3.2.2. Интерферометр шахтный ши-10 (ши-11)
Интерферометр шахтный типа ШИ-10 представляет собой переносной прибор для определения концентраций метана CH4 и углекислого газа СО2 в рудничном воздухе шахт. Этот прибор также применяется для определения концентрации CH4 и СО2 в колодцах и загазованных помещениях.
Действие прибора основано на использовании явления интерференции световых лучей, возникающих при отражении их от наклонной поверхности, а также измерении смещения интерференционной картины, происходящего вследствие изменения преломления света при прохождении света через чистый и загазованный воздух.
Внутри прибора имеются оптическое и газовое отделения.
В оптическую схему входят: лампа накаливания, плоскопараллельная пластина (зеркало), газовоздушная камера, имеющая три полости, призмы, объектив и окуляр.
Газовоздушное отделение имеет: распределительный кран, для изменения потока воздуха на измерение CH4 и СО2 ; поглотительный патрон для поглощения паров воды силикагелем и для поглощения углекислого газа химическим поглотителем известковым (ХПИ); газовая полость и воздушные полости газовоздушной камеры; резиновая груша; соединительные трубки.
Световой пучок, попадая на зеркало, разделяется на два луча. Оба луча, пройдя камеры с чистым и загазованным воздухом, попадают опять на зеркало и сходятся в один световой пучок. Если камеры 1 и 2 заполнены чистым воздухом, то смешения интерференционной картины не будет. Если камеры 1 и 2 заполнены разными газовыми смесями, то картина смещается пропорционально разности показателей плотности этих сред.
Перед измерением необходимо проверить установку нуля на шкале, для этого переключатель нужно повернуть в положение «К» (контроль) и нажав кнопку подсветки посмотреть в окуляр. Левая черная полоска интерференционной картины должна быть на нуле шкалы. Установка нуля осуществляется вращением микровинта.
При измерении концентрации газов СО2 или CH4 необходимо переключатель поставить в положение «И» (измерение) и сделать пять – шесть качков грушей. Отсчет производится по положению левой черной полоске интерференционной картины. Шкала имеет диапазон измерения от 0 до 6 %. Цена деления 0,25 %. Просасывание исследуемого воздуха происходит с помощью груши.
При установке распределительного крана в положение CH4 исследуемый воздух проходит через химический поглотитель и очищается от СО2 , затем проходит через силикагель и очищается от паров влаги и поступает в измерительную камеру.
При установке крана в положение СО2 исследуемый воздух проходит только через силикагель и поэтому измеряется суммарная концентрация СО2 + CH4 . Путь воздуха показан на рисунке 3.1.
путь воздуха 6 – 3 – 4 – 5
2 – колонка с ХПИ; 3 – поглотитель влаги (силикагель);
4 – газовоздушная камера; 5 – резиновая груша
Рисунок 3.1 – Интерферометр ШИ-10
При определении концентрации СО2 в воздухе интерферометром ШИ–10 (если в воздухе содержатся СО2 и СН4 ) нужно измерить концентрацию СН4 , затем СО2 + СН4 , и вычислить разность второго и первого замеров.
Интерферометр ШИ-11 отличается от ШИ-10 тем, что имеет механизм автоматического возврата переключателя газовоздушной камеры: кнопка отпущена – контроль «0» шкалы, кнопка нажата - измерение концентрации газа.