Интерферометр шахтный

Безопасность проведения горных работ требует постоянного контроля и измерения содержания в рудничном воздухе углекислого газа и метана. Для этих целей создан ряд приборов, от примитивной бензиновой предохранительной лампы до стационарных автоматических газоанализаторов непрерывного действия (АМТ-3, АМТ-3М), полуавтоматических переносных газоанализаторов (СМП-1, СШ-2) и переносных шахтных интерферометров типа ШИ-3, ШИ-5, ИГА (ШИ-6), ШИ-7 и ШИ-10. Шахтные интерферометры применяются также в химической, газовой^[2], нефтяной и других отраслях промышленности^[3], а также как устройства санитарно-гигиенического контроля^[4].

Шахтный интерферометр типа ШИ представляет собой видоизменённый интерферометр Жамена. Оптическая схема шахтного интерферометра ШИ-10 показана на рисунке. Здесь Л — лампа накаливания, К — конденсорная линза, З — полупрозрачное зеркало, в котором параллельный пучок света разлагается на два луча. Первый луч отражается от зеркала З и попадает в полости газовоздушной камеры, заполненные чистым атмосферным воздухом и, отражаясь от призм П и П₁ после двукратного прохождения по полостям 1 и 3 покидает камеру. Этот луч является опорным.

Второй луч света отражается от посеребрённой плоскости зеркала З и попадает в полость газовоздушной камеры 2, заполненной рудничным воздухом, и поле отражения от призм П и П₁ и четырёхкратного прохождения камеры 2 покидает её. Этот луч является предметным.

Покинув камеру, оба луча, опорный и предметный, сходятся в один световой пучок, попадающий на зеркало З₁ и под прямым углом направляется в объектив О_б. Пройдя через объектив пучок света сквозь щелевую диафрагму, оборудованную счётной шкалой Ш попадает в окуляр О_к, через который пользователь наблюдает интерференционную картину.

Ясно, что опорный и предметный лучи, проходя сквозь разные газовые среды, образуют интерференционную картину, характер которой пропорционален концентрации дополнительных, по сравнению с чистым атмосферным воздухом, газов (как правило, углекислого газа и метана). Величина смещения пропорциональна разности показателей преломления чистого атмосферного воздуха и рудного воздуха. Интерференционная картина представляет собой одну белую полосу с двумя чёрными, симметрично окрашенными краями. Первоначальное положение интерференционной картины фиксируется путём совмещения левой чёрной полосы с нулевой отметкой неподвижной шкалы, расположенной на дифрагме.

Шахтный интерферометр ШИ-10 используется при температурах окружающей среды от ${\displaystyle -10^{\circ }\div +40^{\circ }\,{\text{С}}}$ и атмосферном давлении ${\displaystyle 720-800}$ мм. рт. ст. Время измерений — одна минута, предел измеряемых концентраций — для метана 0 — 6 об. %, углекислого газа 0 — 6 об. %, при погрешности измерений при ${\displaystyle t=20^{\circ }{\text{С}}}$ и ${\displaystyle P=760}$ мм. рт. ст. равна ${\displaystyle \pm 0,2}$ об. %.