定出環(huán)境中甲烷、二氧化碳等氣體的濃度，為生產(chǎn)安全提供良好保障。

1 光干涉式甲烷測定器檢定原理

光干涉式甲烷測定器對甲烷含量的檢定采用的是壓力法，如果被檢測環(huán)境中不存在甲烷氣體，則測定器內(nèi)部的空氣室和甲烷室充入的全部是空氣，在折射率及光程完全相同的情況下，并不會導(dǎo)致測定器干涉條紋的移動；如果被檢測環(huán)境中有甲烷氣體，空氣室中依然充入空氣，甲烷室中則會由于甲烷的存在，形成混合氣體，折射率和光程產(chǎn)生相應(yīng)變化，繼而導(dǎo)致測定器干涉條紋的移動。干涉條紋移動的距離受空氣中甲烷含量(體積分?jǐn)?shù))的影響，因此，只需對移動距離進行準(zhǔn)確測量，就能得到空氣中甲烷氣體的體積分?jǐn)?shù)。

若在空氣室和甲烷室中充入空氣，同時適當(dāng)改變甲烷室壓力，則甲烷室內(nèi)部氣體折射率與光程同樣會產(chǎn)生變化，造成干涉條紋移動。在這種情況下，干涉條紋移動的距離受甲烷室壓力影響，兩者成比例關(guān)系。假定溫度條件固定，在干涉條紋移動距離相同的情況下，存在以下關(guān)系式：

式中：X對應(yīng)壓力p的體積分?jǐn)?shù)，%CH4；p環(huán)境溫度固定為t時，測定器甲烷體積分?jǐn)?shù)的對應(yīng)壓力，Pa；t為環(huán)境溫度，℃。對光干涉式甲烷測定器進行檢定環(huán)節(jié)，可結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)壓力計，對測定器甲烷室內(nèi)部壓力進行測量，然后利用上述公式，計算標(biāo)準(zhǔn)甲烷體積分?jǐn)?shù)，對比測定器顯示數(shù)值，以此判斷測定器的準(zhǔn)確性。

2 光干涉式甲烷測定器維護應(yīng)用技術(shù)

2.1 氣室維護

在測定器中，氣室是主要結(jié)構(gòu)，分為甲烷室和空氣室，必須確保密封嚴(yán)格，兩個氣室之間不會出現(xiàn)漏氣和串氣，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。如果在對測定器進行維護時，發(fā)現(xiàn)氣室漏氣或氣室不潔凈，可將氣室中的黑膠管和橡膠堵頭取下，去掉兩側(cè)擋片及包角，將平行玻璃取出放在酒精中浸泡。如果玻璃粘貼牢固，取出困難，可利用酒精燈在氣室一端加熱。待氣室內(nèi)的雜物完全清除后，使用吹灰球?qū)馐疫M行全面清潔，以棉球蘸酒精對氣室平面和分格框孔進行擦拭。手持氣室一端，將另一端放在酒精燈上加熱至100℃左右，涂抹氣室膠，同樣的方法將氣室兩端全部涂上氣室膠，然后對包角、擋片進行固定，從酒精中將平面玻璃取出，以酒精紗布擦拭，手持玻璃的非通光面，將其放到氣室分格框平面上施加一定壓力，然后推回包角與擋片，緊固螺釘。玻璃安裝完成后，還需要繼續(xù)將氣室一端放在酒精燈上加熱至80℃，以軟木棒適當(dāng)加壓，確保平行玻璃固定良好，氣室密封效果良好。

2.2 吸收管組維護

吸收管組在長期的使用過程中，可能會出現(xiàn)老化、破損、松動等，造成漏氣或堵塞，需要及時維護。吸收管組的維護主要是針對漏氣和堵塞。造成漏氣的原因有幾種，一是有機玻璃管或帶氣嘴螺帽損壞，需要及時更換；二是有機玻璃管端面不平整，可利用細砂紙磨平；三是橡膠墊圈變形或損壞，同樣需要及時更換。如果向管組施加壓力后水柱不下降，去掉橡膠堵頭后水柱依然不降或下降緩慢，則表明存在堵塞，需要做好疏通。對于棉花墊受潮干燥后形成硬塊導(dǎo)致的堵塞，應(yīng)該對棉花墊進行更換；對于藥品粉末過多導(dǎo)致的帶氣嘴螺蓋堵塞，需要對藥品進行更換，同時做好帶氣嘴螺蓋的清理。

2.3 光路維護

光路維護可分為兩個步驟，一是光學(xué)組件清理，以酒精棉球擦拭為主，對于目鏡組，需要先拆卸后清洗，如果發(fā)現(xiàn)其中存在擦痕、氣泡或灰塵，則需要在酒精中浸泡，嚴(yán)重時應(yīng)該對組件進行更換；二是光條紋處理，待所有光學(xué)組件固定后進行測試，如果發(fā)現(xiàn)目鏡組光不清晰甚至無光，應(yīng)該進行光條紋校正或找光。在實際操作中，需要先拆下氣室組，為找光提供方便，然后確保燈絲與聚光孔平行，確保光線可通過聚光鏡投射到折光棱鏡或平面鏡上。然后，在折光棱鏡上放一張大小相同的硬紙條，適當(dāng)調(diào)整位置，使得光束正對折光棱鏡中間偏右，也可以使光束中界點處于折光棱鏡豎向中心位置，偏右側(cè)1/3處，對燈泡進行固定。在這種情況下，光線可經(jīng)平面鏡-折光棱鏡-平面鏡-反光棱鏡-物鏡后，投射到目鏡組視場的中間位置。去掉白紙，若光線左右偏移，可調(diào)節(jié)反光棱鏡，若光線上下偏移，可調(diào)節(jié)觸動螺桿，保證干涉條紋黑、亮、窄、細。如果發(fā)現(xiàn)燈泡表面出現(xiàn)暈圈，則需及時進行更換，平面鏡與折光棱鏡表面瑕疵會對干涉條紋造成影響，一旦確定也應(yīng)進行更換。

