当一定的工作电流通过检测元件（黑元件）时， 其表面即被加热到一定的温度，而这时当含有甲烷 的空气接触到检测元件表面时，便被催化燃烧，放 出的热量会使检测元件的温度升高，电阻值增加。 电桥就失去平衡，输出一定的电压。
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实验证明，在甲烷浓度低于4%的情况下，电桥 输出的电压与甲烷浓度基本上成直线关系，因此可 以通过测量电桥输出电压的大小测算出甲烷浓度的 数值；当甲烷浓度超过4%时，输出电压就不再与甲 烷浓度成正比关系，所以按这种原理制造的甲烷自 动检测报警仪只能测低浓度甲烷。
（2） 吸气装置的结构。吸气装置又称采样器， 实质上是一个取样唧筒，其结构如图6-4所示。
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第一节 矿井பைடு நூலகம்体检测仪器仪表
它是由铝合金管及气密性良好的活塞所组成。 抽取一次气样为50 mL，在活塞杆上有10等分刻度， 并标有吸入试样的毫升数。采样器的前端有个三通 阀，当三通阀把3平放时，是吸取气样位置，如果取 样地点采样器不便进入时，可在气样入孔1处接胶管 来取气；
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3.便携式一氧化碳测量报警仪的结构
便携式一氧化碳测量报警仪的结构如图6-7所示。 其外形为长方形，左上部为报警指示灯，右上部为 传感器。正面板左上方为蜂鸣器；中部为三位码显 示窗，仪器的右侧中部设有电源开关，下部有一 “关合”板，打开它可见调零和调整报警点电位器。 仪器的中下部设有调精度电压器，而在下方则设有 一节6F22型叠层方型电池。
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图6-3
检定管的结构
1—外壳；2—堵塞物；3—保护胶；4—隔离层；
5—指示胶；6—指示被测气体含量的刻度
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检定管由外壳、堵塞物、保护胶、隔离层及指 示胶等组成。其中外壳是用中性玻璃管加工而成。 堵塞物用的是玻璃丝布、防声棉或耐酸涤纶，它对 管内物质起固定作用。
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第一节 矿井气体检测仪器仪表
二、 便携式甲烷检测仪 便携式甲烷自动检测报警仪是一种携带式可连 续自动测定环境中甲烷浓度的全电子仪器，具有操 作方便、读数直观、工作可靠、体积小、重量轻、 维修方便等特点。
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1.热催化式（热效式）甲烷自动检测报警仪
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虚线表示的那一束光线经过甲烷室、折光棱镜5 再次经过甲烷室后也投射到平行平面镜上。这两束 光线经平行平面镜作用在b点汇合成“一束”光线， 实际上是这两束光线传播的路径发生了重叠而已。 这两束光线已成为相干光源，会形成干涉现象。
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3.红外线气体检测仪 红外线气体检测仪是一种可以灵活配置的单种 气体或多种气体检测仪，它可以配备氧气传感器、 可燃气传感器和任选2种有毒气体传感器或任选4种 有毒气体传感器或任选单种气体传感器。
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它具有非常清晰的大液晶显示屏以及声光报警 提示，保证在非常不利的工作环境下也可以检测危 险气体并及时提示操作人员预防。开机或需要时可 对显示、电池、传感器、声光报警功能自检。其技 术参数如表6-1所示。
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第一节 矿井气体检测仪器仪表
第六章 矿井气体检测仪器仪表及瓦斯监控系统
第一节 矿井气体检测仪器仪表 第二节 矿井瓦斯监控系统
复习思考题
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一、 光学甲烷检测仪 （一） 光学甲烷检测仪的用途 光学甲烷检测仪是煤矿井下使用最普遍的便携 式仪器之一，使用光学甲烷检测仪既可以测定甲烷 （瓦斯）浓度，又可以测定二氧化碳浓度。按其测 量瓦斯浓度的范围分为0%～10%（精度0.01%）和 0%～100%（精度0.1%）2种。
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光路系统主要零件的作用为：
① 光源灯泡是仪器光路系统的光源，其额定电 压为1.35 V，具有白色反光面的灯泡效果较好。 ② 聚光镜的作用是汇集光源发出的光，使其照 射范围变窄，亮度增强。
④ 折光棱镜的作用是将从空气室中射出的光线 经两次反射（每次反射折转90°）使其传播方向折转 180°而返回气室。 ⑤ 反射棱镜的作用是将光线转向90°，使其投 射到物镜上。
