热工控制系统用光纤光栅温度传感器征求意见稿

ICS17.200.20

CCSN11

T/CASME

中国中小商业企业协会团体标准

T/CASMEXXX—2022

热工控制系统用光纤光栅温度传感器

Fibergratingtemperaturesensorsforthermalcontrolsystems

（征求意见稿）

2022-XX-XX发布2022-XX-XX实施

中国中小商业企业协会发布

T/CASMEXXX—2022

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由武汉雷施尔光电信息工程有限公司提出。

本文件由中国中小商业企业协会归口。

本文件起草单位：武汉雷施尔光电信息工程有限公司……

本文件主要起草人：……

III

T/CASMEXXX—2022

热工控制系统用光纤光栅温度传感器

1范围

本文件规定了热工控制系统用光纤光栅温度传感器的结构、分类及参数、要求、试验方法、检验规

则、标志、包装、运输和贮存。

本文件适用于热工控制系统用光纤光栅温度传感器（以下简称“传感器”）的制造和检验。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T191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/T2423.3环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验

GB/T2423.7环境试验第2部分：试验方法试验Ec：粗率操作造成的冲击（主要用于设备型样品）

GB/T2423.10环境试验第2部分：试验方法试验Fc:振动（正弦）

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T7424.1—2003光缆总规范第1部分：总则

GB/T7424.21—2021光缆总规范第21部分：光缆基本试验方法机械性能试验方法

GB/T7665—2005传感器通用术语

GB/T9969工业产品使用说明书总则

GB/T10111随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序

JG/T421—2013土木工程用光纤光栅温度传感器

3术语和定义

GB/T7665—2005、JG/T421—2013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

温度传感器temperaturesensor

能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。

[来源：GB/T7665—2005，3.2.2.1]

光纤光栅温度传感器opticalfibergratingtemperaturesensor

利用光纤光栅的敏感性来测量物体冷热程度的传感器。

[来源：JG/T421—2013，3.2]

准确度accuracy

测量结果与被测量的真值之间的一致程度。

1

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[来源：GB/T7665—2005，3.5.1.11]

响应时间responsetime

由被测量的阶跃变化引起的传感器输出上升到其最终规定百分率时所需要的时间。

[来源：GB/T7665—2005，3.5.1.92]

