热工控制系统用光纤光栅温湿度传感器征求意见稿

ICS170.040.30

CCSN95

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湿度传感器

Fibergratingtemperatureandhumiditysensorforthermalcontrolsystem

（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：……

II

T/CASMEXXX—2022

热工控制系统用光纤光栅温湿度传感器

1范围

本文件规定了热工控制系统用光纤光栅温湿度传感器的结构及参数、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湿度传感器（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/T2423.7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。

湿度传感器humiditysensor

能感受气氛中水蒸气含量并转换成可用输出信号的传感器。

[来源：GB/T7665—2005，3.3.2]

光纤光栅温湿度传感器opticalfibergratingtemperatureandhumiditysensor

利用光纤器件的传输及敏感特性，将感受的温度、湿度转换成可用输出信号的传感器。

[来源：GB/T7665—2005，3.3.2.6，有修改]

准确度accuracy

测量结果与被测量的真值之间的一致程度。

[来源：GB/T7665—2005，3.5.1.11]

1

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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结构及参数

结构

传感器主要由接头、尾纤段、探头组成。探头内含光纤光栅及温/湿敏膜，尾纤段内含光纤引线。

图1传感器型式示意图

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，℃5～50

测湿范围，％RH5～90

探头外径，mm≥10

探头长度，mm≥90

尺寸参数

尾纤段外径，mm≥2.1

尾纤段长度，mm100～2000

反射率，％＞50

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：5℃～50℃；

——相对湿度：5％RH～90％RH（无凝露、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。

2

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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。

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

温度，℃±1

准确度

湿度，％RH±3

温度，s≤2

响应时间

湿度，min≤5

插入损耗

传感器的插入损耗应不大于0.4dB。

外壳防护等级

传感器的外壳防护等级应为IP64。

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

5.7.1高温试验

传感器经表3规定的高温试验，试验过程中应能正常工作，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55±2-2

贮存

低温试验0±2-2

5.7.2低温试验

传感器经表3规定的低温试验，试验过程中应能正常工作，试验后进行检测，应符合5.2、5.3的规

定。

机械环境适应性

5.8.1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。

3

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5.8.2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

5.9.1抗拉性能

传感器探头与尾纤段的连接部位经不小于100N的抗拉试验后，应符合5.2、5.3的规定。

5.9.2抗弯性能

传感器尾纤段可弯曲半径应小于尾纤段直径的20倍，经抗弯试验后，应符合5.2、5.3的规定。

5.9.3抗压性能

传感器探头承受的压力不应小于500N，试验后应符合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。

试验设备

试验设备如下：

——恒温装置：温度在10min内的变化应不超过0.2℃；

——温湿度箱：箱内温湿度应能调节。温度稳定时，20min内箱内温度变化不应超过0.5℃；

湿度稳定时，20min内箱内湿度变化不应超过2％RH；

——标准温度计：不确定度应不超过准确度的1/3；

——湿度标准器：最大允许误差为±0.5％RH；

——毛发湿度表；

——空盒气压表。

外观结构

采用目测的方法检查。

主要性能

6.4.1准确度

6.4.1.1温度准确度

6.4.1.1.1检验温度点及试验顺序

检验温度点及试验顺序为5℃、20℃、35℃、50℃，各试验点的偏差不应超过±2℃。

4

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6.4.1.1.2检验方法

将恒温装置依次设定为6.4.1.1.1规定的检验温度，湿度设定为50％RH，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℃。

6.4.1.1.3结果计算

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

为试验结果。

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

式中：

Ue——第i个试验点的温度准确度，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℃。

6.4.1.2湿度准确度

6.4.1.2.1检验湿度点及试验顺序

选取5％RH（20℃）、50％RH（20℃）、90％RH（20℃）三个，各试验点的偏差不应超过±3％

RH。

6.4.1.2.2检验方法

将温湿度箱湿度依次设定为6.4.1.2.1规定的检验湿度，温度设定为20℃，使用传感器和湿度标准

器分别进行测量并记录，湿度标准器与传感器湿度测量结果均准确到±3％RH。

6.4.1.2.3结果计算

按式（2）计算每个试验点上传感器湿度准确度，取所有试验点传感器湿度准确度的算数平均值作

为试验结果。

푈푖=푈푠푖−푈푏푖········································································(2)

