Důlní interferometr

Důlní interferometr je optický, přenosný, měřicí přístroj určený k zjišťování množství metanu a orientačnímu zjišťování množství oxidu uhličitého v důlním ovzduší a na povrchových pracovištích po dobu jedné směny (8 hodin).[1][2][3]

Interferometr DI - 2

Historie

Od roku 1961 byly doly OKR postupně vybavovány důlními přenosnými metanoměry - interferometry, které nahradily dříve používané živé kanárky a následně benzínové lampy. Téměř polovina byla dovezena ze SSSR a ostatní byly vyrobeny v Závodech průmyslové automatizace v Praze. Sovětské přístroje měly označení ŠI 3 a československé DI-1 a DI-1C. V roce 1964 byly tyto interferometry nahrazeny přístroji s označením DI 2 a DI 2C, které se používají i nyní. Ve výjezdu zásahových jednotek OKD, HBZS je interferometr z bezpečnostních důvodu upraven tak, že vnitřní pohlcovač je naplněn jen sušidlem (silikagel) a proto vždy měříme přímo jen směs (CH4 + CO2). Mezi uživatelé patří banští záchranáři, techničtí pracovníci a někdy i pověření vedoucí pracovní skupiny.[1][2] V současnosti (2020) HBZS Most používá 23 kusů DI 2[4], HBZS Ostrava používá 13 kusů DI 2 a 9 kusů DI 2C, Diamo Odra 30 kusů DI 2 a 10 kusů DI 2C.[5]

Popis přístroje

Interferometr má tyto části:

Interferometr DI – 2 (obal hnědý) měří do 10 % objemu v ovzduší.

Interferometrů DI – 2C (obal červený) měří do 100 % objemu v ovzduší.

Princip Interferometru

Interferometr pracuje tak, že určuje koncentraci plynů nepřímo tím, že srovnává co do optické lámavosti (index lomu) čistý vzduch s ovzduším měřeným. Využívá principu založeného na interferenci světla. Optická část přístroje vytvoří interfereční obraz, který se přenese na světlém pozadí, kde jsou dva černé proužky a po stranách proužky barevné. Za orientační obvykle považujeme černý proužek, který v čistém ovzduší ukazuje 0%. Při nasátí ovzduší s měřeným plynem (ovzduší o jiném indexu lomu) se celý interferenční obraz vychýlí vpravo na stupnici, která je dělená v %. Poloha levého černého proužku interfernčního obrazu udává naměřenou hodnotu. S interferometrem lze provést měření jen z jednoho bodu.[1][2]

Postup měření

Každý uživatel musí být řádně přezkoušen z používání indikační a detekční techniky a každé dva roky musí být přezkoušen. Při převzetí přístroje si musí uživatel u výdejny překontrolovat polohu černého proužku interferenčního obrazu, který musí být přesně v poloze "0" a zkontrolovat těsnost plynové cesty (uzavře se nátrubek pro vstup ovzduší při měření metanu a stlačí se balónek, který se nesmí do jedné minuty vyrovnat).[1]

Měření obsahu metanu

Pokud chceme zjistit obsah metanu v důlním ovzduší, zapojíme balónek na horní nátrubek a pět krát stiskneme pryžový sací balónek. V interferometru prochází ovzduší přes vnitřní pohlcovač, kde se v natronovém vápně zachytí oxid uhličitý, případně další plyny kyselé povahy a v sušidle se zachytí vlhkost. Po stisknutí tlačítka osvětlení se podíváme do okuláru přístroje. Pokud byl v ovzduší přítomen metan, interferenční obraz se po stupnici posune v pravo. Poloha černého proužku udává koncentraci metanu.

Při měření v těžko dostupných místech, můžeme nasadit na nátrubek pro vstup ovzduší přes pohlcovač prodlužovací hadičku, nebo teleskopický nástavec, ale potom nasáváme tak dlouho, až je naměřená hodnota "stálá".

Pokud je v místě měření metanu v ovzduší více než 2 % oxidu uhličitého, musíme použít předřadný pohlcovač s natronovým vápnem.

Měření obsahu oxidu uhličitého

Pro orientační stanovení oxidu uhličitého je nutno provést dvě měření.