2.4 鏡片組清洗

鏡片組的清洗包括平面鏡組和折光鏡組的清洗。平面鏡組的清洗，需要取下平面鏡上的兩個螺釘，去掉壓板、墊片及下側(cè)面擋片，然后取出平面鏡，以鉛筆或水筆做好標(biāo)記，以區(qū)分正反面。利用棉球蘸酒精對平面鏡干涉面進行擦拭，然后再以干紗布擦拭。在平面鏡后表面鍍有一層銀，外部涂刷保護漆，會受到酒精的侵蝕和破壞，因此在清洗過程中，平面鏡背面只需要利用干布擦拭即可。擦拭完成后，依照順序，將平面鏡組裝回，做好固定和檢驗，避免安裝不當(dāng)影響設(shè)備正常工作。折光棱鏡組的清洗，同樣需要擰下螺釘，取下壓板、墊片及側(cè)面擋板，取出折光棱鏡后做好標(biāo)記。以拇指和食指或拇指和中指捏住折光棱鏡上下表面，利用干凈紗布依次對折光棱鏡左右面進行擦拭，擦拭過程中應(yīng)避免留下指紋。待底座擦拭干凈后，將折光棱鏡依照相應(yīng)順序安裝固定，做好檢驗。

2.5 電路維護

光干涉式甲烷測定器類型眾多，不過電路部分基本一致，都包括了電池組電源、光源、開關(guān)和測微器照明等。比較常見的電路故障包括短路、接觸不良等，體現(xiàn)在燈泡上，主要為常亮、不亮、亮度差等，需要做好必要的維護。

(1)燈泡常亮：造成這種現(xiàn)象的原因，一般是開關(guān)彈簧彈片質(zhì)量差，彈性低，或被雜物卡住，導(dǎo)致彈簧無法正常彈起，要求工作人員對微動開關(guān)及開關(guān)彈簧等進行檢查，清除雜物或?qū)椈蛇M行更換。

(2)燈泡不亮：首先需要對電路進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)電路完好，則可能存在的原因有兩個，一是電池組發(fā)熱，導(dǎo)致電池接觸片彈簧卡片短路，電壓下降；二是部分電路存在虛焊或開路問題，接觸不良。對此，工作人員應(yīng)該做好全面細致的檢查，找出問題的根源，做好必要的處理，以保證設(shè)備正常運行。

(3)燈泡亮度差：造成燈泡亮度差的原因，一是焊接質(zhì)量問題，存在虛焊和假焊的情況，需要逐一對焊點進行排查和處理；二是燈泡質(zhì)量不合格，亮度無法達到要求，應(yīng)該對燈泡進行更換；三是電池電壓不足，需要及時更換電池；四是電路連接點在外界因素影響下產(chǎn)生氧化，導(dǎo)致電阻增大，電壓下降?？梢允褂眉毶凹?，對銹蝕和氧化層進行打磨，降低電阻。

(4)燈泡由亮轉(zhuǎn)暗，然后熄滅：分析原因，一是導(dǎo)線絕緣層破裂、損壞，引發(fā)搭鐵斷路，造成燈泡燒毀，需要首先檢查導(dǎo)線，找出破裂位置進行修補處理，然后更換燈泡；二是電源絕緣墊圈位置不正，或存在受潮、破裂等問題，絕緣性能下降，引發(fā)短路問題，要求維護人員對絕緣墊圈進行重新安裝或更換；三是焊點搭鐵斷路，導(dǎo)致電壓急速下降，燈泡變暗或熄滅。在短路電流偏大的情況下，甚至可能導(dǎo)致電池溶液溢出，引發(fā)更加嚴(yán)重的后果。對此，維護人員需要做好焊點檢查及處理，從根源上消除故障。在更換燈泡或其它配件時，需要確保與測定器規(guī)格一致。

3 結(jié)語

總而言之，光干涉式甲烷測定器能夠?qū)淄楹窟M行準(zhǔn)確測定，為生產(chǎn)安全提供良好保障。做好維護和應(yīng)用，是確保測定器功能充分發(fā)揮的基礎(chǔ)和前提，必須受到操作人員的重視，在日常使用和管理中要妥善保管、合理使用，定期維護，提升測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[1]趙曉玲.光干涉式甲烷測定器的簡單調(diào)修[J].中國計量，2017,(4)：118-119.

[2]趙銀翔.淺析光干涉式甲烷測定器的常見故障排除與維護[J].經(jīng)貿(mào)實踐，2017,(8)：277.

[3]唐瓚.光干涉甲烷測定器檢定儀[J].電子世界，2015,(13)：135-136.