AQ6202AQ6206浓缩精华版安全仪器监测工比武考试专用Word文档格式.docx
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光学式、催化燃烧式、热导式、气敏半导体式等等。
(1)载体催化元件的结构
载体催化元件由一个带催化剂的敏感元件(俗称黑元件)和一个不带催化剂的补偿元件(俗称白元件)构成,两者结构和尺寸相同(图1)。
载体催化元件最里层用Φ0.02~0.05mm的高性能铂丝绕制的螺旋圈,外面是由AL203和催化剂组成的催化外壳。
铂丝螺旋圈完成加热,承附载体和感测温度变化等功能;
AL203载体有定型、传热和载附催化剂等功能;
催化剂由氯化钯外加稳定剂钍配制而成,有降低起燃温度、提高稳定性等功能。
将图1所示的载体元件点焊到类似晶体管座的元件架上成为一个完整的元件(图2)。
把两个阻值相近的黑白元件选配在一起(称为配对)。
装上元件帽成对地封装在粉末冶金气室中经过灌封处理就成为实用的甲烷传感头。
3.4零点zeropoint
在新鲜空气中,元件工作在规定工作电压或规定工作电流时电桥的输出值。
3.5零点漂移zerodrift
元件在新鲜空气或甲烷空气混合物中工作时,其零点的变化。
3.6灵敏度sensitivity
元件工作在规定工作电压或规定工作电流时和某一浓度甲烷气体起反应时,电桥的输出值与甲烷气体浓度之比。
3.7灵敏度漂移sensitivitydrift
元件在新鲜空气或甲烷空气混合物中工作时,其灵敏度的变化。
3.8寿命life-span
元件在某一浓度甲烷气体中工作时,其灵敏度下降到初始值某一百分率的时间。
3.10响应时间T90responsetime
甲烷浓度发生阶跃变化时,电桥输出达到稳定值的90%的时间。
4.1元件按工作方式分为:
a)连续式元件:
能长期连续正常工作的元件。
b)间断式元件:
以10h为周期能连续正常工作的元件。
【说明】间断式元件的工作时间由8h改为10h,是为满足煤矿现场具体需要,确保采用间断式元件的便携式仪器在煤矿井下的使用时间。
连续式元件:
一般用0.03mm,电压3v,电流150mA;
间断式元件:
一般用0.02mm,电压2v,电流120mA;
0.015mm,电压2.8v,电流75mA
0.02mm,电压2.8v,电流90mA
5.2工作电源
元件应能在稳压源或恒流源的电桥中工作。
5.3灵敏度
应不小于12mV/1%CH4。
5.5响应时间
间断式元件,应不大于6s;
连续式元件,应不大于15s。
【说明】随着元件制造水平提高,连续式元件响应时间由20s更改为15s。
5.8灵敏度漂移和零点漂移
5.8.1连续式元件,连续工作15d,应符合本标准5.7的规定。
5.8.2间断式元件,间断工作15×
10h,应符合本标准5.7的规定。
【说明】经过“九五”攻关,元件灵敏度漂移和零点漂移这个技术指标已可以达到21天,而MT281-94规定元件的灵敏度漂移和零点漂移指标仅为7天;
继续使用该指标既不能有效指导元件的生产,也不能满足煤矿安全监控的需要,所以元件的灵敏度漂移和零点漂移由7d改为15d
5.10抗高浓度甲烷冲击性
元件经抗高浓度甲烷冲击性试验后,灵敏度的变化量应不超过±
20%。
5.13防爆要求
元件防爆性能应符合GB3836.1-2000中第13章和附录F以及GB3836.2-2000中第15.1、第15.2、附录B11.2的要求。
【说明】新增加的技术要求。
工作时,元件微珠表面温度会达到400℃以上,防爆型式应采用隔爆型,并规定了元件的防爆试验内容,外壳耐压试验、内部点燃的不传爆试验、热试验。
6.1.1试验装置(如下图)
图1试验装置线路图
R1、R2—电桥电阻;
C—补偿元件;
D—检测元件;
V—电压表;
K—开关;
mA—电流表;
W1—调零电位器;
W2—调压电位器;
E—电源
【说明】随着元件制造工艺的改变,原MT281-94试验装置线路图中的补偿元件匹配电阻已无必要。
6.1.4试验气体流量的规定
各种试验时的气体流量由企业标准规定,并且所有通气试验的流量应保持一致且应不大于300ml/min。
【说明】因各生产厂家的气室结构不同,甲烷与元件表面交换的速率、甲烷到达元件表面的时间就不同,所以,各生产厂家通气试验的流量不能规定一致,但同一厂家所有通气试验的流量必须保持一致。
第二部分
AQ6203-2006煤矿用低浓度载体催化式甲烷传感器
前言
MT444-1995标准颁布以来,对于指导低浓度甲烷传感器的生产起到了重要作用。
但是,随着甲烷载体催化元件性能的提高和传感器技术的进步,本标准部分条款已相对落后,不能满足煤矿安全生产的需要。
如经过“九五”攻关,低浓度甲烷传感器的工作稳定性已超过21天,而原标准规定稳定性指标仅为7天;
又如,煤矿高产高效工作面的走向长度已超过2km,而MT444-1995规定传感器到分站的最小传输距离仅为1km。
因此急需制定新的低浓度甲烷传感器的安全生产行业标准,以提升煤矿安全装备的整体技术水平。
本标准在技术要求上有两个重要的变化,即传感器的工作稳定性应不小于15d和传感器与关联设备的传输距离应不小于2km。