  1. Měření na směs metanu a oxidu uhličitého a to tak, že u interferometrů DI 2 a DI 2C přepojíme nasávací balónek s hadičkou z horního nátrubku na nátrubek spodní (otočíme směr nasávání). Vzdušniny nyní neprochází pohlcovačem s nátornovým vápnem a sušidlem, ale vstupují přes protiprašný filtr přímo do plynové komory. Provedeme pětkrát stlačení pryžového balónku a zase odečteme hodnotu.
  2. Ve stejném místě provedeme měření metanu.
  3. Obsah oxidu uhličitého se vypočte odečtením obsahu metanu od směsi.[1]

Interferenční skok

Při měření nad 6 % metanu u interferometru DI 2 a nad 60 % metanu u interferometru DI 2C, dojde k interferenčnímu skoku, který se projeví tím, že levý proužek bledne a ztrácí se v barevném poli stupnice. Přesto zůstává směrodatný pro odečítání.

Při chybném odečtení na druhém (levém) černém interferenčním proužku se dopustíme u interferometru DI 2 chyby + 2,2, % a u interferometru DI 2C chyby + 22 %.[1][2]

Technické parametry
Typ přístroje DI 2 DI 2C
Rozsah měření
CH4 Metan 0 - 10% 0 - 100%
CH4 + CO2 0 - 10% 0 - 100%
CO2 (bez CH4) 0 - 10% 0 - 100%
Přesnost měření +/- 0,3% +/- 3%
Přesnost odečtení 0,1% 1%
Hmotnost
Bez pouzdra 1,0 kg 1,0 kg
Pohotovostní 1,3 kg 1,3 kg
Výsledky měření zkreslují tyto plyny
1% H2 (Vodík) 0 - 1 % CH4
3,5 % CO (Oxid uhelnatý) 0 + 1% CH4
0,32 % C2H6 (Etan) 0 + 1% CH4
0,19 % C3H8 (Propan) 0 + 1% CH4
nedostatek O2 asi o 5 % 0 + 1% CH4

Další plyny, které se v dole mohou vyskytovat jako H2S (Sirovodík), SO2 (Oxid siřičitý) a NO + NO2 (Nitrózní plyny) se při měření metanu zachytí v pohlcovači (natronové vápno) a výsledek měření neovlivní.[1][2]

Záchranáři musí pamatovat i na to, že interferometr nevykazuje správné hodnoty v prostředí s obsahem plynů, které nezachytí filtr přístroje (vodík, vyšší uhlovodíky, oxid uhelnatý), nebo v prostředí s nedostatkem kyslíku. Také s ním nelze indikovat (měřit) v požárních zplodinách.[2]

Fotogalerie
  • Interferometr DI 2 s předřadným pohlcovačem
  • Interferometr DI 2C
  • Balónek přizpůsobený k odběru vzorku do plastové vzorkovnice (jen u výjezdových přístrojů HBZS Ostrava)
  • Starší typ Interferometru
  • Starší typ přístroje
  • Řez přístrojem
  • Souprava interferometru DI 2 s prodlužovacím nástavcem
  • Prodlužovací nástavec
  • Způsob měření s přístrojem
  • Odečtení naměřené hodnoty
  • Příprava nástavce před měřením
  • Měření

Odkazy

Reference
  1. Pracovní pravidla pro používání interferometrů DI 2 a DI 2C. www.hbzs-ov.cz [online]. HBZS Ostrava, 2004. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2020-03-22.
  2. FASTER, PETR. Báňské záchranářství I : kompendium pro báňské záchranáře. [s.l.]: Montanex Dostupné online. ISBN 80-7225-043-4, ISBN 978-80-7225-043-1. OCLC 320285270
  3. Uhelné hornictví v ostravsko-karvinském revíru. Ostrava: Anagram 564 s. Dostupné online. ISBN 80-7342-016-3, ISBN 978-80-7342-016-1. OCLC 56852489 S. 376.
  4. Výroční zpráva. hbzs.cz [online]. HBZS Most, 2019 [cit. 21.5.2020]. Dostupné online.
  5. Výroční zpráva. www.hbzs-ov.cz [online]. HBZS Ostrava, 2019 [cit. 21.5.2020]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2020-03-22.

Literatura
  • FASTER, Petr, Roman MAKARIUS a Václav POŠTA. Báňské záchranářství 1: kompendium pro báňského záchranáře, Ostrava: Montanex, 2000. ISBN 9788072252718
  • ZIELINSKA, Petra. Důlní ovzduší a metody jeho měření. Ostrava, 2018. Bakalářská práce. VYSOKÁ ŠKOLA BÁŃSKÁ - TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA. Vedoucí práce Ing. dalibor Surovka, Ph.D.

Související články

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.