矿用一氧化碳检测报警器型式评价大纲

1矿用一氧化碳检测报警器型式评价大纲本型式评价大纲适用于分类编码为46381500矿井下使用的电化学原理的一氧化碳检测报警器(以下简称检测报警器)的型式评价。2引用文件本规范引用了下列文件：GB/T2423.1—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A:GB/T2423.2—2008电工电子产品环境试验第2GB/T2423.4—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db:交变湿热(12h+12h循环)注：凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。检测报警器用于检测矿井作业环境中一氧化碳气体的浓度。当一氧化碳气体浓度值超过报警设定值时能自动发出声、光报警信号。检测报警器主要由一氧化碳电化学传感器、电子部件和显示部分等组成，电化学传感器将环境中一氧化碳气体浓度值转换成电信号，然后通过电子部件处理，并以浓度值根据使用方式的不同，检测报警器可以分为便携式(矿山行业通称为报警仪或测定器)和固定式(矿山行业通称为传感器)。固定式检测报警器还具有对应于浓度的信号根据检测报警器自身特点应明确关键零部件和材料，格式见表1。名称备注12电化学传感器响应时间：≤30s3电池24法制管理要求4.1计量单位一氧化碳浓度单位一般采用μmol/mol。4.2标志与标识4.2.1检测报警器应标明制造单位、仪器名称、型号及编号、制造日期、防爆标志及编号、煤矿安全标志及编号。4.2.2检测报警器应在铭牌中注明其测量范围、示值误差等主要技术指标。5计量要求5.1示值误差检测报警器的显示值、固定式检测报警器的输出信号值(换算为一氧化碳浓度值)与气体标准物质浓度值的偏差(即检测报警器的示值误差)应符合表2的规定。示值误差绝对误差相对误差%士2士5士65.2重复性检测报警器的重复性应不大于2%。5.3响应时间检测报警器的响应时间不大于45s。5.4漂移检测报警器的漂移分为零点漂移和量程漂移，分别应符合表3的规定。零点漂移%士2士5士10士336.1.1检测报警器不应有影响其正常工作的外观损伤，新制造的涂层不应有明显的颜6.1.3检测报警器充电器、标定罩和固定式检测报警器的输出连接电缆、遥控调校器各按键应能正常操作和控制，显示清晰、完整。6.3.2便携式检测报警器应具有欠压提示功能，固定式检测报警器应具有遥控调校功6.3.3检测报警器应能在(1～100)μmol/mol范围内任意设置报警点，报警显示值与6.3.4便携式检测报警器的报警声级强度应不小于75dB(A),固定式检测报警器的报警声级强度应不小于80dB(A)。6.3.5报警光信号在黑暗环境中20m远处应能清晰可见。固定式检测报警器应能在输入电压DC:(9～24)V范围内正常工作，显示值与输出信号值(换算为一氧化碳浓度值)的误差均应符合5.1的规定。固定式检测报警器使用单芯截面积为1.5mm²的铜芯电缆时，其传输距离应不小于2km,显示值与输出信号值(换算为一氧化碳浓度值)的误差均应符合5.1的规定。检测报警器带电回路与外壳之间，绝缘电阻应不小于50MQ;交变湿热后应不小检测报警器带电回路与外壳应能承受500V、50Hz、历时1min的绝缘强度试验，试验期间应不出现击穿和飞弧现象，且漏电流小于5mA。高温工作试验：试验温度为(40±2)℃,持续时间为2h。试验持续时间到达后，检测报警器的示值误差应符合5.1的规定。低温工作试验：试验温度为(O±2)℃,持续时间为2h。试验持续时间到达后，检测报警器的示值误差应符合5.1的规定。严酷程度：40℃,相对湿度为93%条件下，固定式检测报警器持续时间为12d;4便携式检测报警器持续时间为6d,试验后，其示值误差、绝缘电阻、绝缘强度应符合5.1、6.6和6.7的规定。6.9工作稳定性固定安装的检测报警器连续工作15d的示值误差应符合5.1的规定。便携式检测报警器可采用可充电电池或一次性可更换电池。其中，可充电电池每次充电后应能正常工作10h,检测报警器不应出现欠压关机，其示值误差应符合5.1的规定；一次性可更换电池在每天工作10h的情况下应能工作30d,检测报警器不应出现欠压关机，其示值误差应符合5.1的规定。