煤礦用激光甲烷傳感器檢定規(guī)程

煤礦用激光甲烷傳感器檢定規(guī)程1范疇本規(guī)程合用于煤礦井下使用的量程為(0～100)%CH42引用文獻(xiàn)本規(guī)程引用下列文獻(xiàn)：JJF1001-《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》JJF1094-《測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定》AQ6211-《煤礦用非色散紅外甲烷傳感器》MT209-1990《煤礦通訊、檢測(cè)、控制用電工、電子產(chǎn)品通用技術(shù)規(guī)定》使用本規(guī)程時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。3概述傳感器是由激光光譜吸取原理來(lái)測(cè)量甲烷濃度。傳感器重要由激光探頭、電子部件和顯示部分等構(gòu)成。工作時(shí)，被測(cè)環(huán)境中的甲烷以擴(kuò)散方式與激光探頭接觸，將甲烷濃度值轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后通過(guò)電子部件解決，并顯示甲烷濃度值和輸出對(duì)應(yīng)于甲烷濃度值的電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)甲烷含量的檢測(cè)與報(bào)警。當(dāng)甲烷濃度達(dá)成報(bào)警設(shè)定點(diǎn)時(shí)，傳感器發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。傳感器按用途可分為環(huán)境檢測(cè)類(lèi)和瓦斯抽放管道檢測(cè)類(lèi)。4計(jì)量性能規(guī)定4.1示值誤差:傳感器的示值誤差應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1傳感器的示值誤差限值測(cè)量段，X（%CH4示值誤差絕對(duì)誤差（%CH4相對(duì)誤差（%）0＜X≤1±0.06——1＜X≤100——±64.2重復(fù)性不不不大于1%。4.3響應(yīng)時(shí)間環(huán)境檢測(cè)類(lèi)不不不大于25s，瓦斯抽放管道檢測(cè)類(lèi)不不不大于50s。4.4漂移零點(diǎn)漂移：±0.04%CH4，量程漂移：±2.0%CH4.5報(bào)警誤差傳感器應(yīng)含有報(bào)警功效，環(huán)境檢測(cè)類(lèi)傳感器為超上限報(bào)警，并在(0≤X＜5)%CH4范疇內(nèi)可任意設(shè)立報(bào)警點(diǎn)，報(bào)警顯示值與設(shè)定值的差值應(yīng)不超出±0.05%CH4。瓦斯抽放管道檢測(cè)類(lèi)傳感器為超下限報(bào)警，并在(25＜X≤35)%CH4范疇內(nèi)可任意設(shè)立報(bào)警點(diǎn)，報(bào)警顯示值與設(shè)定值的差值應(yīng)不超出±4.6報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度及信號(hào)報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度在距其1m遠(yuǎn)處的聲響信號(hào)的聲壓級(jí)應(yīng)不不大于80dB(A)；報(bào)警光信號(hào)應(yīng)能在黑暗環(huán)境20m處清晰可見(jiàn)。4.7信號(hào)傳輸誤差傳感器使用單芯截面積為1.5mm2的銅芯電纜或者模擬電纜時(shí)，其傳輸距離應(yīng)不不大于2km，顯示值與輸出信號(hào)值（換算為甲烷濃度值）的誤差應(yīng)符合4.1的規(guī)定。5通用技術(shù)規(guī)定5.1外觀與構(gòu)造5.1.1傳感器的顯示屏應(yīng)清晰完整，各機(jī)械調(diào)節(jié)部件應(yīng)能正常動(dòng)作，各結(jié)實(shí)件無(wú)松動(dòng)。5.1.2傳感器不應(yīng)有影響其正常工作的外觀損傷，新制造的涂層不應(yīng)有明顯顏色不勻和剝落，各部件接合處應(yīng)平整。5.1.3傳感器的輸出線(xiàn)纜、遙控器等附件應(yīng)齊全，并附有使用闡明書(shū)。5.2標(biāo)志與標(biāo)記傳感器應(yīng)標(biāo)明制造單位、儀器名稱(chēng)、型號(hào)及編號(hào)、制造日期、防爆標(biāo)志及編號(hào)、煤礦安全標(biāo)志及編號(hào)和其它法制管理規(guī)定的標(biāo)志。