安徽省地方计量检定规程
JJG(皖) 70—2025
煤矿用激光甲烷传感器
Laser Methane Sensor for Coal Mine
2025—01—09 发布2025—03—01 实施
安徽省市场监督管理局发布
归口单位:安徽省化学计量技术委员会
主要起草单位:淮南市计量测试检定所
上海市闵行区计量质量检测所
安徽省计量科学研究院
寿县市场监督检验所
本规程委托安徽省化学计量技术委员会负责解释
JJG(皖) 70-2025
代替JJG(皖) 70-2019
JJG(皖)70-2025
本规程主要起草人:
邓民(淮南市计量测试检定所)
丁成(淮南市计量测试检定所)
鞠乐(上海市闵行区计量质量检测所)
冯丹(安徽省计量科学研究院)
方建华(寿县市场监督检验所)
参加起草人:
殷承昊(淮南市计量测试检定所)
杨二根(淮南市计量测试检定所)
JJG(皖)70-2025
Ⅰ
目录
引言..............................................................................................................................Ⅱ
1 范围............................................................. 1
2 引用文件......................................................... 1
3 术语和计量单位................................................... 1
4 概述............................................................. 2
5 计量性能要求..................................................... 2
5.1 示值误差....................................................... 2
5.2 重复性......................................................... 2
5.3 漂移........................................................... 2
5.4 响应时间....................................................... 2
5.5 信号传输误差................................................... 2
6 通用技术要求..................................................... 3
6.1 外观与结构..................................................... 3
6.2 标志与标识..................................................... 3
6.3 报警功能及报警动作值检查....................................... 3
6.4 绝缘电阻....................................................... 3
7 计量器具控制..................................................... 3
7.1 检定条件....................................................... 3
7.2 检定项目....................................................... 4
7.3 检定方法....................................................... 5
7.4 检定结果的处理.................................................. 8
7.5 检定周期........................................................ 8
附录A 模拟电缆仿真电路技术要求...........................................................................9
附录B 煤矿用激光甲烷传感器检定原始记录.........................................................10
附录C 检定证书/检定结果通知书内页格式...........................................................12
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Ⅱ
