JJG(冀) 209-2023 煤矿用激光甲烷传感器检定规程

河北省地方计量检定规程JJG(冀)209—2023煤矿用激光甲烷传感器LaserMethaneSensorsforCoalMine2023-2-23发布2023-5-1实施河北省市场监督管理局发布JJG(冀)209—2023I煤矿用激光甲烷传感器检定规程VerificationRegulationofLaserMethaneSensorsforCoalMine归口单位：河北省市场监督管理局起草单位：河北冀南矿业安全检测检验有限公司本规程委托河北冀南矿业安全检测检验有限公司负责解释JJG（冀）300X—202XJJG（冀）XXXX—20XXJJG（冀）209—2023JJG(冀)209—2023II本规程主要起草人：郝伟伟（河北冀南矿业安全检测检验有限公司）李荣强（河北冀南矿业安全检测检验有限公司）黄文争（河北冀南矿业安全检测检验有限公司）徐昌盛（河北冀南矿业安全检测检验有限公司）参加起草人：宋玉（河北冀南矿业安全检测检验有限公司）李宗伟（河北冀南矿业安全检测检验有限公司）王素刚（河北冀南矿业安全检测检验有限公司）宋海祥（河北冀南矿业安全检测检验有限公司）王志勇（河北冀南矿业安全检测检验有限公司）蔡学敏（河北冀南矿业安全检测检验有限公司）JJG(冀)209—2023III目录引言…………………………………………………………………………………Ⅱ1范围………………………………………………………………………………………12引用文献…………………………………………………………………………………13概述………………………………………………………………………………………13.1传感器原理……………………………………………………………………………13.2传感器分类：…………………………………………………………………………14计量性能要求……………………………………………………………………………14.1示值误差………………………………………………………………………………14.2重复性…………………………………………………………………………………24.3响应时间………………………………………………………………………………24.4漂移……………………………………………………………………………………25通用技术要求……………………………………………………………………………25.1外观与结构……………………………………………………………………………25.2标志与标识……………………………………………………………………………25.3通电检查………………………………………………………………………………25.4报警功能及报警动作值检查…………………………………………………………25.5绝缘电阻………………………………………………………………………………36计量器具控制……………………………………………………………………………36.1检定条件………………………………………………………………………………36.2检定项目………………………………………………………………………………46.3检定方法………………………………………………………………………………47检定结果的处理…………………………………………………………………………78检定周期…………………………………………………………………………………7附录A………………………………………………………………………………………8附录B………………………………………………………………………………………10附录C………………………………………………………………………………………11JJG(冀)209—2023IV引言本规程是以JJF1002-2010《国家计量检定规程编写规则》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》和JJF1001-2011《通用计量术语及定义》为基础和依据制定。本规程参考了JJG1138-2017《煤矿用非色散红外甲烷传感器》、JJG（皖）70-2019《煤矿用激光甲烷传感器》、AQ6211-2008《煤矿用非色散红外甲烷传感器》等规程、标准中内容。本规程为首次发布。JJG(冀)209—20231煤矿用激光甲烷传感器检定规程1范围本规程适用于煤矿使用的量程为(0～100)%激光甲烷传感器（以下简称“传感器”）的首次检定、后续检定和使用中检查。2引用文献本规程引用下列文献：JJG1138-2017《煤矿用非色散红外甲烷传感器》JJG（皖）70-2019《煤矿用激光甲烷传感器》AQ6211-2008《煤矿用非色散红外甲烷传感器》使用本规程时，需注意使用上述引用文献的现行有效版本。3概述3.1传感器原理传感器是由激光光谱吸收原理来测量被测气体中的甲烷气体浓度。传感器主要由激光探头、电子部件和显示部分等组成。工作时，被测环境中的甲烷与激光探头接触，传感器将甲烷浓度值转换成电信号，然后通过电子部件处理，并显示甲烷浓度值和输出对应于甲烷浓度值的电信号，从而实现甲烷气体浓度的检测与报警。当甲烷气体浓度达到报警设定点时，传感器发出声、光报警信号。3.2传感器按用途及测量范围一般分为A、B两类：A类传感器：用于环境监测，测量范围：摩尔分数0～100%；B类传感器：用于瓦斯抽放管道监测，测量范围：摩尔分数0～100%。4计量性能要求4.1示值误差JJG(冀)209—20232传感器的示值误差应符合表1的规定。表1传感器的示值误差限值测量段，X最大允许误差A类B类0＜X≤1%绝对误差：±0.06%±0.10%±0.10%±0.06%C绝对误差：±0.07%1%＜X≤100%相对误差：±6%相对误差：±7%注：X为甲烷的摩尔分数4.2重复性不大于1%。4.3响应时间A类传感器不大于25s，B类传感器不大于50s。4.4漂移零点漂移：摩尔分数±0.04%，量程漂移：相对值±2%5通用技术要求5.1外观与结构5.1.1传感器的显示器应清晰完整，各机械调节部件应能正常动作，各紧固件无松动。