MT T 721—1997 瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器

中华人民共和国煤炭行业标准MT/T7 2 11 9 9 7瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器1 9 9 7 - 1 2 - 3 0批准1 9 9 8 - 0 7 - 0 1实施中华人民共和国煤炭工业部批 准目 次1 范围12 引用标准13 技术要求14 试验方法25 检验规则56 标志、 包装、 运输、 贮存6MT/T7 2 11 9 9 7瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器1 范围本标准规定了瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器的技术要求、 试验方法、 检验规则、 标志、 包装、运输和贮存。本标准适用于采用热导原理测量瓦斯抽放管道中高浓度甲烷的传感器( 以下简称传感器) 。2 引用标准下列标准所包含的条文, 通过在本标准中引用而成为本标准的条文。本标准出版时, 所示版本均为有效。所有标准都会被修订, 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。G B1 9 19 0 包装储运图示标志G B/T2 4 2 3 . 18 9 电工电子产品基本环境试验规程 试验A: 低温试验方法G B/T2 4 2 3 . 28 9 电工电子产品基本环境试验规程 试验B: 高温试验方法G B/T2 4 2 3 . 49 3 电工电子产品基本环境试验规程 试验D b: 交变湿热试验方法G B/T2 4 2 3 . 58 9 电工电子产品基本环境试验 第2部分: 试验方法 试验E a和导则: 冲击G B/T2 4 2 3 . 88 9 电工电子产品基本环境试验 第2部分: 试验方法 试验E d: 自由跌落G B/T2 4 2 3 . 1 08 9 电工电子产品基本环境试验 第2部分: 试验方法 试验F c和导则: 振动( 正弦)G B3 8 3 6 . 18 3 爆炸性环境用防爆电气设备 通用要求G B3 8 3 6 . 28 3 爆炸性环境用防爆电气设备 隔爆型电气设备“d”G B3 8 3 6 . 38 3 爆炸性环境用防爆电气设备 增安型电气设备“e”G B3 8 3 6 . 48 3 爆炸性环境用防爆电气设备 本质安全型电路和电气设备“i”G B4 2 0 89 3 外壳防护等级(I P代码)G B/T6 3 8 88 6 运输包装收发货标志G B/T1 0 1 1 18 8 利用随机数骰子进行随机抽样方法MT/T4 0 81 9 9 5 煤矿用直流稳压电源3 技术要求3 . 1 传感器应符合本标准要求, 并按经规定程序批准的图样及技术文件制造。3 . 2 正常工作条件:温度:-5+4 0;相对湿度:9 8%(2 5) ;压力:6 01 1 0k P a;管道内气体流速:02 0m/s。3 . 3 贮存温度为-4 0+6 0。3 . 4 一般要求:3 . 4 . 1 向传感器供电的电源应符合MT/T4 0 8的要求。3 . 4 . 2 输出信号制式应选用如下信号制式之一:电流制:D C15mA、42 0mA( 负载电阻05 0 0) ;1MT/T7 2 11 9 9 7频率制:51 5H z、2 0 01 0 0 0H z( 脉冲宽度大于0 . 3m s) ;数字编码制: 传输速率为3 0 0,6 0 0,1 2 0 0,2 4 0 0,4 8 0 0,9 6 0 0b/s。电平应不小于3V。3 . 4 . 3 传感器应以百分体积浓度表示测量值, 其分辨率应不低于1%CH4。3 . 4 . 4 传感器的结构应适合于在瓦斯抽放管道上安装, 适合于在瓦斯抽放管道内取样, 并能防止粉尘和管道内气体流速变化影响测量值。3 . 4 . 5 传感器的外壳、 接插件和零、 部件应采取防腐措施, 涂、 镀层应均匀、 牢固、 颜色一致; 印制电路板应至少涂覆两次三防( 防腐、 防霉、 防潮) 绝缘漆。3 . 5 传感器的防爆结构和防爆性能应符合G B3 8 3 6 . 1、G B3 8 3 6 . 2、G B3 8 3 6 . 3和G B3 8 3 6 . 4中本质安全型或本质安全兼隔爆型的要求。3 . 6 传感器的外壳防护性能应符合G B/T4 2 0 8中I P5 4的要求。3 . 7 传感器采用的传输电缆中每条芯线的截面积应不大于1 . 5mm2, 传输距离应不小于1k m。3 . 8 传感器在密封试验时压力的变化应不大于1k P a。3 . 