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引用文獻本規(guī)程引用下列文獻：JJF1001-《通用計量術語及定義》JJF1094-《測量儀器特性評定》AQ6211-《煤礦用非色散紅外甲烷傳感器》MT209-1990《煤礦通訊、檢測、控制用電工、電子產(chǎn)品通用技術規(guī)定》使用本規(guī)程時，應注意使用上述引用文獻的現(xiàn)行有效版本。3概述傳感器是由激光光譜吸取原理來測量甲烷濃度。傳感器重要由激光探頭、電子部件和顯示部分等構成。工作時，被測環(huán)境中的甲烷以擴散方式與激光探頭接觸，將甲烷濃度值轉換成電信號，然后通過電子部件解決，并顯示甲烷濃度值和輸出對應于甲烷濃度值的電信號，從而實現(xiàn)甲烷含量的檢測與報警。當甲烷濃度達成報警設定點時，傳感器發(fā)出聲、光報警信號。傳感器按用途可分為環(huán)境檢測類和瓦斯抽放管道檢測類。4計量性能規(guī)定4.1示值誤差:傳感器的示值誤差應符合表1的規(guī)定。表1傳感器的示值誤差限值測量段，X（%CH4示值誤差絕對誤差（%CH4相對誤差（%）0＜X≤1±0.06——1＜X≤100——±64.2重復性不不不大于1%。4.3響應時間環(huán)境檢測類不不不大于25s，瓦斯抽放管道檢測類不不不大于50s。4.4漂移零點漂移：±0.04%CH4，量程漂移：±2.0%CH4.5報警誤差傳感器應含有報警功效，環(huán)境檢測類傳感器為超上限報警，并在(0≤X＜5)%CH4范疇內可任意設立報警點，報警顯示值與設定值的差值應不超出±0.05%CH4。瓦斯抽放管道檢測類傳感器為超下限報警，并在(25＜X≤35)%CH4范疇內可任意設立報警點，報警顯示值與設定值的差值應不超出±4.6報警聲級強度及信號報警聲級強度在距其1m遠處的聲響信號的聲壓級應不不大于80dB(A)；報警光信號應能在黑暗環(huán)境20m處清晰可見。4.7信號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，其傳輸距離應不不大于2km，顯示值與輸出信號值（換算為甲烷濃度值）的誤差應符合4.1的規(guī)定。5通用技術規(guī)定5.1外觀與構造5.1.1傳感器的顯示屏應清晰完整，各機械調節(jié)部件應能正常動作，各結實件無松動。5.1.2傳感器不應有影響其正常工作的外觀損傷，新制造的涂層不應有明顯顏色不勻和剝落，各部件接合處應平整。5.1.3傳感器的輸出線纜、遙控器等附件應齊全，并附有使用闡明書。5.2標志與標記傳感器應標明制造單位、儀器名稱、型號及編號、制造日期、防爆標志及編號、煤礦安全標志及編號和其它法制管理規(guī)定的標志。5.3通電檢查傳感器各插接件接頭無松動，各操作鍵功效運行正常；顯示清晰、完整并保持穩(wěn)定；含有遙控調校功效且應能正常設立。5.4絕緣電阻傳感器本安端與外殼之間其絕緣電阻應不不大于50MΩ。6計量器具控制計量器具控制涉及：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相對濕度：（45～75）%6.1.1.3應無影響傳感器正常工作的氣體和電磁場干擾。6.1.2檢定用設備6.1.2.1檢定用氣體原則物質應采用經(jīng)國家計量部門考核認證的單位提供的氮氣中甲烷氣體原則物質，其擴展不擬定度不不不大于2%，=2。傳感器檢定所用原則氣體應符合表2規(guī)定。表2檢定項目及所用對應原則氣體檢定項目氮氣中甲烷氣體濃度取值范疇（%CH4示值誤差0.50；3.50；9.00；35.0；85.0重復性85.0響應時間20.0報警誤差1.20（環(huán)境檢測類）；32.0（瓦斯抽放管道檢測類）漂移85.0信號傳輸誤差0.5；3.50；9.00；35.0；85.0注：原則氣樣值與原則氣樣標稱值的允許偏離應不超出±10%。6.1.2.2零點氣體清潔空氣。6.1.2.3流量計流量范疇為(60～600)mL/min；精確度等級不低于4.0級。6.1.2.4頻率計頻率范疇(0～1000)kHz；精確度級別不低于2.5級。