JJG 1138-2017煤礦用非色散紅外甲烷傳感器

中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程煤礦用非色散紅外甲烷傳感器2017-02-28發(fā)布I 1范圍 2概述 3計(jì)量性能要求 3.1示值誤差 3.2重復(fù)性 3.3響應(yīng)時(shí)間 3.4漂移 3.5信號(hào)傳輸誤差 4通用技術(shù)要求 4.1外觀與結(jié)構(gòu) 4.2標(biāo)志與標(biāo)識(shí) 4.3通電檢查 4.4報(bào)警功能及報(bào)警動(dòng)作值檢查 4.5絕緣電阻 5計(jì)量器具控制 5.1檢定條件 5.2檢定項(xiàng)目 5.3檢定方法 5.4檢定結(jié)果的處理 5.5檢定周期 附錄A仿真電路技術(shù)要求 附錄B煤礦用非色散紅外甲烷傳感器計(jì)量檢定原始記錄表 附錄C檢定證書/檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁(yè)格式 Ⅱ本規(guī)程為首次發(fā)布。1煤礦用非色散紅外甲烷傳感器檢定規(guī)程本規(guī)程適用于非色散紅外光譜吸收原理的煤礦用甲烷傳感器(以下簡(jiǎn)稱傳感器)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。傳感器用于連續(xù)檢測(cè)煤礦井下作業(yè)環(huán)境或瓦斯抽放管道中甲烷氣體的濃度。傳感器主要由檢測(cè)單元(氣室、紅外光源、紅外敏感元件等)、信號(hào)處理單元和顯示單元等組成，通過(guò)紅外吸收原理將甲烷氣體濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后經(jīng)信號(hào)處理單元處理，顯示甲烷濃度值并進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。傳感器采樣方式主要為擴(kuò)散式。傳感器按用途及測(cè)量范圍一般分為A、B、C三類：A類：用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，測(cè)量范圍：摩爾分?jǐn)?shù)0～10%;B類：用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，測(cè)量范圍：摩爾分?jǐn)?shù)0～100%;C類：用于瓦斯抽放管道監(jiān)測(cè)，測(cè)量范圍：摩爾分?jǐn)?shù)0～100%。3計(jì)量性能要求3.1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)量范圍最大允許誤差A(yù)類B類C類絕對(duì)誤差：士0.06%絕對(duì)誤差：±0.06%絕對(duì)誤差：士0.07%相對(duì)誤差：±6%相對(duì)誤差：±6%相對(duì)誤差：±7%相對(duì)誤差：±6%相對(duì)誤差：±7%注：x為甲烷的摩爾分?jǐn)?shù)。重復(fù)性不大于1%。3.3響應(yīng)時(shí)間A、B類傳感器的響應(yīng)時(shí)間不大于25s;C類傳感器的響應(yīng)時(shí)間不大于50s。3.4漂移傳感器的漂移包括零點(diǎn)漂移和量程漂移，應(yīng)符合表2的規(guī)定。2表2傳感器的漂移限值漂移A類B類C類零點(diǎn)漂移摩爾分?jǐn)?shù)：±0.04%摩爾分?jǐn)?shù)：士0.04%摩爾分?jǐn)?shù)：±0.04%量程漂移3.5信號(hào)傳輸誤差信號(hào)傳輸誤差不大于1%。4通用技術(shù)要求4.1.1傳感器不應(yīng)有影響其正常工作的外觀損傷。新制造傳感器的表面應(yīng)光潔平整4.2標(biāo)志與標(biāo)識(shí)4.3通電檢查4.3.2傳感器應(yīng)具有遙控調(diào)校功能且能正常調(diào)節(jié)。4.5絕緣電阻5計(jì)量器具控制5.1檢定條件5.1.1.1環(huán)境溫度：(15～35)℃;5.1.1.2相對(duì)濕度：不大于85%;5.1.1.4應(yīng)無(wú)影響傳感器正常工作的氣體和電磁場(chǎng)干擾；5.1.1.5應(yīng)配備必要的防爆和通風(fēng)設(shè)施。5.1.2.1氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)3采用由國(guó)家計(jì)量行政部門批準(zhǔn)的，并具有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)“制造計(jì)量器具許可證”的單位提供的氮?dú)庵屑淄闅怏w標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其相對(duì)擴(kuò)展不確定度應(yīng)不大于2%(k=2)。5.1.2.2零點(diǎn)氣體氮?dú)?純度≥99.99%)。5.1.2.3流量計(jì)流量范圍為(60～600)mL/min,準(zhǔn)確度級(jí)別不低于4.0級(jí)，5.1.2.4直流電流表電流范圍不小于500mA,準(zhǔn)確度級(jí)別不低于0.5級(jí)。