引言
本规程依据JJF 1001《通用计量术语及定义》、JJF 1002《国家计量检定规
程编写规则》进行编写。本规程主要参考了MT/T 210—1990《煤矿通讯、检测、
控制用电工、电子产品通用技术要求》、KA/T 6211-2008《煤矿用非色散红外甲
烷传感器》及JJG 1138-2017《煤矿用非色散红外甲烷传感器》的相关内容。
本规程代替JJG(皖) 70-2019《煤矿用激光甲烷传感器》。
相对于首次发布,本规程主要在以下部分进行了修改:
——增加“术语和计量单位”;
——“概述”中将传感器根据使用方式分为固定式和便携式两种,并对检定
项目分别做出规定。
——将“计量性能要求中”报警功能项目移入“通用技术要求”。
——检定环境温度调整为:(15~35) ℃。
——“信号传输误差”中取消对数字信号传输型传感器的要求。
——将“通电检查”项目并入“外观与结构”。
——将“报警误差”改为“报警功能及报警动作值”。
——“报警声级强度”中对固定式和便携式仪器分别做出规定。
——将绝缘电阻测量电压等级限定为500 V。
——将“重复性”所用气体浓度改为3.5 %CH4或35 %CH4。
——“检定方法”中增加传感器连接示意图。
——调整了部分检定项目的顺序。
本规程所代替的历次版本发布情况为:
——JJG(皖) 70-2019
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煤矿用激光甲烷传感器检定规程
1 范围
本规程适用于测量范围为(0~10) %CH4 及(0~100) %CH4 的煤矿用激光甲烷
传感器(包括固定式和便携式)的首次检定、后续检定和使用中检查。
2 引用文件
本规程引用下列文件:
JJF 1001 通用计量术语及定义
JJF 1002 国家计量检定规程编写规则
MT/T 210—1990 煤矿通讯、检测、控制用电工、电子产品通用技术要求
KA/T 6211-2008 煤矿用非色散红外甲烷传感器
JJG 1138-2017 煤矿用非色散红外甲烷传感器
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于该规程;凡是不注日期的引
用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。
3 术语和计量单位
3.1 显示值displayed value
传感器显示的甲烷浓度测量数值,以体积百分比表示,单位为%CH4。
3.2 零点zero point
传感器在清洁空气或高纯氮气中正常工作时的显示值。
3.3 标定calibration
通过遥控器或仪器按钮等将传感器显示值调整至气体标称值的过程。
3.4 报警点alarm point
传感器依据使用要求所预先设置的报警启动值。
3.5 响应时间response time
甲烷浓度发生阶跃变化时,传感器或配套显示终端的显示值达到稳定值的
90%时所需的时间。
3.6 显示值稳定性Display value stability
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在规定的工作条件和时间内,传感器显示值在标定点保持在允许变化范围内
的性能。
4 概述
传感器采用激光光谱吸收原理来测量甲烷浓度。传感器主要由激光探头、电
子部件和显示部分等组成。工作时,被测环境中的甲烷以扩散方式进入传感器的
激光探头,甲烷浓度值转换成线性变化的电信号,然后通过电子元件处理,通过
显示屏显示甲烷浓度值并输出对应于甲烷浓度值的电信号。当甲烷浓度达到报警
设定点时,传感器发出声、光报警信号,从而实现甲烷浓度的检测与报警。
传感器根据用途及型号分为两类:
环境监测用:测量范围为(0~10)%CH4或(0~100)%CH4;
瓦斯抽放管道监测用:测量范围为(0~100)%CH4。
传感器根据使用方式分为固定式和便携式两种。
5 计量性能要求
5.1 示值误差
传感器的示值误差应符合表1 的规定。
表1 传感器最大允许误差
标准值范围(%CH4) 绝对误差(%CH4) 相对误差(%)
0<X≤1 ±0.06 ——
1<X≤100 —— ±6
5.2 重复性
不大于1%。
5.3 漂移
零点漂移:不超过±0.04%CH4;
量程漂移:不超过±2%CH4。
5.4 响应时间
环境监测类传感器的响应时间不大于25s;瓦斯抽放管道监测类传感器的响
应时间不大于50s。
5.5 信号传输误差
对于采用模拟信号与关联设备联接的固定式传感器,传感器使用单芯截面积
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为1.5 mm2的铜芯电缆或者模拟电缆与关联设备联接时,其传输距离应不小于2 km,
显示值与输出信号值(换算为甲烷浓度值)的误差应符合第5.1 条的规定。
6 通用技术要求
6.1 外观与结构
传感器的显示窗应透光良好,数码、符号应显示清晰完整,具有遥控调教功
能;传感器表面、镀层或涂层不应有气泡、裂痕、明显剥落和斑点;传感器采用
扩散取样方式,取样口应有防粉尘、水汽影响的保护措施。