4结构、分类及参数

结构

传感器主要由测温段、连接器、尾纤段及接头组成，测温段内含光纤光栅，尾纤段内含光纤引线。

分类

4.2.1传感器光纤光栅类型可分为：

——Ⅰ型；

——Ⅱ型。

4.2.2传感器测温段封装材料可分为：

——金属管；

——陶瓷管。

4.2.3传感器光纤引线接头型式可分为：

——FC：金属双重配合螺旋终止型结构（见图1）；

——LC：非金属模块化插孔结构（见图2）；

——SC：矩形塑料插拔式结构（见图3）；

——ST：金属圆型卡口式结构（见图4）。

图1FC接头型传感器示意图

图2LC接头型传感器示意图

2

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图3SC接头型传感器示意图

图4ST接头型传感器示意图

参数

传感器主要物理参数应符合表1的规定。

表1主要物理参数

参数指标

测温范围，℃常温～750

测温段外径，mm0.5～3.0

测温段长度，mm300～2000

连接器外径，mm≥4.0

传感器尺寸参数

连接器长度，mm≥40

尾纤段外径，mm≥2.1

尾纤段长度，mm100～2000

栅区长度，mm3.0～5.0

反射率，％＞30

光纤光栅参数

3dB带宽，nm0.3～0.5

中心波长，nm1500～1600

5要求

工作环境条件

传感器工作条件：

——环境温度：常温～750℃；

——相对湿度：5％～95％（产品内部不应凝露、结冰）。

外观结构

5.2.1传感器应完好、光洁，无锈斑及裂痕，光纤引线应无损伤，文字及标识正确、清晰、牢固。

5.2.2各组件连接部位应光滑、牢固，无气孔和加灰等缺陷，无助焊剂等污物残留。

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5.2.3各组件应装配正确、连接可靠，零件应无损缺。

5.2.4机械件内部应无残留污物及金属废屑。

主要性能

传感器的主要性能应符合表2的规定。

表2主要性能

项目指标

t＜300℃±1.5

准确度，℃

300℃≤t≤750℃±（t×0.4％）

响应时间，s≤200

注：t为测量温度。

插入损耗

传感器的插入损耗应不大于0.4dB。

密封性

传感器测温段端头应进行焊接密封，试验时应无气泡产生。

外壳防护等级

传感器的外壳防护等级应为IP68。

工作稳定性

传感器经500h工作稳定性试验后，应符合5.3的规定。

气候环境适应性

5.8.1高温试验

传感器经表3规定的高温试验，试验后进行检测，应符合5.2、5.3的规定。

表3气候环境适应性试验条件

试验条件

项目状态

温度，℃湿度，％持续时间，h

高温试验80±2-2

低温试验-5±2-2工作

恒定湿热试验40±285±348

5.8.2低温试验

传感器经表3规定的低温试验，试验后进行检测，应符合5.2、5.3的规定。

5.8.3恒定湿热试验

传感器经表3规定的恒定湿热试验，试验后进行检测，应符合5.2、5.3的规定。

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机械环境适应性

5.9.1振动试验

传感器在非工作状态下，经频率为10Hz～150Hz，加速度为20m/s2、三个轴向上各振动5次的振

动试验后，应符合5.2、5.3的规定。

5.9.2跌落试验

传感器在非工作状态下，以水平状态自垂直高度为0.5m高度自由跌落三次后，应符合5.2、5.3的

规定。

机械性能

5.10.1抗拉性能

传感器测温段与连接器连接部位经不小于100N的抗拉试验后，应符合5.2、5.3的规定。

5.10.2抗弯性能

传感器尾纤断可弯曲半径应小于光纤引线直径的20倍，经抗弯试验后，应符合5.2、5.3的规定。

5.10.3抗压性能

传感器经抗压性能试验后，应无泄漏、无机械损伤，符合5.2、5.3的规定。

6试验方法

试验条件

除气候环境适应性试验另有规定外，其他试验应在下列条件下进行：

——温度：15℃～35℃；

——相对湿度：45％～75％；

——大气压力：86kPa～106kPa。

外观结构

采用目测并结合仪表设备手动检查。

主要性能

6.3.1准确度

6.3.1.1检验温度点

选取常温、150℃、300℃、450℃、600℃、750℃六个检验温度点进行试验。

6.3.1.2检验设备

检验设备如下：

——标准温度计：不确定度应不超过准确度的1/3。

——恒温装置：温度在10min内的变化应不超过0.2℃。

6.3.1.3检验方法

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将恒温装置依次设定为6.3.1.1规定的检验温度，使用传感器与标准温度计分别进行测量并记录，

标准温度计与传感器温度测量结果均准确到±1.5℃或±（t×0.4％）。

注：t为测量温度。

6.3.1.4结果计算

按式（1）计算每个试验点上传感器准确度，取所有试验点传感器准确度的算数平均值作为试验结

果。

푈푒=푈푠푒−푈푏푒·······································································(1)

式中：

Ue——第i个试验点的准确度，单位为℃；

Use——第i个试验点的传感器温度测量值，单位为℃；

Ube——第i个试验点的标准温度计测量值，单位为℃。

6.3.2响应时间

将传感器放置在25℃±2℃条件下稳定30min后，迅速将传感器放入75℃的恒温装置中，与此

同时按动秒表。当传感器的温度测量值达到70℃时，按停秒表，秒表所显示时间即为该传感器的温度

响应时间。重复试验3次，取其平均值。

插入损耗

按GB/T7424.1—2003中第11章的规定进行。将传感器尾纤段按其直径20倍的圆圈盘绕一圈，先将

光源直接接入光功率计，记录光功率P1，然后将光源通过传感器再接入光功率计，记录光功率P2，按式

（2）计算插入损耗。

퐼퐿=푃1−푃2··········································································(2)