5.3通電檢查傳感器各插接件接頭無(wú)松動(dòng)，各操作鍵功效運(yùn)行正常；顯示清晰、完整并保持穩(wěn)定；含有遙控調(diào)校功效且應(yīng)能正常設(shè)立。5.4絕緣電阻傳感器本安端與外殼之間其絕緣電阻應(yīng)不不大于50MΩ。6計(jì)量器具控制計(jì)量器具控制涉及：初次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。6.1檢定條件6.1.1檢定環(huán)境條件6.1.1.1環(huán)境溫度：（20±5）℃6.1.1.2相對(duì)濕度：（45～75）%6.1.1.3應(yīng)無(wú)影響傳感器正常工作的氣體和電磁場(chǎng)干擾。6.1.2檢定用設(shè)備6.1.2.1檢定用氣體原則物質(zhì)應(yīng)采用經(jīng)國(guó)家計(jì)量部門(mén)考核認(rèn)證的單位提供的氮?dú)庵屑淄闅怏w原則物質(zhì)，其擴(kuò)展不擬定度不不不大于2%，=2。傳感器檢定所用原則氣體應(yīng)符合表2規(guī)定。表2檢定項(xiàng)目及所用對(duì)應(yīng)原則氣體檢定項(xiàng)目氮?dú)庵屑淄闅怏w濃度取值范疇（%CH4示值誤差0.50；3.50；9.00；35.0；85.0重復(fù)性85.0響應(yīng)時(shí)間20.0報(bào)警誤差1.20（環(huán)境檢測(cè)類(lèi)）；32.0（瓦斯抽放管道檢測(cè)類(lèi)）漂移85.0信號(hào)傳輸誤差0.5；3.50；9.00；35.0；85.0注：原則氣樣值與原則氣樣標(biāo)稱(chēng)值的允許偏離應(yīng)不超出±10%。6.1.2.2零點(diǎn)氣體清潔空氣。6.1.2.3流量計(jì)流量范疇為(60～600)mL/min；精確度等級(jí)不低于4.0級(jí)。6.1.2.4頻率計(jì)頻率范疇(0～1000)kHz；精確度級(jí)別不低于2.5級(jí)。6.1.2.5聲級(jí)計(jì)測(cè)量范疇為(30～130)dB(A)；分辨力：不低于0.1dB。6.1.2.6鋼卷尺測(cè)量范疇為(0～30)m；分辨力：不低于1mm。6.1.2.7秒表分辨力不低于0.01s。6.1.2.8絕緣電阻表輸出電壓500V；精確度等級(jí)：不低于10.0級(jí)；量程不低于（0～500）MΩ。6.1.2.9直流穩(wěn)壓電源輸出電壓(0～30)V，輸出電流不不大于2A；精確度等級(jí)不低于0.2級(jí)。6.1.2.10直流電流表電流范疇(0～500)mA，精確度等級(jí)不低于0.5級(jí)。6.1.2.11模擬電纜(2km)直流電阻：12.8Ω/km；分布電容：0.06μF/km；分布電感：0.8mH/km。詳情見(jiàn)附錄A6.2檢定項(xiàng)目檢定項(xiàng)目如表3所示。表3檢定項(xiàng)目一覽表序號(hào)檢定項(xiàng)目初次檢定后續(xù)檢定使用中檢查1外觀與構(gòu)造＋＋＋2標(biāo)志與標(biāo)記＋＋＋3通電檢查＋＋＋4示值誤差＋＋＋5重復(fù)性＋＋－6響應(yīng)時(shí)間＋＋－7漂移＋＋－8報(bào)警誤差＋＋＋9報(bào)警聲強(qiáng)度及信號(hào)＋＋＋10信號(hào)傳輸誤差＋＋－11絕緣電阻＋＋－注：1“＋”為需要檢定項(xiàng)目；“－”為不需要檢定項(xiàng)目。2傳感器經(jīng)修理及更換重要部件后，應(yīng)按初次檢定規(guī)定進(jìn)行檢定。6.3檢定辦法6.3.1外觀與構(gòu)造用目察、手感方式按5.1規(guī)定逐條檢查。6.3.2標(biāo)志與標(biāo)記用目察方式按5.2規(guī)定逐條檢查。6.3.3通電檢查用目察、手感方式按5.3規(guī)定逐條檢查。6.3.4傳感器校準(zhǔn)接通電源，傳感器預(yù)熱時(shí)間不少于15分鐘，按闡明書(shū)規(guī)定的流量，用零點(diǎn)氣體校準(zhǔn)傳感器零點(diǎn)，穩(wěn)定后，按規(guī)定流量對(duì)傳感器通入甲烷濃度約為20.0%的原則氣體，通氣時(shí)間3min然后將傳感器顯示值調(diào)至與原則氣樣值一致（上述環(huán)節(jié)簡(jiǎn)稱(chēng)為校準(zhǔn)）。分別校準(zhǔn)3次，在此后的檢定過(guò)程中不得再次校準(zhǔn)。6.3.5示值誤差待傳感器零點(diǎn)在零點(diǎn)氣體中穩(wěn)定后，按規(guī)定流量，向傳感器分別依次通入表2中示值誤差項(xiàng)規(guī)定的原則氣體各3min，讀取傳感器的穩(wěn)定顯示值，重復(fù)3次，取其算術(shù)平均值為傳感器各點(diǎn)示值。