同时,依据传感器相关技术水平的进步与发展,对传感器基本误差、响应时间、工作大气压范围等技术指标作出了修订,新增了传感器示值稳定性、遥控调校等要求及试验方法;
为提高传感器的安全性能,将绝缘电阻和介电强度试验列为出厂检验项目,完善了防爆要求。
术语和定义
3.3标定点calibrationpoint
传感器为满足测量准确度所选择的校准气样值。
技术要求
4.1.2传感器及与其关联的设备应经通过国家授权的防爆检验机构联检。
与传感器配套的关联设备应具有有效期内的矿用产品安全标志证书。
【说明】根据国务院安全生产委员会办公室2006年21号文件要求,煤矿监控系统应“……配置稳定性为15天以上的传感元件或传感器等关联设备,严禁使用未经国家授权的安全生产检测检验机构进行安全联检的关联设备”。
4.4输出信号制式
宜选用如下信号制式:
a)电流型:
DC(1~5)mA,(4~20)mA;
b)频率型:
(5~15)Hz,(200~1000)Hz,脉冲宽度大于0.3ms;
c)数字信号型:
传输速率为1200bps,2400bps,4800bps,9600bps,电平不小于3V。
4.8在甲烷浓度超过测量范围上限时,传感器应具有保护载体催化元件的功能,并应使传感器的显示值和输出信号值均维持在超限状态。
4.9传感器宜具有遥控调校功能。
目前传感器主流产品都具有这项功能,将此功能写入标准,一是遥控器由专人保管,避免了非专业人员违章改变报警值、断电值而引发事故。
二是解决了调校电位器的易损问题、传感器不易密封等问题,延长了传感器的寿命。
4.10显示值的稳定性和基本误差
4.10.1显示值稳定性
在0.00~4.00%CH4范围内,当甲烷浓度保持恒定时,传感器的显示值或输出信号值(换算为甲烷浓度值)的变化量应不超过0.04%CH4。
避免传感器测量的不确定性,提高测量精度。
4.10.2传感器的基本误差应符合表1的规定。
表1传感器的基本误差
测量范围(%CH4)
基本误差
0.00~1.00
±
0.10%CH4
1.00~3.00
真值的±
10%
3.00~4.00
0.30%CH4
MT444-1995中传感器基本误差表%CH4
测量范围
基本误差
0.00~1.00
0.10
>
1.00~2.00
0.20
2.00~4.00
0.30
【说明】在MT444-1995中传感器基本误差要求为下表,通过对比,可以看出本标准中提高了传感器在(1.00~3.00)%CH4这一段的基本误差要求。
以断电值1.50%CH4为例,原标准允许误差为0.20%CH4,本标准为0.15%CH4,提高了精度要求。
4.11传感器一般应能在输入电压9V~24V范围内正常工作,其基本误差应不超过4.10.2的规定。
主要是为满足AQ6201-2006中4.4.2.3条“由外部本安电源供电的设备一般应能在9V~24V范围内正常工作”的要求。
标准中的电压值应是指传感器近端输入电压。
4.12传感器使用电缆的单芯截面积为1.5mm2时,传感器与关联设备的传输距离应不小于2km,关联设备的显示值或输出信号值(换算为甲烷浓度值)应不超过4.10.2的规定。
【说明】修订的技术要求。
由于现在传感器功耗降低,与之关联的本安电源带载能力提高;
且煤矿现场要求提高传感器与本安电源的传输距离。
4.13工作稳定性
传感器连续工作15d的基本误差应不超过4.10.2的规定。
【说明】修订的技术要求。
由于载体催化元件的工作稳定性提高,能够满足传感器连续工作15d的要求;
同时,煤矿现场需要高稳定性传感器,以减少调校次数和维护工作量。
4.14响应时间(T90)
传感器的响应时间应不大于20s。
由于载体催化元件响应时间指标提高,传感器响应时间能够由原来的30s提高到20s,满足了煤矿现场快速监测的需要。
4.25.6传感器应能通过GB3836.4-2000第10.1~10.4规定的火花点燃试验。
传感器与关联设备通过不低于2km电缆(单芯截面积为1.5mm2)连接后,应能通过GB3836.4-2000第10.1~10.4规定的火花点燃试验。
【说明】新增加的防爆要求。
传感器与关联设备间的安全火花联检,在MT444-1995中未明确要求,关联设备间的安全火花试验是煤矿监控系统中各关联设备能否安全连接的检验手段,未经联检的关联设备在连接使用时可能会产生非安全火花,发生安全隐患。
4.25.9传感器所采用的载体催化元件应符合“AQ6202-2006煤矿甲烷检测用载体催化元件”的要求,并具有有效期内的矿用产品安全标志证书。
【说明】载体催化元件是纳入矿用产品安全标志管理范围的,对载体催化元件的选用一定要根据矿用产品安全标志管理办法进行。
另一个目的就是强调选用稳定性达到15d的载体催化元件。
5.5传输距离
将传感器与关联设备通过不低于2km的模拟电缆(或单芯截面积为1.5mm2的电缆,但应在该传感器的关联设备明细中,注明该种电缆的生产厂家及型号)连接,由关联设备提供传感器所需电源。
通气测试
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