矿用风速传感器

ICS11.0401013.100G09备案号:25354—2008中华人民共和国煤炭行业标准MT/T448—2008代替MT448—1995矿用风速传感器Windspeedsensorformine2008-11-19发布2009-01-01实施国家安全生产监督管理总局发布目次前言Ⅱ…………………………………………………………………………………………………………2规范性引用文件1…………………………………………………………………………………………3术语和定义1………………………………………………………………………………………………4型式、分类、型号2…………………………………………………………………………………………5技术要求2…………………………………………………………………………………………………6试验方法4…………………………………………………………………………………………………7检验规则6…………………………………………………………………………………………………8标志、包装、运输和贮存7…………………………………………………………………………………ⅠMT/T448—2008前言本标准为强制性标准。本标准是对MT448─1995的修订。本标准与MT448─1995相比主要变化如下:———增加了区分卡曼涡街原理和压差原理;———增加了压差原理的基本误差:(0.4~15)m/s±0.2m/s,(0.5~25)m/s±0.3m/s;———增加了防爆要求:外壳防护性能、表面温度试验、本安火花点燃试验、表面绝缘电阻试验、电气间隙和爬电距离;———修订了出厂检验和型式检验部分条款。本标准由中国煤炭工业协会科技发展部提出。本标准由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口。本标准起草单位:煤炭科学研究总院抚顺分院、安标国家矿用产品安全标志中心、煤炭科学研究总院北京神州鼎天数码信息技术公司。本标准主要起草人:王涛、余进、李振新、戴峻、付文俊、朱世安、李者、袁洪军、王鹏、余博龙、陈福明、郑华等。本标准所代替标准历次版本发布情况为:———MT448─1995。ⅡMT/T448—2008矿用风速传感器1范围本标准规定了矿用风速传感器的术语、产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本标准适用于矿用井下监测监控系统配套用风速传感器(以下简称传感器)。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB191包装储运图示标志GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温GB/T2423.4电工电子产品基本环境试验规程试验Db:交变湿热试验方法GB/T2423.5电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ea和导则:冲击GB/T2423.8电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ed:自由跌落GB/T2423.10电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fc和导则:振动(正弦)GB3836.1爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求GB3836.4爆炸性气体环境用电气设备第4部分:本质安全型“i”GB4208外壳防护等级(IP代码)GB9969.1工业产品使用说明书总则GB/T10111利用随机数骰子进行随机抽样的方法MT/T154.10煤矿用安全仪器仪表产品型号编制方法和管理办法MT210煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法MT393矿用差压传感器通用技术条件MT/T772煤矿监控系统主要性能测试方法3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1超声波旋涡式风速传感器supersonicvortexsensor根据卡曼涡街原理利用超声波束被漩涡调制量的变化来测量风速的传感器。3.2压差式风速传感器differentialpressuresensor根据压差原理利用微压差变化来测量风速的传感器。3.3显示值displayedvalue传感器显示的测量数值。3.4零点zeropoint传感器在空气中正常工作时的显示值。1MT/T448—20083.5标定点calibratedpoint传感器为满足测量准确度所选择的标准风速值。3.6基本误差basicerror在正常试验条件下确定的传感器测量误差值。3.7稳定性stability在规定的工作条件和时间内,传感器的零点和标定点保持在允许变化范围内的性能。4型式、分类、型号4.1型式4.1.1以卡曼涡街为基本原理,利用超声波束被漩涡调制量的变化来测量风速的传感器。4.1.2以压差为基本原理,利用微压差变化来测量风速的传感器。4.2分类按风速检测范围,可分为Ⅰ型(0.4m/s~15m/s)、Ⅱ型(0.5m/s~30m/s)两种类型。4.3型号型号表示方法应符合MT/T154.10的规定,如下:G产品类型代号:传感器F第一特征代号:风速□-第二特征代号:测量原理□-风速检测范围,单位为米每秒(m/s)(***)国家指定的检验部门的排列顺序号5技术要求5.1一般要求5.1.1传感器产品应符合本标准的要求,并按照规定程序和国家授权的检验机构批准的图样和技术文件制造。5.1.2传感器与关联设备配套,须经国家有关部门授权的防爆检验机构联检合格。与传感器配套的关联设备应具有有效期内的矿用产品安全标志证书。5.1.3传感器防爆型式采用矿用本质安全型,防爆标志:Exibl。5.2工作环境仪器应在下列环境下正常工作:a)温度:0℃~40℃;b)相对湿度:≤98%RH;c)大气压力:80kPa~116kPa;d)贮存温度:-40℃~+60℃。