式中：

Ui——第i个试验点的湿度准确度，单位为％RH；

Usi——第i个试验点的传感器湿度测量值，单位为％RH；

Ubi——第i个试验点的湿度标准器测量值，单位为％RH。

6.4.2响应时间

6.4.2.1温度响应时间

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。

6.4.2.2湿度响应时间

在温度20℃±0.5℃环境下，给湿度传感器以阶跃的相对湿度变化U=50％RH，以传感器达到对

应于|U|×50％响应值所用的时间，分别为传感器升湿响应时间Ts，或降湿响应时间Tj，见图2。操作时

将现场环境的相对湿度作为U1，将标准湿度发生器的相对湿度调至U2，保证|U|=|U1-U2|≥50％RH。然后

5

T/CASMEXXX—2022

将U1（或U2）中的湿度传感器迅速置于U2（或U1）中，并以精度为0.1s的秒表或x-y记录仪记录传感器所

需的时间。

a）升温响应时间曲线b）降温响应时间曲线

图2响应时间曲线

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

（3）计算插入损耗。

퐼퐿=푃1−푃2··········································································(3)

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）。

外壳防护等级

按GB/T4208的规定进行。

工作稳定性

传感器放置在恒温装置和湿度箱中连续运行500h，每24h对25℃温度、50％RH湿度设置点记录计

算一次传感器测试值。

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6.3、6.4的

规定进行检查。

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6.3、6.4的

规定进行检查。

机械环境适应性

6.9.1振动试验

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T/CASMEXXX—2022

按GB/T2423.10的规定进行试验，试验结束后按6.3、6.4的规定进行检查。

6.9.2跌落试验

按GB/T2423.7的规定进行试验，试验结束后按6.3、6.4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。对传感器探头和尾纤段的连接部位施加100N的

拉力，保持1min，试验结束后按6.3、6.4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6.3、6.4的规定进行检查。

6.10.3抗压性能

按GB/T7424.21—2021中方法E3的规定进行。将传感器探头放置在钢板基座和移动钢板之间受500

N的压扁试验，保持1min，试验结束后按6.3、6.4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准确度√√

主要性能

3响应时间√√

4插入损耗-√

5外壳防护等级-√

6工作稳定性-√

7气候环境适应性高温试验-√

8气候环境适应性低温试验-√

9振动试验-√

机械环境适应性

10跌落试验-√

11抗拉性能-√

机械性能

12抗弯性能-√

7

T/CASMEXXX—2022

表4检验项目（续）

序号检验项目出厂检验型式检验

13机械性能抗压性能-√

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；

——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。

8

T/CASMEXXX—2022

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。

9

T/CASMEXXX—2022

目次

前言.................................................................................II

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

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

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

4结构及参数.........................................................................2

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

参数...........................................................................2

5要求...............................................................................2

工作环境条件...................................................................2

外观结构.......................................................................2

主要性能.......................................................................3

插入损耗.......................................................................3

外壳防护等级...................................................................3

工作稳定性.....................................................................3

气候环境适应性.................................................................3

机械环境适应性.................................................................3

机械性能.......................................................................4

6试验方法...........................................................................4

试验条件.......................................................................4

试验设备.......................................................................4

外观结构.......................................................................4

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

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

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...........................................................................8

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

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

I

T/CASMEXXX—2022

热工控制系统用光纤光栅温湿度传感器

1范围

本文件规定了热工控制系统用光纤光栅温湿度传感器的结构及参数、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湿度传感器（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/T2423.7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。

湿度传感器humiditysensor