5.1.2传感器不应有影响其正常工作的外观损伤，新制造的涂层不应有明显颜色不匀和剥落，各部件接合处应平整。5.1.3传感器的输出线缆、遥控器等附件应齐全，并附有使用说明书。5.2标志与标识传感器应标明制造单位、仪器名称、型号及编号、制造日期、防爆标志及编号、煤矿安全标志及编号和其它法制管理要求的标志。5.3通电检查传感器各插接件接头无松动，各操作键功能运行正常；显示清晰、完整并保持稳定。5.4报警功能及报警动作值检查JJG(冀)209—202335.4.1传感器的声光报警应正常。5.4.2传感器的报警声级强度应不小于80dB(A)。5.4.3传感器的报警光信号应能在黑暗环境20m处清晰可见。5.5绝缘电阻传感器本安端与外壳之间其绝缘电阻应不小于50MΩ。6计量器具控制6.1检定条件6.1.1检定环境条件6.1.1.1环境温度：（15～35）℃。6.1.1.2相对湿度：≤85%。6.1.1.3大气压力：（86~106）kPa。6.1.1.4应无影响传感器正常工作的气体和电磁场干扰。6.1.2检定用设备6.1.2.1检定用气体标准物质应采用有气体标准物质证书的氮中或空气中甲烷气体标准物质，其相对扩展不确定度不大于2%，k=2。传感器检定所用甲烷气体标准物质应符合表2要求。表2检定项目及所用相应甲烷气体标准物质检定项目甲烷气体标准物质浓度值（%）A类B类示值误差0.5；3.5；9；35；850.5；3.5；9；35；85重复性8585响应时间2020报警误差报警点1.2倍浓度报警点1.2倍浓度漂移85856.1.2.2零点气体清洁空气。6.1.2.3流量计流量范围为(60～600)mL/min，准确度等级不低于4.0级。6.1.2.4声级计JJG(冀)209—20234测量范围为（30～130）dB(A)，分辨力：不低于0.1dB(A)。6.1.2.5钢直尺测量范围为(0～1)m，分辨力：不低于1mm。6.1.2.6秒表分辨力不低于0.1s。6.1.2.7绝缘电阻表输出电压500V，准确度不低于10.0级，量程不低于（0～500）MΩ。6.1.2.8直流稳压电源输出电压(0～30)V，输出电流不小于2A。6.2检定项目检定项目如表3所示。表3检定项目一览表序号检定项目首次检定后续检定使用中检查1外观与结构+++2标志与标识+++3通电检查+++4示值误差+++5重复性++-6响应时间++-7漂移++-8报警功能及报警光信号检查+++9绝缘电阻++-注：1.“+”表示需检定项目，“-”表示不需要检定项目。2.传感器经修理及更换主要部件后，应按首次检定要求进行检定。6.3检定方法6.3.1外观与结构用目察、手感方式按5.1要求逐条检查。6.3.2标志与标识用目察方式按5.2要求逐条检查。6.3.3通电检查用目察、手感方式按5.3要求逐条检查。6.3.4传感器校准接通电源，传感器预热时间不少于15分钟（仪器说明书有要求的，按说明书要JJG(冀)209—20235求进行预热）。按说明书规定的流量，用零点气体校准传感器零点，稳定后，按规定流量对传感器通入摩尔分数约20.0%的甲烷气体标准物质，稳定后将传感器显示值调至与甲烷气体标准物质浓度值一致（上述步骤简称为校准）。分别校准3次，在此后的检定过程中不得再次校准。6.3.5示值误差按规定流量，向传感器分别依次通入表3中示值误差项规定的甲烷气体标准物质，读取传感器的稳定显示值，重复3次，取其算术平均值为传感器各点示值。按照式（1）、式（2）计算传感器的示值误差，示值误差不超过表1的要求。0xxx（1）00100%xxx（2）式中：x——示值的绝对误差，摩尔分数；δ——示值的相对误差，%；x——三次示值的算术平均值，摩尔分数；0x——通入的气体标准物质浓度值，摩尔分数。6.3.6重复性按规定流量对传感器通入摩尔分数约为85%的甲烷气体标准物质，待读数稳定后，记录传感器显示值xi，撤去甲烷气体标准物质。在相同条件下，重复上述测量6次，重复性以单次测量的相对标准偏差sr表示，按照式（3）进行计算。ir62i=11s100n1xxx（3）式中：sr——单次测量的相对标准偏差；x——6次示值的算术平均值，摩尔分数；xi——传感器第i次的示值，摩尔分数；n——测量次数。JJG(冀)209—202366.3.7响应时间按规定流量，向传感器通入摩尔分数约为20%的甲烷气体标准物质，读取传感器稳定示值。用零点气体清洗传感器气路后，再通入同一甲烷气体标准物质，并同时启动秒表，待传感器示值升至第一次示值的90%时，停止秒表，此起止时间为响应时间。重复测量3次，取其算术平均值作为传感器的响应时间。6.3.8漂移传感器的漂移包括零点漂移和量程漂移。通入零点气体，记录传感器稳定示值Az0，然后通入摩尔分数约85%的甲烷气体标准物质，记录稳定示值Azi。连续工作4h，每间隔1h重复上述步骤一次，同时记录稳定示值Az0和Azi（i=1，2，3，4）。按照式（4）计算零点漂移，取绝对值最大的zi为传感器的零点漂移z。0zzzAAii（4）式中：zi—各次的零点漂移值，摩尔分数；Az0—初始时的零点稳定示值，摩尔分数；Azi—各次的零点稳定示值，摩尔分数。按照式（5）计算量程漂移，取绝对值最大的si为传感器的量程漂移s。∆si=���−���−（��0−��0）（5）式中：si—各次的量程漂移值，摩尔分数；As0—初始时的量程稳定示值，摩尔分数；Asi—各次的量程稳定示值，摩尔分数。Az0—初始时的零点稳定示值，摩尔分数；Azi—各次的零点稳定示值，摩尔分数。6.3.9报警功能及报警动作值检查6.3.9.1报警动作值检查将A类传感器警报点设置在1.00%上，按规定流量向A类传感器缓慢通入大于其报警设定点浓度的甲烷气体标准物质，观察传感器声光报警是否正常，并记录传JJG(冀)209—20237感器报警时的示值。重复测量3次，取其算术平均值为传感器的报警动作值。B类传感器设