按照式（1）、式（2）計(jì)算傳感器的示值誤差，示值誤差不超出表1的規(guī)定。?x=x-δ=x-x0式中：——示值的絕對(duì)誤差，%CH4；——示值的相對(duì)誤差；——三次示值的算術(shù)平均值，%CH4；——通入的氣體原則物質(zhì)濃度值，%CH4。6.3.6重復(fù)性待傳感器零點(diǎn)在零點(diǎn)氣體中穩(wěn)定后，按規(guī)定流量，傳感器通入甲烷濃度約為85.0%的原則氣體，待讀數(shù)穩(wěn)定后，統(tǒng)計(jì)傳感器顯示值，撤去原則氣體。在相似條件下，重復(fù)上述測(cè)量6次，重復(fù)性以單次測(cè)量的相對(duì)原則偏差表達(dá)，按照式（3）進(jìn)行計(jì)算。（3）式中：——單次測(cè)量的相對(duì)原則偏差；——6次示值的算術(shù)平均值，%CH4；——傳感器第i次的示值，%CH4；——測(cè)量次數(shù)。6.3.7響應(yīng)時(shí)間傳感器待其零點(diǎn)在零點(diǎn)氣體中穩(wěn)定后，按規(guī)定流量，通入甲烷濃度約為20.0%的原則氣體，讀取傳感器穩(wěn)定示值；用零點(diǎn)氣體清洗傳感器氣路后，再通入同一甲烷原則氣體，并同時(shí)啟動(dòng)秒表，待傳感器示值升至第一次示值的90%時(shí)止住秒表，此起止時(shí)間為響應(yīng)時(shí)間。重復(fù)測(cè)量3次，取3次測(cè)量值的算術(shù)平均值作為傳感器的響應(yīng)時(shí)間。6.3.8漂移通入零點(diǎn)氣體，統(tǒng)計(jì)傳感器穩(wěn)定示值A(chǔ)z0，然后向傳感器通入表2中漂移項(xiàng)規(guī)定的原則氣體，統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定示值A(chǔ)s0。持續(xù)運(yùn)行4h，每間隔1h重復(fù)上述環(huán)節(jié)一次，同時(shí)統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定示值A(chǔ)zi和Asi（i=1，2，3，4）。按照式（4）計(jì)算零點(diǎn)漂移，取絕對(duì)值最大的?zi為傳感器的零點(diǎn)漂移?z。?zi=Azi按照式（5）計(jì)算量程漂移，取絕對(duì)值最大的?si為傳感器的量程漂移?s。?si=A6.3.9信號(hào)傳輸誤差用直流穩(wěn)壓電源按傳感器闡明書(shū)規(guī)定的電壓為其供電，在傳感器信號(hào)輸出端接入2km單芯截面積為1.5mm2的銅芯電纜或者模擬電纜，在其末端接上對(duì)應(yīng)的信號(hào)測(cè)試設(shè)備，按規(guī)定流量，向傳感器分別依次通入表2中信號(hào)傳輸誤差項(xiàng)規(guī)定的原則氣體，待讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取對(duì)應(yīng)甲烷濃度輸出的電信號(hào)值。每濃度點(diǎn)重復(fù)測(cè)量3次。對(duì)于模擬信號(hào)按式（6）將電信號(hào)值換算成甲烷濃度值，對(duì)于數(shù)字信號(hào)按通信合同規(guī)定換算成甲烷濃度值，取其算術(shù)平均值為傳感器各點(diǎn)示值。按照式（1）、式（2）計(jì)算傳感器的輸出信號(hào)值的示值誤差，其示值誤差不超出表1的規(guī)定。G=(Gm-式中：Gm——輸出電信號(hào)上限對(duì)應(yīng)的甲烷濃度值，%CHG0——輸出電信號(hào)下限對(duì)應(yīng)的甲烷濃度值，%CH4Pm——輸出電信號(hào)上限標(biāo)稱(chēng)值，Hz或mAP0——輸出電信號(hào)下限標(biāo)稱(chēng)值，Hz或mAPi——檢測(cè)的輸出電信號(hào)值，Hz或mA；G——各點(diǎn)的輸出電信號(hào)換算的甲烷濃度值，%CH46.3.10報(bào)警誤差將環(huán)境檢測(cè)類(lèi)傳感器警報(bào)點(diǎn)設(shè)立在1.00%CH4上，瓦斯抽放管道檢測(cè)類(lèi)傳感器警報(bào)點(diǎn)設(shè)立在30.0%CH4上，待傳感器零點(diǎn)穩(wěn)定后，緩慢通入表2所規(guī)定原則氣體，讀取穩(wěn)定值持續(xù)三次，取其算術(shù)平均值為傳感器的報(bào)警值，按照式（?A=-A0式中：——報(bào)警誤差；A0——報(bào)警設(shè)定值——報(bào)警平均值。