頻率范圍不小于3000Hz,準(zhǔn)確度級(jí)別不低于2.5級(jí)。5.1.2.6聲級(jí)計(jì)測(cè)量范圍為(30～130)dB(A),分辨力不低于0.1dB。5.1.2.7鋼直尺測(cè)量范圍為(0～1000)mm,分辨力不低于1mm。5.1.2.8電子秒表分辨力不低于0.01s。5.1.2.9絕緣電阻表輸出電壓500V,準(zhǔn)確度級(jí)別不低于10.0級(jí)。5.1.2.10直流穩(wěn)壓電源最高輸出電壓不低于30V;最大輸出電流不低于3A。5.1.2.11仿真電路(2km)仿真電路技術(shù)要求見附錄A。5.2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)目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查1外觀與結(jié)構(gòu)十十十2標(biāo)志與標(biāo)識(shí)十十十3通電檢查十十十4示值誤差十十十5重復(fù)性十十6響應(yīng)時(shí)間十十—7漂移十十—8信號(hào)傳輸誤差十十—4表3(續(xù))序號(hào)檢定項(xiàng)目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查9報(bào)警功能及報(bào)警動(dòng)作值檢查功能檢查十十十聲級(jí)強(qiáng)度十十—光信號(hào)十十—絕緣電阻十十一2.經(jīng)安裝及維修后對(duì)傳感器計(jì)量性能有較大影響的，其后續(xù)檢定應(yīng)按首次檢定要求進(jìn)行。5.3.1外觀與結(jié)構(gòu)用目察、手感方式。5.3.2標(biāo)志與標(biāo)識(shí)5.3.3通電檢查用目察、手感方式。5.3.4傳感器的調(diào)整按照傳感器使用說(shuō)明書的要求對(duì)傳感器進(jìn)行預(yù)熱以及零點(diǎn)和示值的調(diào)整。接各檢定用設(shè)備。首先，對(duì)傳感器進(jìn)行不少于15min的預(yù)熱，然后按照(200士10)mL/min的通氣流量，通入零點(diǎn)氣體調(diào)整傳感器零點(diǎn)，穩(wěn)定后，A類傳感器按照(200±10)mL/min的通氣流量，通入摩爾分?jǐn)?shù)約為2%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，B、C類傳感器按照(200±10)mL/min的通氣流量，依次通入摩爾分?jǐn)?shù)約為2%、傳感器量程85%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行示值調(diào)整。分別調(diào)整3次，在此后的檢定過(guò)程中源2km仿真電路質(zhì)55.3.5示值誤差類傳感器通入摩爾分?jǐn)?shù)約為0.5%、3.5%、9.0%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各3min;B類傳感器通入摩爾分?jǐn)?shù)約為0.5%、3.5%、9.0%、35%、85%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各3min;C類傳感器通入摩爾分?jǐn)?shù)約為0.5%、3.5%、9.0%、35%、85%的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各3min,讀取傳感器的穩(wěn)定顯示值，重復(fù)3次，取其算術(shù)平均值為其示值。按式(1)、式(2)計(jì)算傳感器的示值誤差?！鱴——示值的絕對(duì)誤差，摩爾分?jǐn)?shù)；x——三次示值的算術(shù)平均值，摩爾分?jǐn)?shù)；x?——通入的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度值，摩爾分?jǐn)?shù)。5.3.6重復(fù)性傳感器穩(wěn)定后，按規(guī)定流量，A類傳感器通入摩爾分?jǐn)?shù)約為3.5%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；B類傳感器通入摩爾分?jǐn)?shù)約為35%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；C類傳感器通入摩爾分?jǐn)?shù)約為35%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄傳感器顯示值x;,撤去甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。在相同條件下，重復(fù)上述測(cè)量6次。重復(fù)性以單次測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差s,來(lái)表示，并按式(3)進(jìn)行計(jì)算。s,——單次測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差；x——6次示值的算術(shù)平均值，摩爾分?jǐn)?shù)；x;——傳感器第i次的示值，摩爾分?jǐn)?shù)。