9 测量范围和基本误差:传感器的测量范围宜分为04 0%和01 0 0%CH4。其基本误差均应不大于测量值的6%。3 . 1 0 负载性能:传感器的输出信号在负载性能试验时, 其输出信号值的变化应不超过3 . 9的规定。3 . 1 1 响应时间:传感器的响应时间应不大于3 0s。3 . 1 2 传感器在管道内气体流速为2 0m/s时基准点的漂移量应不大于1%CH4。3 . 1 3 稳定性:传感器连续工作2 1d的基本误差应不超过3 . 9的规定。3 . 1 4 环境适应性能:3 . 1 4 . 1 传感器在工作温度试验时, 应符合3 . 9的规定。3 . 1 4 . 2 传感器经贮存温度试验后, 应符合3 . 9的规定。3 . 1 4 . 3 传感器经湿热试验后, 应符合3 . 9的规定。3 . 1 4 . 4 传感器经振动试验后, 接插件和零部件应无松动和脱落; 并应符合3 . 9的规定。3 . 1 4 . 5 传感器经冲击试验后, 应无损坏现象, 接插件和零部件应无松动、 脱落; 并应符合3 . 9的规定。3 . 1 4 . 6 传感器经跌落试验后, 接插件、 零部件应无松动脱落; 并应符合3 . 9的规定。4 试验方法4 . 1 环境条件除环境试验或有关标准中另有规定外试验应在下列环境条件中进行:温度:1 53 5;相对湿度;4 5%7 5%;大气压力:8 61 0 8k P a。4 . 2 试验用气体和仪表4 . 2 . 1 试验用气体:空气中甲烷标准气体( 以下简称标准气体) , 其不确定度应不大于3%。4 . 2 . 2 试验用仪表:4 . 2 . 2 . 1 气体流量计。测量范围:3 03 0 0m L/m i n; 准确度:2 . 5级。4 . 2 . 2 . 2 秒表。分度值应不低于0 . 1s。4 . 2 . 2 . 3 直流毫安表。01 0 0mA,0 . 2级。4 . 2 . 2 . 4 频率计。01 0 0 0k H z; 稳定度:11 0-6。2MT/T7 2 11 9 9 74 . 2 . 2 . 5 直流稳压电源。输出电压:03 0V; 输出电流:2A。4 . 2 . 2 . 6 压力表。测量范围:0-1 0 0k P a,2 . 5级。4 . 3 一般检查传感器的安装、 外观和涂镀层等用感官检查。4 . 4 传感器的防爆结构检查和防爆性能试验按G B3 8 3 6 . 1、G B3 8 3 6 . 2、G B3 8 3 6 . 3和G B3 8 3 6 . 4中的有关规定进行。4 . 5 防护试验按G B4 2 0 8中规定的方法进行。4 . 6 传输距离试验应与相关联的接收设备一起, 按产品企业标准中规定试验方法进行。4 . 7 密封试验把传感器的排气孔密封起来。在进气孔经三通接一个测量范围为-1 0 0k P a的真空压力表和一个可以产生-5 0k P a的负压源。建立-5 0k P a压力, 保持6 0s, 观察压力表的下降值。4 . 8 基本误差测定基本误差测定装置如图1所示。测定前应用清洁空气和制造厂规定浓度的气体反复校准传感器,在以后的测定中不得再次调整。待传感器零点稳定后, 用制造厂提供的注气装置, 按标定时的流量向传感器由低到高依次通入测量范围的(3 0、5 0、8 0)%0 . 5%三种标准气体。每一种气体通入3m i n后再读取输出信号值( 换算为甲烷浓度值) 和指示值。重复测定4次, 取其后3次的算术平均值。1试验箱,2传感器,3注气装置,4预热盘管;5流量计;6调节阀,7试验气体钢瓶,8清洁空气瓶图1 基本误差测定示意图4 . 9 负载特性试验传感器在空气中稳定工作, 将外接负载电阻为5 0 0时和短路时的输出信号之差折合成甲烷浓度值。4 . 1 0 响应时间测定测定装置如图2所示, 扩散取样头上应采用制造厂提供的注气装置, 以标定时的流量, 通入测量范围的5 0%的甲烷气体3m i n, 读取输出信号值。然后通入清洁空气, 待传感器零点稳定后, 将以标定时的流量通入原甲烷气体的注气装置迅速换到3MT/T7 2 11 9 9 7取样头上, 并开始记录传感器的输出信号值达到原输出信号值9 0%所需要的时间, 测量3次, 取其最大值。1清洁空气软管;2清洁空气注气装置;3扩散取样头;4传感器;5排气口;6试验气体注气装置;7通试验气体的软管图2 响应时间测定示意图4 . 1 1 气体流速影响试验如传感器对安装位置有规定时, 按规定的位置固定在试验风洞中, 在风流为零时调整好传感器的基准点。然后将风速调整为2 0-0 . 5m/s, 每3 0s记录1次指示值, 共记录3次, 读取其输出信号值的最大值和基准点的差值作为漂移量。如传感器对安装位置无规定时, 以任意位置悬挂在试验风洞中, 在风流为零时调整好传感器的基准点。然后将风速调整为2 0-0 . 