点型感烟火灾探测器校准规范编制说明

湖北省计量技术规范制修订《点型感烟火灾探测器校准规范》编制说明湖北大秦维康检验测试认证有限公司孝感市公共检验检测中心湖北省计量测试技术研究院2022年7月《点型感烟火灾探测器校准规范》编制说明一、任务来源根据《省市场监管局关于下达2020年省级计量技术规范制订计划的通知》（鄂市监函〔2020〕195号）要求，由湖北大秦维康检验测试认证有限公司承担地方计量技术规范《点型感烟火灾探测器校准规范》的制定工作。起草组于2020年9月启动编写工作，过程中严格按照2002年质检总局36号令《国家计量检定规程管理办法》、JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001、JJF1059.1等文件的要求，确保技术法规编写项目按时保质完成。二、规范制定的必要性点型感烟探测器是以烟雾为主要探测对象，适用于火灾初期有阴燃阶段的场所。感烟火灾探测器是一种响应燃烧或热介产生的固体微粒的火灾探测器。根据烟雾粒子可以直接或间接改变某些物理量的性质或强弱，感烟探测器又可分为离子型、光电型、激光型、电容型半导体型等几种。其中光电型点型感烟火灾探测器在国内广泛用于饭店、旅馆、教学楼、电子计算机房、通讯机房、办公楼的厅堂、卧室、办公室书库、档案库等等场所。本规范是在孝感市计量检验测试所承担的国家质检总局科技计划项目《便携式感烟火灾探测器响应阈值检定仪》的基础上，规范《点型感烟火灾探测器》在用校验项目，通过衡温标准烟气输送系统将标准发烟器发出的已知减光系数m值（单位为dB/m）的烟气来校验探测器报警时刻的烟浓度，根据光电探测器的响应阈值为探测器发出火灾报警信号时烟浓度的m值（dB/m)不应小于0.05dB/m和按感烟探测器灵敏度（分为三级：I级：≤0.50dB/m；II级：>0.50dB/m，≤1.00dB/m；III级：>1.00dB/m，≤2.00dB/m。）判定探测器是否失效。该项目为对应GB4715-2005《点型感烟火灾探测器》在用校验项目，国内目前采用的检测方法均为产品生产环节质量检验试验设备，规范研制适合一般基层校验单位使用的便携式烟气报警器响应阈值检测仪现场校验在用点型感烟火灾探测器响应阈值的标准器，保障点型感烟火灾探测器的量值统一和准确可靠，制定《点型感烟火灾探测器校准规范》可以填补这一空白，解决在用感烟探测器响应阈值年检难于落实，部分感烟探测器失效后仍然在用的局面，有利于保证消防安全。起草小组对各种点烟型火灾探测器进行多次检测试验，对点烟型火灾探测器的功能要求、技术指标、校准方法等内容在参考了国家标准、行业标准的同时，确定了具体的标准仪器、校准项目和校准方法。

三、规范制定过程《点型感烟火灾探测器校准规范》的编写工作基本按照预定计划执行，具体的起草过程如下：1）2020年9月，起草小组召开了《点型感烟火灾探测器校准规范》起草预备会议，布置起草工作时间表，正式启动起草工作。2）2020年10月2020年12月结合前期开展点型感烟火灾探测器校准工作的经验积累，收集资料与调研3）2021年1月至2021年3月做实验，整理试验数据4）2021年3月至2021年12月编写校准规范5）2022年1月至2022年6月征求意见6）2022年7月汇总意见，完成校准规范送审稿及征求意见汇总表，之后上报校准规范送审稿，召开校准规范审定会。四、规范制定的主要技术依据主要参照以下规范：GB4715-2005《点型感烟火灾探测器》GB16806-2006《消防联动控制系统》GB50166《火灾自动报警系统施工及验收规范中关于火灾报警控制器调试》五、规范的主要内容本次制订中校准规范文本结构按照JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》的要求完成。其中不确定度评定部分按照JJF1059.1《测量不确定度评定与表示》要求完成。本校准规范规定了点型感烟火灾探测器校准的适用范围，具体指标均在综合参考生产厂家产品技术参数与GB4715-2005《点型感烟火灾探测器》要求的基础上提出，确定了使用的计量标准设备，校准方法，记录格式，误差处理及装置的扩展不确定度分析。同时对其校准环境条件、校准项目及校准点等作出了要求。进行了大量实验以验证所提出的计量参数要求的科学性与合理性。且本规范中针对点型感烟火灾探测器设计了对应的标准设备—标准烟箱，对标准烟箱内部结构、试验条件及不同原理对应的校准方法的要求均在附录A中进行介绍。六、规范技术要求的说明1、规定了校准探测器计量特性（参照GB4715-20054.2）1）规范中将点型感烟火灾探测器校准的计量特性按响应阈值应符合报警设定点烟度要求，无特殊要求时，探测器最大响应阈值(mmax)≥0.05dB/m。探测器响应阈值(报警动作值)有特殊要求时，从其规定。如高铁上探测器响应阈值设定值m=0.1dB/m，允许范围为0.10dB/m至0.19dB/m。