5.3.7響應(yīng)時(shí)間A類傳感器零點(diǎn)穩(wěn)定后，按規(guī)定流量，通入摩爾分?jǐn)?shù)約為2%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，讀數(shù)穩(wěn)定后，撤去甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；通入零點(diǎn)氣體至示值穩(wěn)定，再通入摩爾分?jǐn)?shù)約為2%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，同時(shí)用秒表記錄從通入甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)瞬時(shí)起到傳感器顯示以上穩(wěn)定示值90%的時(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。B、C類傳感器零點(diǎn)穩(wěn)定后，按規(guī)定流量，通入摩爾分?jǐn)?shù)約為20%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，按照A類傳感器響應(yīng)時(shí)間的檢定方法進(jìn)行響應(yīng)時(shí)間的檢定。傳感器的漂移包括零點(diǎn)漂移和量程漂移。通入零點(diǎn)氣體，記錄傳感器穩(wěn)定示值xzo,然后通入摩爾分?jǐn)?shù)約為傳感器量程85%6的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，記錄穩(wěn)定示值xs。連續(xù)運(yùn)行4h,每間隔1h重復(fù)上述步驟一次，同時(shí)記錄穩(wěn)定示值xz和xs;(i=1,2,3,4)。按式(4)計(jì)算零點(diǎn)漂移，取絕對(duì)值最大的△z為傳感器的零點(diǎn)漂移△z。按式(5)計(jì)算量程漂移，取絕對(duì)值最大的△s;為傳感器的量程漂移△s。R——傳感器的滿量程，摩爾分?jǐn)?shù)。5.3.9信號(hào)傳輸誤差用直流穩(wěn)壓電源按傳感器說(shuō)明書規(guī)定的電壓為其供電，在傳感器信號(hào)輸出端接入2km仿真電路(技術(shù)要求見附錄A),在仿真電路末端接上對(duì)應(yīng)的信號(hào)測(cè)試設(shè)備，按規(guī)定流量，A類傳感器通入摩爾分?jǐn)?shù)約為3.5%、9.0%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；B類傳感器通入摩爾分?jǐn)?shù)約為3.5%、9.0%、35%、85%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；C類傳感器通入摩爾分?jǐn)?shù)約為3.5%、9.0%、35%、85%的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，待讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄傳感器的示值x;。同時(shí)測(cè)量并讀取對(duì)應(yīng)濃度輸出的電信號(hào)值P;,每點(diǎn)重復(fù)測(cè)量3次，計(jì)算出各點(diǎn)的顯示值算術(shù)平均值x和輸出信號(hào)的算術(shù)平均值P,按式(6)將輸出信號(hào)的算術(shù)平均值P換算為甲烷濃度值G。Gm——輸出電信號(hào)上限對(duì)應(yīng)的甲烷濃度值，摩爾分?jǐn)?shù)；G?！敵鲭娦盘?hào)下限對(duì)應(yīng)的甲烷濃度值，摩爾分?jǐn)?shù)；Pm——輸出電信號(hào)上限標(biāo)稱值，Hz;P——各點(diǎn)的輸出信號(hào)的算術(shù)平均值，Hz;G——各點(diǎn)的輸出信號(hào)的算術(shù)平均值P換算的甲烷濃度值，摩爾分?jǐn)?shù)。再按式(7)計(jì)算傳感器各點(diǎn)的信號(hào)傳輸誤差。取最大的△,為其信號(hào)傳輸誤差。△,——各點(diǎn)的信號(hào)傳輸誤差；G——各點(diǎn)的輸出信號(hào)的算術(shù)平均值P換算的甲烷濃度值，摩爾分?jǐn)?shù)z——各點(diǎn)的顯示值算術(shù)平均值，摩爾分?jǐn)?shù)。5.3.10報(bào)警功能及報(bào)警動(dòng)作值檢查5.3.10.1向A、B類傳感器緩慢通入大于其報(bào)警設(shè)定點(diǎn)濃度的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，觀察傳感器聲光報(bào)警是否正常，并記錄傳感器報(bào)警時(shí)的示值。重復(fù)測(cè)量3次，3次的算術(shù)7平均值為傳感器的報(bào)警動(dòng)作值。按規(guī)定流量向C類傳感器通入大于其報(bào)警設(shè)定點(diǎn)濃度的甲烷氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，待其穩(wěn)定顯示后，緩慢降低通氣流量使顯示值逐漸降低至報(bào)警設(shè)定點(diǎn)，觀察傳感器聲光報(bào)警是否正常，并記錄傳感器報(bào)警時(shí)的示值。