7型式评价项目检测报警器的型式评价项目见表4。型式评价项目固定式检测报警器项目类型备注1△△观察项目2标志和标识△△观察项目3△△试验项目4△△试验项目5响应时间△△试验项目6△△试验项目7外观与结构△△试验项目8△△试验项目9功能要求△△试验项目电源电压适应性×△试验项目×△试验项目△△试验项目绝缘强度△△试验项目△△试验项目交变湿热试验△△试验项目△△试验项目注：“△”为型式评价项目；“×”为不需要型式评价项目。58.1提供样机的数量及要求申请单位每种产品应提供3套样机及必要的辅助配件。当申请单位无法提供受试样品满足防爆要求的证明文件时，样机应由性能检验的技术机构委托具备第三方检测资质的机构进行防爆检验，并由受委托方出具符合满足防爆要求的证明文件，以确保检验性能检验所有试验项目应在同3台样机上进行，且不得在试验期间或试验中对样试验目的是检查检测报警器的示值误差是否符合5.1的要求。环境温度(15～35)℃,波动不大于±2℃;环境相对湿度不高于85%,周围环境a)气体标准物质：空气中一氧化碳气体标准物质，相对扩展不确定度应不大于b)零点气体：合成空气(一氧化碳含量不大于1×10~6)。c)气体流量计：(60～600)mL/min,准确度级别不低于4级。d)直流稳压电源：输出电压：DC(0～30)V,输出电流：不小于3A。e)数字万用表：直流电压(0～500)V,直流电流(0～300)mA,分辨力：不低于四位半，准确度：不低于0.5级。f)频率计：(0～1000)kHz,分辨力：1Hz。的如图1所示。6接通电源，按照检测报警器使用说明书要求的时间对其进行预热，一般预热时间不少于15min;按照说明书规定的流量，按图2的方法通入零点气体校准检测报警器的零点；通入量程50%的一氧化碳气体标准物质校准检测报警器的示值(以下简称校准检测报警器);零点和示值分别校准3次。按检测报警器说明书要求的流量，分别通入浓度约为20μmol/mol、量程35%、量程50%、量程85%的一氧化碳气体标准物质，读取检测报警器稳定示值(或信号输出值换算成一氧化碳浓度值)。每点测量3次，取其算术平均值为检测报警器各点9.1.1.5数据处理按式(1)或式(2)计算示值误差，取绝对值最大的作为检测报警器的示值误差。x——3次示值的算术平均值，μmol/mol;xo——通入的气体标准物质的浓度值，μmol/mol。结果符合5.1的要求为合格。9.1.2重复性79.1.2.1试验目的试验的目的是检验检测报警器的重复性是否符合5.2的要求。9.1.2.2试验条件环境温度(15～35)℃,波动不大于±2℃;环境相对湿度不高于85%,周围环境空气中应无影响检测的干扰气体。9.1.2.3试验设备a)气体标准物质：空气中一氧化碳气体标准物质，相对扩展不确定度应不大于2.0%,k=2.b)气体流量计：(60～600)mL/min,准确度级别不低于4级。c)直流稳压电源：输出电压：DC(0～30)V,输出电流：不小于3A。d)标定罩：配套标定罩。9.1.2.4试验程序通入浓度约为量程85%的气体标准物质，待读数稳定后，记录检测报警器显示值x;,在相同条件下，重复上述测量6次，重复性以单次测量的相对标准偏差来表示。9.1.2.5数据处理按式(3)计算检测报警器的重复性sr。x;——第i次的示值，μmol/mol;z——6次示值的算术平均值，μmol/mol;n——测量次数(n=6)。9.1.2.6合格判据结果符合5.2的要求为合格。9.1.3响应时间9.1.3.1试验目的试验的目的是检验检测报警器的响应时间是否符合5.3的要求。9.1.3.2试验条件环境温度(15～35)℃,波动不大于士2℃;环境相对湿度不高于85%,周围环境空气中应无影响检测的干扰气体。9.1.3.3试验设备a)气体标准物质：空气中一氧化碳气体标准物质，相对扩展不确定度应不大于2.0%,k=2.b)零点气体：合成空气(一氧化碳含量不大于1×10-6)。c)气体流量计：(60～600)mL/min,准确度级别不低于4级。d)秒表：(0～24)h,分辨力：优于0.1s。e)直流稳压电源：输出电压：DC(0～30)V,输出电流：不小于3A。8f)标定罩：配套标定罩。