6.3.11報(bào)警聲強(qiáng)度及信號(hào)6.3.11.1報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度用聲級(jí)計(jì)測(cè)量，環(huán)境噪音應(yīng)不不不大于50dB（A）。將聲級(jí)計(jì)置于傳感器的報(bào)警聲響器軸心正前方1m處，重復(fù)測(cè)量3次，取其算術(shù)平均值為其報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度。6.3.11.2在黑暗環(huán)境中距傳感器20m處觀察傳感器的報(bào)警光信號(hào)。6.3.12絕緣電阻用絕緣電阻表分別測(cè)量其電源正極、負(fù)極、信號(hào)輸出端與其外殼裸露金屬件之間的絕緣電阻，取其最小值為傳感器的絕緣電阻值。6.4檢定成果的解決按本規(guī)程的規(guī)定和規(guī)定檢定合格的傳感器，發(fā)給檢定證書(shū)；檢定不合格的傳感器發(fā)給檢定成果告知書(shū)，并注明不合格項(xiàng)目。6.5檢定周期傳感器的檢定周期普通不超出一年。如果對(duì)傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)有懷疑、傳感器更換了影響計(jì)量性能或安全性能的重要部件和修理后應(yīng)及時(shí)送檢。

附錄A模擬電纜仿真電路技術(shù)規(guī)定模擬傳感器至測(cè)試設(shè)備傳輸距離的仿真電路應(yīng)符合下列規(guī)定：a)應(yīng)能模擬傳感器至測(cè)試設(shè)備的2km傳輸距離；b)仿真電路參數(shù)按直流電阻R=12.8Ω/km單芯、分布電感L=0.8mH/km單芯、分布電容C=0.06μF/km計(jì)算；c)用平衡均勻電路，每公里網(wǎng)絡(luò)應(yīng)符合圖A1規(guī)定，其中R為每公里環(huán)路電阻的1/4，L為每公里電感量的1/4，C為每公里分布電容量；d)每一段模擬網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度應(yīng)不不不大于1km，且不不不大于所傳輸信號(hào)最短波長(zhǎng)的1/16；e）仿真電路可根據(jù)需要由相等的兩部分構(gòu)成在一起。圖A1附錄B檢定證書(shū)內(nèi)頁(yè)格式檢定項(xiàng)目技術(shù)規(guī)定檢定成果外觀與構(gòu)造標(biāo)志與標(biāo)記通電檢查示值誤差重復(fù)性響應(yīng)時(shí)間漂移信號(hào)傳輸誤差報(bào)警誤差報(bào)警聲強(qiáng)度及信號(hào)絕緣電阻注：1檢定環(huán)境：溫度：相對(duì)濕度：2檢定根據(jù)：3檢定中使用的重要原則器：

附錄C檢定成果告知書(shū)內(nèi)頁(yè)格式檢定項(xiàng)目技術(shù)規(guī)定檢定成果外觀與構(gòu)造標(biāo)志與標(biāo)記通電檢查示值誤差重復(fù)性響應(yīng)時(shí)間漂移信號(hào)傳輸誤差報(bào)警誤差報(bào)警聲強(qiáng)度及信號(hào)絕緣電阻注：1檢定環(huán)境：溫度：相對(duì)濕度：2檢定根據(jù)：3檢定中使用的重要原則器：4不合格項(xiàng)目：附錄D煤礦用激光甲烷傳感器檢定原始統(tǒng)計(jì)共2頁(yè)第1頁(yè)證書(shū)編號(hào)：送檢單位：測(cè)量范疇：制造廠：型號(hào)名稱(chēng)：出廠編號(hào)：環(huán)境溫度：℃環(huán)境濕度：%RH氣體原則物質(zhì)的編號(hào)及擴(kuò)展不擬定度序號(hào)檢定項(xiàng)目檢定成果單項(xiàng)結(jié)論1外觀與構(gòu)造與否符合規(guī)程5.1的規(guī)定□是□否2標(biāo)志與標(biāo)記與否符合規(guī)程5.2的規(guī)定□是□否3通電檢查與否符合規(guī)程5.3的規(guī)定□是□否4示值誤差氣體原則物質(zhì)濃度值顯示值平均值示值誤差1235重復(fù)性氣體原則物質(zhì)濃度值顯示值重復(fù)性1234566響應(yīng)時(shí)間氣體原則物質(zhì)濃度值測(cè)量值平均值123

共2頁(yè)第2頁(yè)序號(hào)檢定項(xiàng)目檢定成果單項(xiàng)結(jié)論7漂移氣體原則物質(zhì)濃度值0h1h2h3h4h零點(diǎn)漂移量程漂移8信號(hào)傳輸誤差氣體標(biāo)準(zhǔn)