安全检测技术实验指导书
实验一 粉尘真密度的测定与分析
一、实验目的
粉尘真密度是研究粉尘运动规律的重要参数，也是测定粉尘粒度分布的依据。测定粉尘真密度对研究粉尘粒子的沉降规律、除尘器的设计都有重要意义。因此，制定煤矿粉尘真密度的测定方法标准对提高煤矿防尘效果、评价粉尘危害程度、除尘器的研究设计和提高除尘器产品质量有极大的现实意义。
粉尘真密度（dust true density）：单位体积无孔隙的粉尘质量。
二、实验内容
熟悉粉尘真密度测定的一般方法；掌握粉尘真密度测定的基本原理。
三、实验原理
粉尘真密度的测定是通过求出粉尘的真实体积进而计算出真密度，其方法是用液体置换法将粉尘颗粒
之间的空隙和外开孔孔隙的空气置换出来以获得粉尘的真实体积。根据阿基米德定律，计算粉尘真密度：
ρ=
式中：ρ——粉尘真密度，g/cm3； -ρ+--3213240 式（1）
m 1——装满液体比重瓶的质量，g ；
m 2——装半瓶液体的比重瓶的质量，g ；
m 3——装半瓶液体加粉尘的比重瓶的质量，g ；
m 4——装满液体、粉尘的比重瓶的质量，g ；
3ρ——液体密度，g/cm
四、实验材料及设备
4.1、实验材料
a) 比重瓶：25mL ；
b) 烧杯：25mL ；
c) 滴管：10mL ；
d) 温度计：0~50℃；
e ）漏斗；Φ50mm;
4.2、仪器设备
a) 天平：感量0.001g ；
b) 恒温水浴锅；
c) 抽气装置：真空度低于-0.09MPa 。
4.3、试样
用符合标准的筛孔为200μm 的试样筛筛分，将筛下粉尘干燥处理后备用。
五、实验步骤
1、洗净并烘干量筒。
2、将比重瓶注满液体，放人25℃恒温水浴锅中恒温20min ，恒温器的温度。
3、从恒温器中取出比重瓶，擦干外表面液迹，添满液体，称量液体和比重瓶的质量，计为m1。
4、将比重瓶中的液体倒出大约一半，称量此时液体和比重瓶的质量，计为m2；在比重瓶中装入备用粉尘试样约3~5g，称量此时液体、粉尘和比重瓶的质量，计为m3，并静止存放30min 。
5、将装有粉尘和液体的比重瓶放入抽气装置中，抽气20min ，并防止比重瓶中的气泡不要太大以免将粉尘带出，待比重瓶中的液体不冒泡后停止抽气。
6、取出比重瓶，将液体添至瓶颈，放入恒温器（步骤2中设定的温度）中恒温20min 。
7、从恒温器中取出比重瓶，擦干外表面液迹，添满液体，称量粉尘、液体和比重瓶的质量，计为m4。
六、实验结果处理
1、将实验过程中测得的m 1、m 2、m 3、m 4及 分别代入式（1）中，计算粉尘试样的真密度。
2、每个试样作两次平行测定，取其平均值作测定结果（同一试样测定的平行试样误差应不大于0.02g/cm3，否则重做）。
七、实验报告要求
1、实验名称、学生姓名、学号、班号和实验日期；
2、实验目的和要求；
3、实验原理；
4、实验仪器、设备与材料；
5、实验步骤；
6、实验数据记录和数据计算结果分析。
实验二 粉尘粒径分布的测定与分析
一、实验目的
1、熟悉激光粒度分析仪的原理、操作和应用技术；
2、掌握粉尘粒度的激光粒度分析方法。
二、实验内容
测定几种不同粉尘的粒径分布。
三、实验原理
激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。米氏散射理论表明，当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ，θ角的大小与颗粒的大小有关，颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小；颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的；大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的。进一步研究表明，散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样，测量不同角度上的散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。
Winner2000型激光粒度分析仪是采用信息光学原理，通过测量颗粒群的散射谱来分析其粒度分布。来自He-Ne 激光器的激光束经扩束、滤波、汇聚后照射到测量区，测量区中的待测颗粒群在激光的照射下产生散射谱。散射谱的强度及其空间分布与被测颗粒群的大小及分布有关，并被位于付里叶透镜后焦面上的光电探测器阵列所接收，转换成电信号后经放大和A/D转换经通讯口送入计算机，进行反演运算和数据处理后，即可给出被测颗粒群的大小、分布等参数，经屏幕显示或打印机打印输出。