9.1.3.4试验程序通入浓度约为量程50%的气体标准物质，读取稳定示值后；撤去气体标准物质，通入零点气体，待示值稳定后；再通入上述浓度的气体标准物质，同时用秒表记录从通入气体标准物质瞬间起到检测报警器显示上述稳定示值90%的时间。重复测量3次取3次测量值的平均值作为检测报警器的响应时间。9.1.3.5数据处理按式(4)计算检测报警器的响应时间t。t₁——第i次秒表的读数值。9.1.3.6合格判据结果符合5.3的要求为合格。9.1.4漂移9.1.4.1试验目的试验的目的是检验检测报警器的漂移是否符合5.4的要求。9.1.4.2试验条件环境温度(15～35)℃,波动不大于±2℃;环境相对湿度不高于85%,周围环境空气中应无影响检测的干扰气体。9.1.4.3试验设备a)气体标准物质：空气中一氧化碳气体标准物质，相对扩展不确定度应不大于b)零点气体：合成空气(一氧化碳含量不大于1×10-6)。c)气体流量计：(60～600)mL/min,准确度级别不低于4级。d)秒表：(0～24)h,分辨力：优于0.1s。e)直流稳压电源：输出电压：DC(0～30)V,输出电流：不小于3A。f)标定罩：配套标定罩。9.1.4.4试验程序通入零点气体，待读数稳定后，记录其显示值xz,然后通入浓度约为量程85%的气体标准物质，稳定后，记录读数xo,撤去气体标准物质。便携式的检测报警器连续运行1h,每间隔15min重复上述步骤一次；固定式的检测报警器连续运行4h,每间隔1h重复上述步骤一次，同时记录检测报警器显示值x及x。(i=1,2,3,4)。9.1.4.5数据处理按式(5)计算零点漂移，取绝对值最大的△作为检测报警器的零点漂移△,。按式(6)计算量程漂移，取绝对值最大的△。作为检测报警器的量程漂移△。。99.1.4.6合格判据结果符合5.4的要求为合格。9.2通用技术要求9.2.1外观及结构9.2.1.1试验目的检查检测报警器的外观和结构是否符合6.1的要求。9.2.1.2试验条件环境温度(15～35)℃,波动不大于±2℃;环境相对湿度不高于85%,周围环境空气中应无影响检测的干扰气体。9.2.1.3试验程序用手触、目测法进行检查。9.2.1.4合格判据结果符合6.1的要求为合格。9.2.2通电检查9.2.2.1试验目的检查检测报警器通电后是否符合6.2的要求。9.2.2.2试验条件环境温度(15～35)℃,波动不大于±2℃;环境相对湿度不高于85%,周围环境空气中应无影响检测的干扰气体。9.2.2.3试验程序用手触、目测法进行检查。9.2.2.4合格判据结果符合6.2的要求为合格。9.2.3功能要求9.2.3.1试验目的试验的目的是检验检测报警器功能是否符合6.3的要求。9.2.3.2试验条件环境温度(15～35)℃,波动不大于±2℃;环境相对湿度不高于85%,周围环境空气中应无影响检测的干扰气体。9.2.3.3试验设备a)气体标准物质：空气中一氧化碳气体标准物质，相对扩展不确定度应不大于2.0%,k=2.b)零点气体：合成空气(一氧化碳含量不大于1×10-6)。c)气体流量计：(60～600)mL/min,准确度级别不低于4级。d)直流稳压电源：输出电压：DC(0～30)V,输出电流：不小于3A。e)声级计：A计权，(30～130)dB;分辨力：0.1dB。f)钢卷尺：(0～30)m,分辨力：1mm。便携式检测报警器当电压不足时应有欠压提示功能；固定式检测报警器应可通过遥调节检测报警器，其报警点应能在(1～100)μmol/mol范围内任意设置。将检测报警器报警点设置在24μmol/mol,缓慢通入大于报警设定点浓度的一氧化碳气体标准物质，观察检测报警器声光报警是否正常，并记录出现声、光报警信号瞬间检测报警器的显示值，重复测量3次，3次报警值的算术平均值作为报警值，计算报警将检测报警器置于噪音小于50dB(A)的环境中，在检测报警器报警时将声级计置于报警声响器轴心正前方1m处，测量3次，取其平均值作为报警声级强度；将检测报警器置于黑暗环境中，距检测报警器20m处观察。试验的目的是检验固定式检测报警器在供电电源波动时是否符合6.4的要求。