6.1.2.5聲級計測量范疇為(30～130)dB(A)；分辨力：不低于0.1dB。6.1.2.6鋼卷尺測量范疇為(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：不低于10.0級；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；精確度等級不低于0.2級。6.1.2.10直流電流表電流范疇(0～500)mA，精確度等級不低于0.5級。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。詳情見附錄A6.2檢定項目檢定項目如表3所示。表3檢定項目一覽表序號檢定項目初次檢定后續(xù)檢定使用中檢查1外觀與構造＋＋＋2標志與標記＋＋＋3通電檢查＋＋＋4示值誤差＋＋＋5重復性＋＋－6響應時間＋＋－7漂移＋＋－8報警誤差＋＋＋9報警聲強度及信號＋＋＋10信號傳輸誤差＋＋－11絕緣電阻＋＋－注：1“＋”為需要檢定項目；“－”為不需要檢定項目。2傳感器經(jīng)修理及更換重要部件后，應按初次檢定規(guī)定進行檢定。6.3檢定辦法6.3.1外觀與構造用目察、手感方式按5.1規(guī)定逐條檢查。6.3.2標志與標記用目察方式按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傳感器校準接通電源，傳感器預熱時間不少于15分鐘，按闡明書規(guī)定的流量，用零點氣體校準傳感器零點，穩(wěn)定后，按規(guī)定流量對傳感器通入甲烷濃度約為20.0%的原則氣體，通氣時間3min然后將傳感器顯示值調至與原則氣樣值一致（上述環(huán)節(jié)簡稱為校準）。分別校準3次，在此后的檢定過程中不得再次校準。6.3.5示值誤差待傳感器零點在零點氣體中穩(wěn)定后，按規(guī)定流量，向傳感器分別依次通入表2中示值誤差項規(guī)定的原則氣體各3min，讀取傳感器的穩(wěn)定顯示值，重復3次，取其算術平均值為傳感器各點示值。按照式（1）、式（2）計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：——示值的絕對誤差，%CH4；——示值的相對誤差；——三次示值的算術平均值，%CH4；——通入的氣體原則物質濃度值，%CH4。6.3.6重復性待傳感器零點在零點氣體中穩(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)計傳感器顯示值，撤去原則氣體。在相似條件下，重復上述測量6次，重復性以單次測量的相對原則偏差表達，按照式（3）進行計算。（3）式中：——單次測量的相對原則偏差；——6次示值的算術平均值，%CH4；——傳感器第i次的示值，%CH4；——測量次數(shù)。6.3.7響應時間傳感器待其零點在零點氣體中穩(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；用零點氣體清洗傳感器氣路后，再通入同一甲烷原則氣體，并同時啟動秒表，待傳感器示值升至第一次示值的90%時止住秒表，此起止時間為響應時間。重復測量3次，取3次測量值的算術平均值作為傳感器的響應時間。6.3.8漂移通入零點氣體，統(tǒng)計傳感器穩(wěn)定示值Az0，然后向傳感器通入表2中漂移項規(guī)定的原則氣體，統(tǒng)計穩(wěn)定示值As0。持續(xù)運行4h，每間隔1h重復上述環(huán)節(jié)一次，同時統(tǒng)計穩(wěn)定示值Azi和Asi（i=1，2，3，4）。按照式（4）計算零點漂移，取絕對值最大的?zi為傳感器的零點漂移?z。?zi=Azi按照式（5）計算量程漂移，取絕對值最大的?si為傳感器的量程漂移?s。?si=A6.3.9信號傳輸誤差用直流穩(wěn)壓電源按傳感器闡明書規(guī)定的電壓為其供電，在傳感器信號輸出端接入2km單芯截面積為1.5mm2的銅芯電纜或者模擬電纜，在其末端接上對應的信號測試設備，按規(guī)定流量，向傳感器分別依次通入表2中信號傳輸誤差項規(guī)定的原則氣體，待讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取對應甲烷濃度輸出的電信號值。