Winner2000型激光粒度分析仪工作原理框图
激光粒度分析仪采用湿法分散技术，机械搅拌使样品均匀散开，超声高频震荡使团聚的颗粒充分分散，电磁循环泵使大小颗粒在整个循环系统中均匀分布，从而在根本上保证了宽分布样品测试的准确重复。
四、实验步骤
A 、测试前准备工作
1、开启激光粒度仪，预热10-15分钟；
2、准备工作结束后，加入适量的分散介质，反复开关循环泵排气泡完毕；
3、点击工具栏中的“背景测量”，显示背景视图，背景以稳定平滑为适宜，不在于有多高，只要平滑稳定不会影响测试结果。
B 、样品测试
1、背景测量累计10次以后，单击工具栏中的“联机测试”，显示联机测试视图。
2、在样品筒中加入适量被测样品及分散剂（有必要时），充分分散（超声、搅拌）。
3、充分分散后，根据样品的性质在超声开启或关闭状态下进入循环（浓度控制在1.0-3.0为宜）
4、测试稳定后，保存数据
5、保存一定量的数据后，结束保存，关闭视图。单击工具栏“断开”，断开连接
6、清洗------循环清洗粒度仪样品分散及循环系统至少三次。关闭粒度仪。
C 、数据处理及打印
去除不符合要求的数据，选中须参加平均的记录，单击工具栏“数据分析”，选中其中的“统计”或“平均”，进行统计或平均记录。
打印测试报告：在数据表中对要打印的数据进行双击，单击工具栏中“打印预览”，在显示的测试报告中，单击“文件”中的“导出”，将报告保存在需要的位置并打印。
保存文件，关闭W2000分析专家系统。
五、实验结果处理
测试结果以粒度分布数据表、分布曲线图、D 10、D 50、D 90等方式显示、打印和记录。
六、实验报告要求
1、实验名称、学生姓名、学号、班号和实验日期；
2、实验目的和要求；
3、实验原理；
4、实验仪器、设备与材料；
5、实验步骤；
6、实验数据记录和数据计算结果分析 。
七、实验注意事项
了解实验仪器结构及使用方法，严格按照操作过程进行实验，不要损坏仪器，注意仪器操作安全。
安全检测技术实验指导书
实验一 粉尘真密度的测定与分析
一、实验目的
粉尘真密度是研究粉尘运动规律的重要参数，也是测定粉尘粒度分布的依据。测定粉尘真密度对研究粉尘粒子的沉降规律、除尘器的设计都有重要意义。因此，制定煤矿粉尘真密度的测定方法标准对提高煤矿防尘效果、评价粉尘危害程度、除尘器的研究设计和提高除尘器产品质量有极大的现实意义。
粉尘真密度（dust true density）：单位体积无孔隙的粉尘质量。
二、实验内容
熟悉粉尘真密度测定的一般方法；掌握粉尘真密度测定的基本原理。
三、实验原理
粉尘真密度的测定是通过求出粉尘的真实体积进而计算出真密度，其方法是用液体置换法将粉尘颗粒
之间的空隙和外开孔孔隙的空气置换出来以获得粉尘的真实体积。根据阿基米德定律，计算粉尘真密度：
ρ=
式中：ρ——粉尘真密度，g/cm3； -ρ+--3213240 式（1）
m 1——装满液体比重瓶的质量，g ；
m 2——装半瓶液体的比重瓶的质量，g ；
m 3——装半瓶液体加粉尘的比重瓶的质量，g ；
m 4——装满液体、粉尘的比重瓶的质量，g ；
3ρ——液体密度，g/cm
四、实验材料及设备
4.1、实验材料
a) 比重瓶：25mL ；
b) 烧杯：25mL ；
c) 滴管：10mL ；
d) 温度计：0~50℃；
e ）漏斗；Φ50mm;
4.2、仪器设备
a) 天平：感量0.001g ；
b) 恒温水浴锅；
c) 抽气装置：真空度低于-0.09MPa 。
4.3、试样
用符合标准的筛孔为200μm 的试样筛筛分，将筛下粉尘干燥处理后备用。
五、实验步骤
1、洗净并烘干量筒。
2、将比重瓶注满液体，放人25℃恒温水浴锅中恒温20min ，恒温器的温度。
3、从恒温器中取出比重瓶，擦干外表面液迹，添满液体，称量液体和比重瓶的质量，计为m1。
4、将比重瓶中的液体倒出大约一半，称量此时液体和比重瓶的质量，计为m2；在比重瓶中装入备用粉尘试样约3~5g，称量此时液体、粉尘和比重瓶的质量，计为m3，并静止存放30min 。
5、将装有粉尘和液体的比重瓶放入抽气装置中，抽气20min ，并防止比重瓶中的气泡不要太大以免将粉尘带出，待比重瓶中的液体不冒泡后停止抽气。
