1、实验二 矿尘浓度的测定一、实验目的学习并掌握矿井矿尘浓度的测定方法。二、实验仪器AZF 一 02 型粉尘采样器。三、实验原理粉尘采样器内有采样头（内装滤膜） 、 流量计（稳流电路） 、抽气泵、计时器（或可编 制自动计时控制电路）和电源等组成。以图所 示的AZF-02 型粉尘采样器为例子，采样时由微 电机带动薄膜泵运动，造成负压将含尘空气吸 入粉尘分离装置 1 ，分离后的呼吸性粉尘由滤 膜 2 收集。在气路中串联的转子流量计 4 指示 瞬间流量，稳流箱 5 将薄膜泵 6 产生的脉动气 流变为平稳气流，以减小流量误差和震动。与 采样时同步开始与停止的数码显示数字表示采样时间。根据采样流量、时间和滤
2、膜增重（收集的粉尘质量） ，即可算出测尘地点的平均粉尘浓度。四、实验方法和步骤1. 绝对质量浓度采样法（过滤式测尘）(1）采样前的准备A滤膜安装。先用镊子取下滤膜两面的夹衬纸，用万分之一的分析天平称取滤膜的初重 ml ，然后按滤膜的安装方法，安装好滤膜（直径为 40 mm 的滤膜用平辅安装法，直径为 75 mm 的滤膜用漏斗状安装法），放入采样头或滤膜盒内，同时对采样头或滤膜盒进行编号。 B选择采样头，用冲击式预捕集器，需在玻璃片上涂上硅油；用旋风式预捕集器时，需在下部底盒中放上滤膜。 C 对采样器充电。 (2）采样 A准备。采样前应选择所用的采样头，装上已称初重的滤膜夹，然后安装到仪器上。并
3、将顶盖拧紧，防止漏气。B采样。对于有定时器的采样器，应根据需要，通过键盘可在 0-99 min 任意预置采样时间。采样时间预置后，打开电源，显示为 00 ，再启动工作按钮，开始采样。同时调节采样流量，使采图 4-1AZF 一 02 型粉尘采样器结构及工作原理图1 一粉尘分离装置；2 一滤膜夹及滤膜；3 一采样头；4 一转子流 t 计；5 一稳流箱体； 6 一薄膜泵；7 一微电机；8 一控制电路样流量在 20 L/min ，只要时间到，仪器就自动停止。对于没有定时器的采样器，打开电源要同时记时，并调节流量到所需的流量。采样时间一到，立即停止计时。取下采样头中的滤膜夹放入原滤膜盒内，要注意样品的保
4、存。 C 记录。每次采样结束，用记录簿记下采样日期、采样地点、滤膜盒的编号、采样流量、采样时间、工序、工具类型与数量、采样地点的风速和风量、干湿温度、防尘措施等。 (3）采样后称重称重前，打开滤膜盒，置于干燥器中。两小时后用镊子小心将滤膜从滤膜盒中取出称重；称重后，放入干燥器中再干燥 30 min ，再称重。当相邻两次的质量差不超过 0.1 mg 时，取其最小值。但要注意，称采样前后的滤膜，应使用同一天平和祛码。（4）粉尘浓度的计算C（m 2m 1Qt）1000 （ 4-1-1 ）式中 C粉尘浓度, mgm 3；m1采样前的滤膜质量,mg； m2采样后的滤膜质量,mg；Q 采样流量, lmin
5、；t采样时间 , min 。2. 相对浓度测定法相对浓度测尘仪常又被称为快速直读式测尘仪。在煤矿使用最早的测尘仪是以带式滤膜采样和消光原理制成的光电煤尘测定仪，用其测定总煤尘浓度。此外还有两种原理相同的呼吸性粉尘测定仪：第一种测定石灰石、砂岩、页岩、煤的呼吸性粉尘浓度；第二种测定呼吸性水泥粉尘浓度。这些测尘仪现已少用，我国于 20 世纪 90 年代又研制成功以下几种测尘仪。（1） 射线测尘仪。 射线测尘仪，其结构如图 7-6-2 所示。它是利用测尘仪本身所具有的采样功能，以滤膜采集粉尘试样，然后旋转滤膜以提供空白滤膜。其原理是：当 射线源发出的 射线穿过粉尘时，一部分 射线被粉尘吸收，未被吸收
6、的 射线由 射线测定仪测出，由此可算出被吸收的 射线强度。根据 射线强度的变化而得出粉尘质量，以数字直接显示呼吸性粉尘或总粉尘浓度。该测尘仪的采样流量为 5L /min ，测量范围为 0.1300mg/m 3 。（2）高浓度测尘仪。该测尘仪是运用比尔-朗白定律的光电原理研制而成。其传感器结构如图 7-6-3 所示。由发光管 3 发出的光，通过煤尘云（凹形槽处）时光强度减弱，剩余光被光电二极管接收并转为电压输出，经放大输入到单片机，从而将透过煤尘云的光强转化为煤尘浓度。为了防止污染，在发光管和光电二极管前面安装保护窗。测尘仪的主要技术参数：测尘浓度为 8-150g/m ；误差为士 15 % ；显示（LED )3 位数字；工作时间为 8h 。图 4-2 传感器结构示意图1 一盖板；2 一主架；3 一发光管；4 一凸头镜；5 一光学玻璃；6 一插座；7 一光电二极管