每濃度點重復測量3次。對于模擬信號按式（6）將電信號值換算成甲烷濃度值，對于數(shù)字信號按通信合同規(guī)定換算成甲烷濃度值，取其算術平均值為傳感器各點示值。按照式（1）、式（2）計算傳感器的輸出信號值的示值誤差，其示值誤差不超出表1的規(guī)定。G=(Gm-式中：Gm——輸出電信號上限對應的甲烷濃度值，%CHG0——輸出電信號下限對應的甲烷濃度值，%CH4Pm——輸出電信號上限標稱值，Hz或mAP0——輸出電信號下限標稱值，Hz或mAPi——檢測的輸出電信號值，Hz或mA；G——各點的輸出電信號換算的甲烷濃度值，%CH46.3.10報警誤差將環(huán)境檢測類傳感器警報點設立在1.00%CH4上，瓦斯抽放管道檢測類傳感器警報點設立在30.0%CH4上，待傳感器零點穩(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，取其算術平均值為傳感器的報警值，按照式（?A=-A0式中：——報警誤差；A0——報警設定值——報警平均值。6.3.11報警聲強度及信號6.3.11.1報警聲級強度用聲級計測量，環(huán)境噪音應不不不大于50dB（A）。將聲級計置于傳感器的報警聲響器軸心正前方1m處，重復測量3次，取其算術平均值為其報警聲級強度。6.3.11.2在黑暗環(huán)境中距傳感器20m處觀察傳感器的報警光信號。6.3.12絕緣電阻用絕緣電阻表分別測量其電源正極、負極、信號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；檢定不合格的傳感器發(fā)給檢定成果告知書，并注明不合格項目。6.5檢定周期傳感器的檢定周期普通不超出一年。如果對傳感器的測量數(shù)據(jù)有懷疑、傳感器更換了影響計量性能或安全性能的重要部件和修理后應及時送檢。

附錄A模擬電纜仿真電路技術規(guī)定模擬傳感器至測試設備傳輸距離的仿真電路應符合下列規(guī)定：a)應能模擬傳感器至測試設備的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計算；c)用平衡均勻電路，每公里網(wǎng)絡應符合圖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)絡的長度應不不不大于1km，且不不不大于所傳輸信號最短波長的1/16；e）仿真電路可根據(jù)需要由相等的兩部分構成在一起。圖A1附錄B檢定證書內頁格式檢定項目技術規(guī)定檢定成果外觀與構造標志與標記通電檢查示值誤差重復性響應時間漂移信號傳輸誤差報警誤差報警聲強度及信號絕緣電阻注：1檢定環(huán)境：溫度：相對濕度：2檢定根據(jù)：3檢定中使用的重要原則器：

附錄C檢定成果告知書內頁格式檢定項目技術規(guī)定檢定成果外觀與構造標志與標記通電檢查示值誤差重復性響應時間漂移信號傳輸誤差報警誤差報警聲強度及信號絕緣電阻注：1檢定環(huán)境：溫度：相對濕度：2檢定根據(jù)：3檢定中使用的重要原則器：4不合格項目：附錄D煤礦用激光甲烷傳感器檢定原始統(tǒng)計共2頁第1頁證書編號：送檢單位：測量范疇：制造廠：型號名稱：出廠編號：環(huán)境溫度：℃環(huán)境濕度：%RH氣體原則物質的編號及擴展不擬定度序號檢定項目檢定成果單項結論1外觀與構造與否符合規(guī)程5.1的規(guī)定□是□否2標志與標記與否符合規(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濃度值顯示值平均值示值誤差1235重復性氣體原則物質濃度值顯示值重復性1234566響應時間氣體原則物質濃度值測量值平均值123

共2頁第2頁序號檢定項目檢定成果單項結論7漂移氣體原則物質濃度值0h1h2h3h4h零點漂移量程漂移8信號傳輸誤差氣體標準