6、取出比重瓶，将液体添至瓶颈，放入恒温器（步骤2中设定的温度）中恒温20min 。
7、从恒温器中取出比重瓶，擦干外表面液迹，添满液体，称量粉尘、液体和比重瓶的质量，计为m4。
六、实验结果处理
1、将实验过程中测得的m 1、m 2、m 3、m 4及 分别代入式（1）中，计算粉尘试样的真密度。
2、每个试样作两次平行测定，取其平均值作测定结果（同一试样测定的平行试样误差应不大于0.02g/cm3，否则重做）。
七、实验报告要求
1、实验名称、学生姓名、学号、班号和实验日期；
2、实验目的和要求；
3、实验原理；
4、实验仪器、设备与材料；
5、实验步骤；
6、实验数据记录和数据计算结果分析。
实验二 粉尘粒径分布的测定与分析
一、实验目的
1、熟悉激光粒度分析仪的原理、操作和应用技术；
2、掌握粉尘粒度的激光粒度分析方法。
二、实验内容
测定几种不同粉尘的粒径分布。
三、实验原理
激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。米氏散射理论表明，当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ，θ角的大小与颗粒的大小有关，颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小；颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的；大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的。进一步研究表明，散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样，测量不同角度上的散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。
Winner2000型激光粒度分析仪是采用信息光学原理，通过测量颗粒群的散射谱来分析其粒度分布。来自He-Ne 激光器的激光束经扩束、滤波、汇聚后照射到测量区，测量区中的待测颗粒群在激光的照射下产生散射谱。散射谱的强度及其空间分布与被测颗粒群的大小及分布有关，并被位于付里叶透镜后焦面上的光电探测器阵列所接收，转换成电信号后经放大和A/D转换经通讯口送入计算机，进行反演运算和数据处理后，即可给出被测颗粒群的大小、分布等参数，经屏幕显示或打印机打印输出。
Winner2000型激光粒度分析仪工作原理框图
激光粒度分析仪采用湿法分散技术，机械搅拌使样品均匀散开，超声高频震荡使团聚的颗粒充分分散，电磁循环泵使大小颗粒在整个循环系统中均匀分布，从而在根本上保证了宽分布样品测试的准确重复。
四、实验步骤
A 、测试前准备工作
1、开启激光粒度仪，预热10-15分钟；
2、准备工作结束后，加入适量的分散介质，反复开关循环泵排气泡完毕；
3、点击工具栏中的“背景测量”，显示背景视图，背景以稳定平滑为适宜，不在于有多高，只要平滑稳定不会影响测试结果。
B 、样品测试
1、背景测量累计10次以后，单击工具栏中的“联机测试”，显示联机测试视图。
2、在样品筒中加入适量被测样品及分散剂（有必要时），充分分散（超声、搅拌）。
3、充分分散后，根据样品的性质在超声开启或关闭状态下进入循环（浓度控制在1.0-3.0为宜）
4、测试稳定后，保存数据
5、保存一定量的数据后，结束保存，关闭视图。单击工具栏“断开”，断开连接
6、清洗------循环清洗粒度仪样品分散及循环系统至少三次。关闭粒度仪。
C 、数据处理及打印
去除不符合要求的数据，选中须参加平均的记录，单击工具栏“数据分析”，选中其中的“统计”或“平均”，进行统计或平均记录。
打印测试报告：在数据表中对要打印的数据进行双击，单击工具栏中“打印预览”，在显示的测试报告中，单击“文件”中的“导出”，将报告保存在需要的位置并打印。
保存文件，关闭W2000分析专家系统。
五、实验结果处理
测试结果以粒度分布数据表、分布曲线图、D 10、D 50、D 90等方式显示、打印和记录。
六、实验报告要求
1、实验名称、学生姓名、学号、班号和实验日期；
2、实验目的和要求；
3、实验原理；
4、实验仪器、设备与材料；
5、实验步骤；
6、实验数据记录和数据计算结果分析 。
七、实验注意事项
了解实验仪器结构及使用方法，严格按照操作过程进行实验，不要损坏仪器，注意仪器操作安全。