式中：

IL——实测插入损耗，单位为分贝（dB）；

P1——光源直接接入光功率计记录的光功率，单位为分贝毫瓦（dBm）；

P2——光源警告传感器再接入光功率计记录的光功率，单位为分贝毫瓦（dBm）。

密封性

传感器测温段的端头密封处以0.2Mpa的氮气加压30s，然后将传感器测温段端头立即浸入水中或

酒精中，目测观察端头是否有气泡产生。

外壳防护等级

按GB/T4208的规定进行。

工作稳定性

按JG/T421—2013中6.8的规定进行试验。

气候环境适应性

6.8.1高温试验

按GB/T2423.2的规定进行试验，试验条件应符合表3的规定，试验结束恢复2h后，按6.2、6.3的

规定进行检查。

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6.8.2低温试验

按GB/T2423.1的规定进行试验，试验条件应符合表3的规定，试验结束恢复2h后，按6.2、6.3的

规定进行检查。

6.8.3恒定湿热试验

按GB/T2423.3的规定进行试验，试验条件应符合表3的规定，试验结束恢复2h后，按6.2、6.3的

规定进行检查。

机械环境适应性

6.9.1振动试验

按GB/T2423.10的规定进行试验，试验结束后按6.2、6.3的规定进行检查。

6.9.2跌落试验

传感器不带包装，按GB/T2423.7的规定进行试验，试验结束后按6.2、6.3的规定进行检查。

机械性能

6.10.1抗拉性能

按GB/T7424.21—2021中方法E1的规定进行试验。对传感器测温段与连接器的连接部位施加100N

的拉力，保持1min，试验结束后按6.2、6.3的规定进行检查。

6.10.2抗弯性能

按GB/T7424.21—2021中方法E6的规定进行试验。将尾纤段弯曲成直径为光纤引线直径20倍的圆

圈后自然释放，在同一部位连续重复试验5次，试验结束后按6.2、6.3的规定进行检查。

6.10.3抗压性能

向传感器测温段施加10Mpa、2h的水压后停止施压，目测观察是否有气泡产生，按6.2、6.3的规

定进行检查。

7检验规则

组批

以相同材料、相同工艺、同一生产线连续生产的同一型号的产品为一批。

出厂检验

7.2.1每只传感器均应由质量检验部门负责进行检验，检验合格并签发产品合格证后方可出厂。

7.2.2出厂检验项目应符合表4的规定，当检验项目的指标有1项不合格时，则判该产品为不合格品。

表4检验项目

序号检验项目出厂检验型式检验

1外观结构√√

2主要性能准确度√√

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表4检验项目（续）

序号检验项目出厂检验型式检验

3主要性能响应时间√√

4插入损耗-√

5密封性√√

6外壳防护等级-√

7工作稳定性-√

8高温试验-√

9气候环境适应性低温试验-√

10恒定湿热试验-√

11振动试验-√

机械环境适应性

12跌落试验-√

13机械性能抗拉性能-√

14抗弯性能-√

机械性能

15抗压性能-√

注：“√”表示应进行检验的项目，“-”表示不进行检验的项目。

型式检验

7.3.1有下列情形之一时，应进行型式检验：

——新产品或老产品转厂定型时；

——工正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变可能影响产品性能时；

——正常生产每5年一次；

——停产2年以上再恢复生产时；

——出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时；

——行业主管部门提出要求时。

7.3.2型式检验项目应符合表4的规定。

7.3.3型式检验样品按GB/T10111规定的方法从出厂检验合格的产品中抽取。抽样数不应少于5只，

若产品总数少于5只，应全数检验；外壳防护等级应从抽取的样品中随机抽取2只进行试验。

7.3.4型式试验所有项目指标合格时，则判该批产品为合格；当型式试验中有任一项目指标不合格时，

应自该批产品中抽取2倍量的样品进行复检，复检不合格则判该批产品为不合格；复检合格则判该批产

品为合格。

8标志、包装、运输和贮存

标志

8.1.1传感器应有产品标签或铭牌，内容包括:

——产品名称和型号；

——出厂编号。

8.1.2包装箱应标有以下内容：

——产品名称和型号；

——制造厂名称与地址；

——执行标准编号；

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——易碎、防潮标志；

——数量；

——符合GB/T191规定的图示标志。

包装

8.2.1包装箱材料应为木箱或硬质纸箱，箱内应用泡沫塑料保护。

8.2.2包装箱内应附有以下随机文件，随机文件应装入塑料袋中：

——产品合格证明；

——符合GB/T9969规定的使用说明书；

——传感器测试单；

——其他技术文件。

运输

传感器在运输过程中，不应剧烈震动、冲击、曝晒雨淋和倾倒放置。

贮存

贮存场所应无酸、碱、盐及腐蚀性、爆炸性气体和灰尘，不应受雨雪侵害。传感器长期不用应保留

原包装。

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目次

前言................................................................................III

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4结构、分类及参数...................................................................2

结构...........................................................................2

分类...........................................................................2

参数...........................................................................3

5要求...............................................................................3

工作环境条件...................................................................3

外观结构.......................................................................3

主要性能.......................................................................4

插入损耗.......................................................................4

密封性.........................................................................4

外壳防护等级...................................................................4

工作稳定性.....................................................................4

气候环境适应性.................................................................4

机械环境适应性.................................................................5

机械性能......................................................................5

6试验方法...........................................................................5

试验条件.......................................................................5

外观结构.......................................................................5

主要性能.......................................................................5

插入损耗.......................................................................6

密封性.........................................................................6

外壳防护等级...................................................................6

工作稳定性.....................................................................6

气候环境适应性.................................................................6

机械环境适应性.................................................................7

机械性能......................................................................7

7检验规则...........................................................................7

组批...........................................................................7

出厂检验.......................................................................7

型式检验.......................................................................8

8标志、包装、运输和贮存.............................................................8

标志...........................................................................8

包装...........................................................................9

运输...........................................................................9

I

T/CASMEXXX—2022

贮存...........................................................................9

II

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热工控制系统用光纤光栅温度传感器

1范围

本文件规定了热工控制系统用光纤光栅温度传感器的结构、分类及参数、要求、试验方法、检验规

则、标志、包装、运输和贮存。

本文件适用于热工控制系统用光纤光栅温度传感器（以下简称“传感器”）的制造和检验。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T1