5m/s。人为使传感器绕悬挂轴线方向转动, 寻找其受风速影响的位置。固定在此位置。每3 0s记录1次指示值, 共记录3次, 读取其输出信号值的最大值和基准点的差值作为漂移量。4 . 1 2 稳定性测定把调整好的传感器放入图1所示的装置中。连续运行2 1d, 每隔2 4h按标定时的流量依次通入清洁空气和测量范围的5 0%的标准气体各3m i n, 记录输出信号值( 换算为甲烷浓度值) 和指示值, 取其最大值。4 . 1 3 工作温度试验试验中向传感器通入标准气体的温度应与试验要求的温度一致。4 . 1 3 . 1 低温工作试验:按G B/T2 4 2 3 . 1中试验A b的方法进行。在温度为-53的条件下, 传感器通电, 稳定2h后,测定清洁空气和测量范围的5 0%的标准气体各3m i n, 记录输出信号值和指示值。以后每隔1h测定清洁空气和测量范围的5 0%的标准气体各3m i n, 记录输出信号值和指示值, 共4次。取其后3次的算术平均值作为测定值。4 . 1 3 . 2 高温工作试验:按G B/T2 4 2 3 . 2中试验B b的方法进行。在温度为4 03的条件下, 传感器通电, 稳定2h后, 测定清洁空气和测量范围的5 0%的标准气体各3m i n, 记录输出信号值和指示值。以后每隔1h测定清洁空气和测量范围的5 0%的标准气体各3m i n, 记录输出信号值和指示值, 共4次。取其后3次的算术平均值作为测定值。4 . 1 4 贮存温度试验4 . 1 4 . 1 低温贮存试验:按G B/T2 4 2 3 . 1中试验A b的方法进行。传感器不包装, 不通电, 不进行中间检测。在温度为-4 03的条件下, 持续1 6h。试验后, 在试验箱中恢复到4 . 1规定的条件下, 再测定基本误差。4MT/T7 2 11 9 9 74 . 1 4 . 2 高温贮存试验:按G B/T2 4 2 3 . 2中试验B b的方法进行。传感器不包装, 不通电, 不进行中间检测。在温度为+6 03的条件下, 持续1 6h。试验后, 在试验箱中恢复到4 . 1规定的条件下, 再测定基本误差。4 . 1 5 湿热试验按G B/T2 4 2 3 . 4规定的方法进行。传感器不包装, 不通电, 不进行中间检测。在温度为4 02,相对湿度9 3%3%条件下, 持续1 2d。试验后, 在4 . 1条规定的条件下恢复2h, 再测定基本误差。4 . 1 6 振动试验按G B/T2 4 2 3 . 1 0规定的方法进行。传感器不包装, 不通电, 不进行中间检测。严酷等级: 扫频频率范围为1 01 5 0H z, 加速度幅值为5 0m/s2, 扫频循环次数为5次。试验后进行外观检查, 再测定基本误差。4 . 1 7 冲击试验按G B/T2 4 2 3 . 5规定的方法进行。传感器不包装, 不通电, 不进行中间检测。严酷等级: 峰值加速度为5 0 0m/s2, 脉冲持续时间为1 11m s, 互相垂直的每一个方向连续施加三次冲击, 即共1 8次。试验后进行外观检查, 再测定基本误差。4 . 1 8 关于重新校准传感器4 . 1 44 . 1 7项试验后检查性能前, 允许重新校准传感器。5 检验规则分为出厂检验和型式检验。经型式检验合格并取得检验合格证后方可批量生产。5 . 1 出厂检验5 . 1 . 1 由制造厂质量检验部门逐台进行, 检验合格并发给合格证后方可出厂。5 . 1 . 2 出厂检验项目见表1。表1序号检验项目标准条款出厂检验型式检验1防爆结构3 . 52防爆性能3 . 53防护性能3 . 64传输距离3 . 75密封试验3 . 86基本误差3 . 97负载性能试验3 . 1 08响应时间3 . 1 19气体流速影响试验3 . 1 21 0稳定性试验3 . 1 31 1工作温度影响试验3 . 1 4 . 15MT/T7 2 11 9 9 7表1( 续)序号检验项目标准条款出厂检验型式检验1 2贮存温度影响试验3 . 1 4 . 21 3湿热试验3 . 1 4 . 31 4振动试验3 . 1 4 . 41 5冲击试验3 . 1 4 . 5 注:“” 表示进行检验的项目, “ ” 表示不进行的项目。5 . 2 型式检验5 . 2 . 1 有下列情况之一时, 应进行型式检验: 新产品或老产品转厂生产试制定型鉴定时; 正式生产后如结构、 材料、 工艺有较大改变, 可能影响产品性能时; 正常生产时每2年进行一次; 停产2年以上再次恢复生产时; 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时; 国家质量监督检验机构提出要求时。5 . 2 . 2 型式检验项目见表1。5 . 2 . 3 抽样:从出厂检验合格的传感器中按G B/T1 0 1 1 1规定