5.3输出信号制式宜选用如下信号制:a)电流:DC1mA~5mA,DC4mA~20mA(负载电阻0Ω~500Ω);b)频率:5Hz~15Hz,200Hz~1000Hz。(脉冲宽度大于0.3ms);c)数字信号:传输速率为1200bps、2400bps、4800bps、9600bps,电平不小于3V。5.4传感器外观及结构2MT/T448—20085.4.1传感器外壳应有适合井下安装条件的悬挂或支撑结构,转换部分应具有专用悬挂结构。5.4.2传感器的显示窗应透光良好,数码、符号均应清晰完好。5.4.3传感器的表面涂层、镀层不应有明显斑点、气泡、裂纹和伤痕。5.4.4传感器外壳、接插件及零件均应采取防腐措施,涂、镀层应均匀、牢固、颜色一致,印刷电路板应至少涂覆两次三防(防腐、防霉、防潮)绝缘漆。5.5传感器应以m/s表示测量值,其显示值的分辨率应为0.1m/s。5.6基本误差(表1)表1基本误差测量原理测量范围/(m·s-1)基本误差/(m·s-1)卡曼涡街原理0.4~15±0.30.5~25±0.4压差原理0.4~15±0.20.5~25±0.35.7工作频率波动温度试验在0~40℃范围内,风速敏感元件中超声波的工作频率波动量应不大于±3Hz。5.8传感器在输入电压9V~21V范围内正常工作,其基本误差应不超过5.6的规定。5.9传感器使用电缆的单芯截面积为1.5mm2时,传感器与关联设备的传输距离不小于2km,关联设备的显示值或输出信号值(换算为风速值)应符合5.6规定。5.10工作稳定性传感器连续工作15d后的基本误差应不超过5.6的规定。5.11传感器本安端与外壳之间,在常态下的绝缘电阻应不低于50MΩ,在交变湿热试验后,应不小于1.5MΩ。5.12传感器本安端与外壳之间应能承受500V,历时1min绝缘介电强度试验而无击穿和闪络现象,且漏电流应不大于5mA。5.13传感器经贮存温度试验后,应符合5.6的要求。5.14传感器经交变湿热试验后,应符合5.6、5.12的要求。5.15传感器经振动试验后,接插件和零部件应无松动和脱落,并符合5.6的规定。5.16传感器经冲击试验后,应无损坏痕迹,接插件和零部件应无松动和脱落,并符合5.6的规定。5.17传感器经跌落试验后,接插件和零部件应无松动和脱落,并符合5.6的规定。5.18防爆要求5.18.1传感器应采用矿用本质安全型电路及结构,并且满足GB3836.4的有关规定。5.18.2传感器中任何与本质安全性能有关的元件应符合GB3836.4的有关规定,在正常工作或故障状态下不得超过元件安装条件和温度范围规定的最大电流、最大电压和功率额定值的2/3的情况下工作。5.18.3传感器外壳的防护性能应符合GB4208中防护等级IP54的规定。5.18.4传感器在正常工作和故障状态下,其最高表面温度应不超过150℃。5.18.5传感器与关联设备通过不低于2km电缆(单芯截面积为1.5mm2)连接后,应能通过GB3836.4规定的火花点燃试验。5.18.6传感器采用塑料外壳时,外壳表面绝缘电阻应不超过1×109Ω。5.18.7传感器采用塑料外壳时,外壳阻燃性能应符合GB3836.1的有关规定。5.18.8传感器的电气间隙、爬电距离应符合GB3836.4的有关规定。3MT/T448—20086试验方法6.1试验条件6.1.1除环境试验或有关标准中另有规定外,应在下列环境条件中进行:a)温度:15℃~35℃;b)相对湿度:45%~75%RH;c)大气压力:86kPa~106kPa;d)仪器通电传感器充分稳定后方可进行检验;e)每项试验过程中不允许调整。6.1.2试验用主要设备、仪器6.1.2.1标准风洞试验应在下列标准风洞要求条件下进行:a)风洞风速范围:0.2m/s~25m/s;b)风洞工作段气流不均度不大于1.5%,不稳定性不大于0.5%;c)风洞试验段水力直径应大于300mm,同时大于传感器至于风流中部件水力半径的5倍。6.1.2.2皮托管系数为1.004~0.998,偏差不大于0.5%。6.1.2.3微压计的测量范围0Pa~2500Pa,精度0.05%。6.1.2.4动槽式水银气压计测量范围为81kPa~110(107)kPa,准确度为±40Pa。6.1.2.5标准温度计的测量范围为0℃~50℃,分度值应不大于0.2℃。6.1.2.6直流稳压电源的输出电压为0V~30V,输出电流为2A。6.1.2.7频率计的测量范围为0Hz~2000Hz,稳定度小于等于1×10-6。6.1.3试验准备将传感器的转换部分固定在风洞试验段中部,并使其风流通道轴线与风洞轴线平行,其平行度不大于5度,调整好零点,应保证在每台传感器试验期间,环境温度波动不大于±1℃。6.2外观检查:用目测方法观察传感器外观及结构应符合本标准5.4的要求。6.3基本误差试验6.3.1测定步骤6.3.1.1测取试验环境参数,并按式(1)计算空气密度:ρ=3.483×10-3pT…………………………(1)式中ρ———空气密度,单位为千克每立方米(kg/m3);p———大气压力,单位为帕(Pa);T———干空气温度,单位为开(K),T=(t+273)K。6.3.1.2按表2选择测点。风洞分速应由低向高逐渐增高,待风流稳定在测点规定的风速后,测取微压计数值、传感器显示值和输出信号值,取连续三次测值的算术平均值作为该风速测定点的测定结果。表2测量范围测点0.3m/s~15m/s0.436912150.5m/s~20m/s0.5481216204MT/T448—20086.3.2误差计算6.3.2.1真实风速按式(2)计算:v=2×p×ξρ…………………………(2)式中v———真实风速,单位为米每秒(m/s);ρ———风流空气密度,单位为千克每立方米(kg/m3);p———微压计读数,单位为帕(Pa);ξ———皮托管系数。6.3.2.2测量误差按式(3)计算:Δv=vi-vt…………………………(3)式中vi———某测点的指示值或输出信号值换算成的风速值,单位为米每秒(m/s);vt———真实风速值,单位为米每秒(m/s)。6.4工作频率波动温