环境温度(15～35)℃,波动不大于±2℃;环境相对湿度不高于85%,周围环境空9.2.4.3试验设备a)气体标准物质：空气中一氧化碳气体标准物质，相对扩展不确定度应不大于2.0%,k=2.b)零点气体：合成空气(一氧化碳含量不大于1×10-6)。c)气体流量计：(60～600)mL/min,准确度级别不低于4级。d)直流稳压电源：输出电压：DC(0～30)V,输出电流：不小于3A。将固定式检测报警器接上稳压电源，将稳压电源的输出分别调至产品说明书规定的最高与最低工作电压，分别通入浓度值约为20μmol/mol、量程35%、量程50%、量程85%的一氧化碳气体标准物质，检测其示值误差。同9.1.1.5。结果符合6.4的要求为合格。试验的目的是检验固定式检测报警器的传输距离是否符合6.5的要求。9.2.5.2试验条件环境温度(15～35)℃,波动不大于±2℃;环境相对湿度不高于85%,周围环境空气中应无影响检测的干扰气体。9.2.5.3试验设备a)气体标准物质：空气中一氧化碳气体标准物质，相对扩展不确定度应不大于b)零点气体：合成空气(一氧化碳含量不大于1×10-6)。c)气体流量计：(60～600)mL/min,准确度级别不低于4级。d)直流稳压电源：输出电压：DC(0～30)V,输出电流：不小于3A。e)模拟电缆：参数应符合产品规定。f)标定罩：配套标定罩。9.2.5.4试验程序用直流稳压电源按检测报警器说明书规定的电压为其供电，在检测报警器信号输出端接入2km仿真电路(技术要求见附录B),在电缆末端接上对应的信号测试设备，然后分别通入浓度约为20μmol/mol、量程35%、量程50%、量程85%的一氧化碳气体标准物质，待读数稳定后，记录检测报警器的示值x;。同时测量并读取对应浓度输出的电信号值P,每点重复测量3次，计算出各点的显示值算术平均值z和输出信号的算术平均值P。9.2.5.5数据处理按式(7)将输出信号的算术平均值P换算为一氧化碳浓度值G。G——各点的输出信号的算术平均值P换算的一氧化碳浓度值，μmol/mol;Gm—输出电信号上限对应的一氧化碳浓度值，μmol/mol;G₀——输出电信号下限对应的一氧化碳浓度值，μmol/mol;Pn输出电信号上限标称值；P₀——输出电信号下限标称值；p各点的输出信号的算术平均值。再按式(8)计算检测报警器各点的信号传输误差，取最大的△,为其信号传输△x——各点的信号传输误差；x——各点的显示值算术平均值。9.2.5.6合格判据结果符合6.5的要求为合格。试验的目的是检验检测报警器的绝缘电阻是否符合6.6的要求。环境温度(15～35)℃,波动不大于±2℃;环境相对湿度不高于85%,周围环境绝缘电阻表：输出电压500V,准确度级别优于10级。用绝缘电阻表分别测量检测报警器带电回路对外壳之间的绝缘电阻，取最小值作为9.2.6.5合格判据结果符合6.6的要求为合格。试验的目的是检验检测报警器的绝缘强度是否符合6.7的要求。环境温度(15～35)℃,波动不大于±2℃;环境相对湿度不高于85%,周围环境耐压试验仪：交流电压(0～1.5)kV,频率为50Hz,准确度级别优于5级。用耐压试验仪分别在检测报警器带电回路与外壳之间施加500V、50Hz的交流电压，保持1min,均应无击穿和闪络现象，且漏电流小于5mA。结果符合6.7的要求为合格。试验的目的是检验检测报警器在(40±2)℃和(O±2)℃温度条件下工作时是否符合6.8.1的要求。9.2.8.2试验条件高温试验：(40±2)℃,持续2h;a)气体标准物质：空气中一氧化碳气体标准物质，相对扩展不确定度应不大于2.0%,k=2.b)零点气体：合成空气(一氧化碳含量不大于1×10~6)。c)气体流量计：(60～600)mL/min,准确度级别不低于4级。d)直流稳压电源：输出电压：DC(0～30)V,输出电流：不小于3A。e)高低温试验箱：温度分别恒定在40℃和0℃,温度偏差不超过±2℃。试验中向检测报警器通入的标准气样的温度应与试验要求温度一致。高温工作试验：按GB/T2423.2中试验Bb规定的方法进行，在温度为(40±2)℃条件下，将检测报警器通电，稳定2h后，在持续时间到达后，按9.1.1.4进行试验。低温工作试验：按GB/T2423.1中试验Ab规定的方法进行，在温度为(0±2)℃条件下，将检测报警器通电，稳定2h后，在持续时间到达后，按9.1.1.4进行试验。