6.2 标志与标识
应采用有证的氮气中甲烷气体标准物质(4%CH4 以下浓度也可采用空气中
传感器铭牌应清晰完整,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和其它法制管理要求的标志。
6.3 报警功能及报警动作值
6.3.1 传感器的声光报警功能应正常。
6.3.2 报警声强度:固定式传感器应不小于80dB(A),便携式仪器应不小于75
dB(A)。
6.3.3 传感器的报警光信号应能在黑暗环境中20m 远处清晰可见。
6.4 绝缘电阻:固定式传感器在500V 电压等级下的绝缘电阻应不小于50MΩ。
7 计量器具控制
计量器具控制包括首次检定,后续检定和使用中检查。
7.1 检定条件
7.1.1 检定环境条件
7.1.1.1 环境温度:(15~35)℃。
7.1.1.2 环境湿度:(45~75)%RH。
7.1.1.3 检定报警声强度时,环境噪声强度不大于50dB(A)。
7.1.1.4 环境中应无影响传感器正常工作的气体和电磁场干扰。
7.1.1.5 配备必要的通风防爆措施。
7.1.2 检定用仪器设备
7.1.2.1 气体标准物质
甲
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烷),相对扩展不确定度不大于2%(k=2),具体浓度值如表2 所示。
表2 检定用气体标准物质
单位为%CH4
传感器量程0~10 0~100
检定项目标准气体浓度
响应时间2.00 20.0
示值误差0.50;3.50;9.00 0.50;3.50;9.00;35.0;85.0
重复性3.50 35.0
漂移9.00 85.0
注:实际使用标称浓度值与表格规定值偏离不应超过±10%。
7.1.2.2 零点气体
测量范围(60~600)mL/min;准确度等级不低于4.0 级。
7.1.2.4 声级
清洁空气或高纯氮气(纯度不低于99.99%)。
7.1.2.3 流量计
计
测量范围(35~130)dB(A);准确度等级不低于2 级。
7.1.2.5 绝缘电阻表
最高输出电压不低于24V,最大输出电流不低于2 A。
7.1.2.9 频率
输出电压500 V,准确度等级不低于10.0 级。
7.1.2.6 电子秒表
分辨力不低于0.01s,最大允许误差:±0.07s/10min。
7.1.2.7 钢卷尺
测量范围不低于(0~20)m,分度值不低于1mm。
7.1.2.8 直流稳压电源
计
测量范围(0~2000)Hz;分辨力不低于1 Hz。
7.1.2.10 模拟电缆
模拟2km 长度电缆参数,直流电阻12.8Ω/km,分布电容0.06μF/km,分布
电感0.8mH/km。详情见附录A。
7.2 检定项目
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检定项目如表3 所示。
表3 检定项目一览表
序号检定项目
首次检定后续检定使用中检查
固定式便携式固定式便携式固定式便携式
1 外观与结构+ + + + + +
2 标志与标识+ + + + + +
3 响应时间+ + + + - -
4 示值误差+ + + + + +
5 重复性+ + + + - -
6 漂移+ + + + - -
7 报警功能及报警动作值+ + + + - -
8 信号传输误差+ - + - - -
9 绝缘电阻+ - + - - -
注:1、“+”为需要检定项目;“-”为不需要检定项目。
2、对于采用数字信号与关联设备联接的传感器,信号传输误差项目可以不做。
7.3 检定方法
7.3.1 外观与结构
用目测、手感方式进行。
7.3.2 标志与标识
用目测、手感方式进行。
7.3.3 传感器的调整
按图1 所示连接传感器和检定用仪器设备,接通电源,传感器预热时间不少
于15min,用零点气体调整传感器零点。再按说明书规定的流量(无规定的默认
为200 mL/min)向传感器通入表2 所列的标定气体,通气时间3 min,然后将传
感器显示值调至与标准值一致。重复3 次,在此后的检定过程中不得再次调整。
图1 传感器连接示意图
气体标准
物质
流量计传感器
直流稳压
电源
2km 模拟
电缆
频率计
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7.3.4 响应时间
传感器示值在零点气体中稳定后,按规定流量通入表2 中规定的标准气体,
读取传感器稳定示值,撤去标准气体。等待示值在零点气体中稳定后,再次通入
标准气体,并同时启动秒表,当传感器示值升至第一次稳定示值的90%时止住秒
表,此时间间隔即为响应时间。重复测量3 次,取3 次测量值的算术平均值作为
传感器的响应时间。
7.3.5 示值误差
按规定流量向传感器分别通入表2 中示值误差规定的标准气体各3min,读
取传感器的稳定显示值,每个浓度点重复测3 次,取算术平均值为传感器各点示
值。按照式(1)、式(2)计算传感器的示值误差。
x x x0 (1)
0
0
x x 100
x
(2)
式中:
Δ�——示值的绝对误差,%CH4;
δ——示值的相对误差,%;
