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]

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]

Interferometr má tyto části:

• okulár s krytkou
• vstup ovzduší přes prachový filtr přímo do plynové komory
• tlačítko osvětlení stupnice
• vstup ovzduší přes pohlcovač s natronovým vápnem (slouží k absorpci oxidu uhličitého - CO₂ a jiných kyselých plynů) a sušidlem (Silikagel)
• pryžový sací balónek s hadičkou
• předřadný pohlcovač plněný natronovým vápnem

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

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

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]

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]

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]

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]

• 
  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

• 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.

• Harmonikový nasávač (Detektor)

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Důlní interferometr na Wikimedia Commons
• Pracovní pravidla pro používání interferometrů DI 2 a DI 2C Archivováno 22. 3. 2020 na Wayback Machine.
• Páni záchranáři, umíte ještě měřit interferometrem?
• Nový důlní interferometr
• I nterferometr Zeiss M10
• První interferometr v dole
• Interferometry v OKR
• Důlní ovzduší a metody jeho měření.
• Chov kanárů měl ryze praktický důvod: nejlépe cítili plyn.