⑥ 物镜上的光屏用以改善干涉条纹的清晰度， 调节物镜前后的距离，可使干涉条纹在分划板上成 像清晰。
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例如，按工作原理可分为化学原理、定电位化 学原理、红外线吸收原理、催化燃烧原理、气敏半 导体原理、气相色谱原理等；按安装使用方式不同 可分为便携式和固定式2种。
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1.一氧化碳检定管的结构 该仪器用检定管检测井下空气的成分。它由检 定管和吸气装置2部分组成。 （1） 检定管的结构。检定管结构如图6-3所示。
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三、 一氧化碳检测仪
准确地测定一氧化碳浓度，是保证员工生命安 全和防止自然发火事故发生的有效手段。 （一） 一氧化碳检测仪的种类及结构 检测一氧化碳浓度的仪器种类很多，不同的分 类方法可以分成不同的种类。
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当甲烷室中充入含有甲烷的气体时，干涉条纹 就会发生位移（因为甲烷相对于空气来说是光密介 质，折射率大，会使通过甲烷室那束光线的光程增 大），其位移量与甲烷室的甲烷浓度成正比，利用 特制的分划板就可以将干涉条纹的位移量换算成甲 烷室的甲烷浓度。
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2.热导式甲烷自动检测报警仪
热导式甲烷自动检测报警仪与热催化式甲烷自 动检测报警仪的构造基本相同，也是由传感器、电 源、放大电路、显示及报警电路组成，区别在于两 种仪器的传感器工作原理不同。
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热导式传感器是根据矿井空气的导热系数随空 气中甲烷含量不同成一定规律变化这一性质测量甲 烷浓度的。这种甲烷自动检测报警仪可以检定高浓 度甲烷。
① 气室中的甲烷室用于存贮所采气样，空气室 则用于存贮新鲜空气。
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② 水分吸收管内装有硅胶，并与仪器的进气管 相连通，其作用是对通过吸收管的气体进行干燥， 使水蒸气不能进入甲烷室，能预防仪器故障并使测 值准确。
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三通阀把3处于垂直位置时，可将吸入气筒的气 样通过检定管插孔2压入检定管；而三通阀把3处于 45°位置时，三通阀为关闭状态。
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2.一氧化碳测量仪的结构 一氧化碳测量仪外形呈扁长方体，外壳采用高 强度工程塑料制成。测量仪壳体与后盖之间通过4个 专用沉头螺钉连接成一体。其结构如图6-5所示，气 路的连接如图6-6所示。
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当这两束光线经折射棱镜6（作用是将光线转向 90°）投射到物镜7上时，通过目镜11和物镜7等组 成的望远镜系统就可看到在物镜7的焦平面上产生的 干涉条纹，（白色光特有的干涉条纹，又称光谱）。
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干涉条纹由红、绿、黄、黑4种条纹组成，成一 定规律分布，其中有两条黑纹比较清楚，左边那一 条常被用作黑基准线。如果在仪器的空气室和甲烷 室里都充入同样密度的新鲜空气，并利用分划板和 所选的基准线记下这时的干涉条纹的位置，
⑦ 物镜和目镜等组成目镜组，该组主要起放大 作用，使分划板和干涉条纹便于观察。当分划板刻 度线和数字不清晰时，可利用目镜进行调节；干涉 条纹不清晰时，有时也可利用目镜组进行调节。
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（3） 电路系统。光学甲烷检测仪的电路系统 主要由干电池12（1节1号干电池）、光源灯泡16、 微读数电门7和光源电门8等组成。
热催化式（热效式）甲烷自动检测报警仪主要 由传感器、电源、放大电路、报警电路、显示电路 等部分构成。其中，黑元件是传感器，白元件是补 偿元件，是仪器的主要部分；黑、白两个元件分别 接在一个电桥的两个相邻桥臂上，而电桥的另外两 个桥臂被分别接入适当电阻，共同组成测量电桥。
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气路、光路和电路三大系统是光学甲烷检测仪 的主要组成部分，除此之外，光学甲烷检测仪还包 括测微组件和主调螺旋等部件。测微组件主要由测 微玻璃、微读数盘、微调螺旋、照明灯泡等组成， 其作用是为了提高读数精度。
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（二） 光学甲烷检测仪的构造及工作原理