同9.1.1.5.结果符合6.8.1的要求为合格。试验的目的是检验检测报警器经交变湿热试验后是否符合6.8.2的要求。温度(40±2)℃,相对湿度(93±3)%,持续时间：便携式6d,固定式12d。a)气体标准物质：空气中一氧化碳气体标准物质，相对扩展不确定度应不大于2.0%,k=2.b)零点气体：合成空气(一氧化碳含量不大于1×10-6)。c)气体流量计：(60～600)mL/min,准确度级别不低于4级。d)直流稳压电源：输出电压：DC(0～30)V,输出电流：不小于3A。e)湿热试验箱：温度恒定在40℃时，允许误差不超过土2℃;相对湿度恒定在93%时，允许误差不超过±3%。按GB/T2423.4中试验DB规定的方法进行，检测报警器不包装，不通电，不进行中间检测，试验后，在正常试验条件下恢复2h。按9.1.1.4、9.2.6.4和9.2.7.4同9.1.1.5。结果符合6.8.2的要求为合格。试验的目的是检验检测报警器的连续工作的稳定9.2.10.2试验条件环境温度(15～35)℃,波动不大于±2℃;环境相对湿度不高于85%,周围环境空气中应无影响检测的干扰气体。9.2.10.3试验设备a)气体标准物质：空气中一氧化碳气体标准物质，相对扩展不确定度应不大于2.0%,k=2.c)气体流量计：(60～600)mL/min,准确度级别不低于4级。d)直流稳压电源：输出电压：DC(0～30)V,输出电流：不小于3A。e)秒表：(0～24)h,分辨力：优于0.1s。f)标定罩：配套标定罩。9.2.10.4试验程序将调整好的固定式检测报警器在空气中连续运行15d,每隔12h记录零点并按规定流量通入量程50%左右的气体标准物质3min,记录显示值和输出信号值，试验期间不得调整检测报警器。将调整好的便携式检测报警器在空气中连续运行15d,每天运行10h,每9.5h后记录一次零点并按规定流量通入量程50%左右的气体标准物质3min并记录显示值试验期间不得调整检测报警器。使用一次性可更换电池的便携式检测报警器连续运行30d,每天运行10h,每9.5h后记录一次零点并按规定流量通入量程50%左右的气体标准物质3min并记录显示值。试验期间不得调整检测报警器。9.2.10.5数据处理同9.1.1.5。9.2.10.6合格判据结果符合6.9的要求为合格。10试验项目所用计量器具和设备表试验项目所用计量器具和设备见表5。序号测量区间备注1空气中一氧化碳气体标准物质 2零点气合成空气34级4输出电压：DC(0～30)V;表5(续)序号测量区间备注5直流电压：(0～500)V;分辨力：高于四位半；0.5级6分辨力：1Hz7带宽：100MHz;采样率：1.0GS/s810.0级9工频耐压试验仪5级分辨力：0.1s声级计11型式评价记录格式型式评价原始记录格式见附录A。矿用一氧化碳检测报警器型式评价记录格式大纲中要求的章节号十备注十X×检测报警器编号十检测编号器信号输出值/Hz(换算后、十信号123123名称型号/浓度编号最大允许误差第页共页3.重复性试验检测的开始时间检测的结束时间：检测的数据记录：检测编号μmol/mo%十123456本试验项目合格判定要求：本试验项目的结论：检测过程中异常情况记录：所用计量器具及设备名称型号/浓度编号最大允许误差第页共页4.响应时间试验检测的数据记录：检测报警器编号响应时间/s十123本试验项目合格判定要求：本试验项目的结论：检测过程中异常情况记录：所用计量器具及设备名称型号/浓度编号最大允许误差5.漂移试验检测编号μmol/mo零点漂移%十1234名称型号/浓度编号最大允许误差第页共页6.功能要求试验检测的数据记录(报警点设置):检测报警器编号十报警点应能在(1～100)μmol/mo检测的数据记录(报警误差):编号实测报警值%十123检测的数据记录(报警声级强度):检测报警器编号十123检测报警器编号十本试验项目合格判定要求：本试验项目的结论：检测过程中异常情况记录：所用计量器具及设备名称型号/浓度编号最大允许误差第页共页检测的数据记录(固定式最高工作电压):检测编号(换算后)十信号123123检测的数据记录(固定式最低工作电压)检测编号(换算后)十信号123123本试验项目合格判定要求：本试验项目的结论：检测过程中异常情况记