重復(fù)測(cè)量3次，3次的算術(shù)平均值為傳感器的報(bào)警動(dòng)作值。5.3.10.2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)5.3.11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。5.4檢定結(jié)果的處理按本規(guī)程的規(guī)定和要求檢定合格的傳感器，發(fā)給檢定證書；檢定不合格的傳感器，發(fā)給檢定結(jié)果通知書，并注明不合格項(xiàng)目。傳感器的檢定周期一般不超過(guò)1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主要部件和修理后應(yīng)及時(shí)送檢。8附錄A仿真電路技術(shù)要求模擬傳感器至測(cè)試設(shè)備傳輸距離的仿真電路應(yīng)符合以下要求：b)仿真電路參數(shù)按R=12.8Ω/km單芯、L=0.8mH/km單芯、C=1/4,L為每千米電感量的1/4,C為每千米分布電容量；d)每一段模擬網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度應(yīng)不大于1km,且不大于所傳輸信號(hào)最短波長(zhǎng)的1/16;9共2頁(yè)第1頁(yè)送檢單位制造廠測(cè)量范圍型號(hào)名稱出廠編號(hào)檢定環(huán)境溫度檢定環(huán)境濕度檢定使用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置名稱測(cè)量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級(jí)/最大允許誤差證書編號(hào)有效期至檢定使用的標(biāo)準(zhǔn)器名稱測(cè)量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級(jí)/最大允許誤差證書編號(hào)有效期至序號(hào)檢定項(xiàng)目檢定結(jié)果單項(xiàng)結(jié)論1外觀與結(jié)構(gòu)2標(biāo)志與標(biāo)識(shí)3通電檢查4示值誤差氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度值顯示值平均值示值誤差1235重復(fù)性氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度值顯示值重復(fù)性1234566響應(yīng)時(shí)間氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度值測(cè)量值平均值123表(續(xù))共2頁(yè)第2頁(yè)序號(hào)檢定項(xiàng)目檢定結(jié)果單項(xiàng)結(jié)論7漂移氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度值零點(diǎn)漂移量程漂移8信號(hào)傳輸誤差氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度值測(cè)量值平均值輸出信號(hào)平均值換算甲烷濃度值各點(diǎn)信號(hào)傳輸誤差傳感器信號(hào)傳輸誤差———123顯示值輸出信號(hào)值顯示值輸出信號(hào)值顯示值輸出信號(hào)值顯示值—輸出信號(hào)值9報(bào)警功能及報(bào)警動(dòng)作值檢查報(bào)警動(dòng)作值123平均值功能檢查報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度dB(A)123平均值報(bào)警光信號(hào)絕緣電阻MΩ正極-外殼負(fù)極-外殼信號(hào)輸出端-外殼最小值附錄CC.1檢定證書/檢定結(jié)果通知書第2頁(yè)證書編號(hào)：××××××××—××××檢定機(jī)構(gòu)授權(quán)說(shuō)明：檢定環(huán)境條件及地點(diǎn)；溫度℃地點(diǎn)相對(duì)濕度%其他檢定使用的計(jì)量(基)標(biāo)準(zhǔn)裝置名稱測(cè)量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級(jí)/最大允許誤差檢定/校準(zhǔn)證書編號(hào)有效期至檢定使用的標(biāo)準(zhǔn)器名稱測(cè)量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級(jí)/最大允許誤差檢定/校準(zhǔn)證書編號(hào)有效期至第×頁(yè)共×頁(yè)證書編號(hào)：××××××××-××××檢定結(jié)果檢定項(xiàng)目技術(shù)要求檢定結(jié)果結(jié)果判定外觀與結(jié)構(gòu)標(biāo)志與標(biāo)識(shí)通電檢查示值誤差氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度值平均值示值誤差重復(fù)性響應(yīng)時(shí)間