2）重复性：六次测量的响应阈值最大最小响应阈值比值(mmax：mmin)应≤1.60。2、规定了校准条件1）环境条件（参照GB4715-20054.1.1）试验均应在下述条件下进行：环境温度：15℃～35℃；环境湿度：25%RH～75%RH；大气压力：86kPa～106kPa。当环境条件不符合上述温度条件时，允许采用延长标准器烟箱非发烟阶段恒温时间对探测器升降温，使探测器达到上述温度条件并通电工作15min以上后开始校准工作。2）规定了测量标准及其他设备（参照GB4715-20054.1.5附录A附录B）2.1）提出了校准用标准器即标准烟箱和标准烟要求（附录A），规定了标准烟箱量值溯源方法。2.2）计时器采用电子秒表，分度值不大于0.1s。3、规范了校准方法1）规定了校准过程中试验方法和响应阈值的读数方式。1.1）探测器响应阈值的测量应在标准烟箱（以下简称烟箱）中进行。1.2）烟箱将探测器按正常监视状态套入测试中。在有关条文中没有特殊要求时，探测器的方位应为最不利方位，烟箱中探测器周围的气流应为（0.2±0.04)m/s，气流温度应为（23±5)℃。1.3）试验前，烟箱和探测器内部不应有试验烟存在。在有关条文中没有特殊要求时，探测器应在正常监视状态下稳定工作15min。1.4）按火灾初期阴燃阶段，规定校准光电探测器时烟箱试验烟升烟速率为0.015dBm-1min-1≤Δm/Δt≤0.1dBm-1min-1。1.5）光电探测器的响应阈值为探测器发出火灾报警信号时烟浓度的m值（dB/m）。1.6）通入大于报警设定点烟度的标准烟，使探测器出现报警动作，观察探测器声光报警是否正常，并记录探测器报警时的烟度示值。重复测量2次，以探测器的报警动作最大值为该探测器的响应阈值。2）用重复性考核探测器工作可靠性，要求探测器在正常工作位置的任意一个方位上连续测量6次响应阈值，探测器均应发出火灾报警信号，重复性按最大最小响应阈值比值计算。4、推荐了校准规范适用范围和校准周期。七、点型感烟火灾探测器响应阈值的不确定度评定点型感烟火灾探测器响应阈值的不确定度评定示例1概述通入大于报警设定点烟度的标准烟，使探测器出现报警动作，观察探测器声光报警是否正常，并记录探测器报警时的烟度示值。重复测量6次，以探测器的报警动作最大值为该探测器的响应阈值。2数学模型m=mmax式中：m ——探测器的响应阈值mmax ——响应阈值最大值3标准不确定度分量的评定响应阈值的不确定度主要是由测量的重复性和标准烟箱的准确度引起的。两者独立互不相关，前者以A类方法进行评定，后者可以由标准烟箱的技术要求以B类方法评定。3.1由重复性引入的标准不确定度的评定选取一个点型光电感烟火灾探测器作为试验对象，在气流流速为0.2m/s、温度为23.0℃的条件下通入标准烟对点型光电感烟火灾探测器响应阈值进行测量，连续测量6次，测量值如下：表1某点型光电感烟火灾探测器测量结果序号123456响应阈值（dB/m）0.190.210.180.180.160.23结果取最大值为响应阈值，其不确定度即单次测量标准偏差，u1=s1=0.0248dB/m3.2由标准烟箱准确度引入的标准不确定度的评定其不确定度主要来源光学系统测量误差引入的不确定度、标准烟的气流流速及温度对响应阈值的影响；估计为均匀分布。具体分析如下：3.2.1光学系统测量误差引入的不确定度ug根据技术要求，标准烟箱光学系统测量误差不应大于（m×5%+0.02）dB/m，通入的标准烟浓度为0.20dB/m，此时测量误差应为不大于±0.03dB/m，按均匀分布处理。光学系统测量误差引入的不确定度为3.2.2标准烟的气流流速引入的不确定度uq根据技术要求，气流流速为（0.2±0.04）m/s。分别在0.16m/s、0.20m/s及0.24m/s的气体流速下对响应阈值进行测量，测量结果如下表2气体流速对响应阈值影响气体流速（m/s）0.160.200.24响应阈值（dB/m）0.230.200.19以0.20m/s流速下响应阈值为标准值，阈值最大影响差值为0.03dB/m，均匀分布，则气体流速引入的不确定度为3.2.3标准烟的气流温度引入的不确定度ut根据技术要求，气流温度为（23.0±5）℃。分别在18.0℃、23.0℃及28.0℃的气体温度下对响应阈值进行测量，测量结果如下表3气体温度对响应阈值影响气体温度（℃）18.023.028.0响应阈值（dB/m）0.240.190.18以23.0℃温度下响应阈值为标准值，阈值最大影响差值为0.05dB/m，均匀分布，则气体温度引入的不确定度为3.2.4标准烟箱的不确定度由以上3个分量合成4标准不确定度汇总表标准不确定度分量汇总表见表4表4标准不确定度汇总表分量u（xi）不确定度来源标准不确定度u1测量的重复性引入的不确定度0.0248dB/mu2标准烟箱引入不确定度光学系统测量误差引入的不确定度ug0.0173dB/m0.0379dB/m标准烟的气流流速引入的不确定度uq