王曉明

【摘 要】隨著礦用溫度傳感器不斷的更新?lián)Q代，測(cè)量的性能參數(shù)和指標(biāo)發(fā)生了很大變化，JJG（皖）38 -2012《礦用溫度傳感器》檢定規(guī)程已不能適應(yīng)檢定工作的需要，規(guī)程的修訂迫在眉睫，因此新規(guī)程應(yīng)運(yùn)而生。

【關(guān)鍵詞】礦用溫度傳感器;規(guī)程;解讀

中圖分類(lèi)號(hào)： TD727.2;TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）22-0247-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.115

1 概述

1.1 目的意義

礦用溫度傳感器（以下簡(jiǎn)稱傳感器）適用于煤礦有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境，是煤礦井下常用的熱工計(jì)量器具。主要用于煤礦井下通風(fēng)巷道環(huán)境監(jiān)測(cè)、機(jī)電設(shè)備、各類(lèi)管道內(nèi)和容器等復(fù)雜環(huán)境中溫度測(cè)量。傳感器計(jì)量數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，報(bào)警是否可靠，直接關(guān)系到煤礦井下安全生產(chǎn)，該類(lèi)傳感器定期進(jìn)行量值溯源意義重大。

1.2 修訂背景

JJG（皖）38-2012《礦用溫度傳感器》檢定規(guī)程（以下簡(jiǎn)稱舊規(guī)程）制定于2012年，舊規(guī)程的實(shí)施取得了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)和計(jì)量管理等起到了積極作用。隨著煤礦井下監(jiān)測(cè)自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，傳感器科技水平快速發(fā)展，測(cè)量準(zhǔn)確大幅提高，大數(shù)據(jù)集中采集傳輸廣泛應(yīng)用，傳感器出現(xiàn)很多品種各異，類(lèi)型結(jié)構(gòu)不同的種類(lèi)，計(jì)量的性能參數(shù)和指標(biāo)也發(fā)生了很大變化。舊規(guī)程在檢定方法、檢定手段等方面已不能滿足檢定工作的需要。此外，舊規(guī)程執(zhí)行過(guò)程中，各地方檢定人員發(fā)現(xiàn)了其中不太完善的地方，給檢定過(guò)程增加麻煩。規(guī)程修訂小組在傳感器的生產(chǎn)、使用和檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行了充分的調(diào)研和信息查詢，廣泛聽(tīng)取了傳感器生產(chǎn)廠家、行業(yè)協(xié)會(huì)和檢定人員的意見(jiàn)建議。綜上所述，對(duì)舊規(guī)程修訂十分必要。經(jīng)多方努力，JJG（皖）38 -2018《礦用溫度傳感器》（以下簡(jiǎn)稱“新規(guī)程”）于2018年1月16日經(jīng)安徽省質(zhì)監(jiān)局發(fā)布，并于2018年2月1日實(shí)施。

2 主要修訂內(nèi)容解讀

本著科學(xué)性和實(shí)用性出發(fā)，結(jié)合傳感器主要生產(chǎn)企業(yè)和煤炭生產(chǎn)企業(yè)具體情況，力爭(zhēng)檢定項(xiàng)目合理，檢定方法可行，量值準(zhǔn)確可靠。規(guī)程修訂對(duì)傳感器的主要性能技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了更為系統(tǒng)合理的規(guī)定。較之舊規(guī)程主要對(duì)測(cè)量范圍、計(jì)量性能要求、信號(hào)傳輸誤差、傳感器基本誤差和重復(fù)性、響應(yīng)時(shí)間、報(bào)警點(diǎn)、絕緣電阻等性能檢定方法和各項(xiàng)指標(biāo)要求、檢定結(jié)果的判定進(jìn)行修訂，并作了統(tǒng)一的規(guī)定，刪除、調(diào)整了部分不合理的內(nèi)容，同時(shí)對(duì)檢定使用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具等也作了進(jìn)一步明確要求。

基于以上要求，新規(guī)程與舊規(guī)程相比，除編輯性修改外，主要技術(shù)變化如下：

1）刪除了基本誤差±2.5%（F.S）、負(fù)載特性等內(nèi)容，增加了準(zhǔn)確度等級(jí)、信號(hào)傳輸誤差等計(jì)量性能要求，補(bǔ)充完善了傳感器示值誤差、重復(fù)性、報(bào)警誤差檢定操作程序。

2）在“范圍”中舊規(guī)程中適用傳感器測(cè)量范圍過(guò)大，在（-20～-10）℃、（100～150）℃的傳感器在煤礦企業(yè)實(shí)際使用量極低，僅在特殊環(huán)境設(shè)備使用。傳感器一般采用引用誤差表達(dá)傳感器計(jì)量性能，量程較大的礦用溫度傳感器在低溫區(qū)允許誤差較大，容易造成使用單位在選型、使用中產(chǎn)生誤解;本著檢定規(guī)程應(yīng)適用于量大面廣傳感器具的原則，需要進(jìn)一步明確傳感器使用范圍、測(cè)量范圍，調(diào)整測(cè)量范圍為（-10～100）℃更為合理。

3）在傳感器“計(jì)量性能要求”進(jìn)行了修訂。新規(guī)程基本誤差引入準(zhǔn)確度等級(jí)，將礦用溫度傳感器劃分為1.0級(jí)和2.0級(jí)，滿足煤礦企業(yè)對(duì)高精度傳感器和不同量程段測(cè)量準(zhǔn)確度的需求。避免了因采用引用誤差后，在大量程和小量程傳感器之間引入的測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)。例如：一臺(tái)量程為（0～50）℃，引用誤差為2.0%的傳感器，20℃時(shí)誤差為1℃。而一臺(tái)量程（-10～100）℃，引用誤差為2.0%的傳感器，在20℃時(shí)誤差為2.2℃。采用準(zhǔn)確度等級(jí)定級(jí)的方法可更加準(zhǔn)確的描述傳感器的計(jì)量性能，有利于煤礦企業(yè)針對(duì)不同量程段傳感器，選擇準(zhǔn)確度最適合的傳感器用于井下各類(lèi)重要設(shè)備溫度監(jiān)控。

4）在傳感器“計(jì)量器具控制”中，將原標(biāo)準(zhǔn)裝置主要標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備“水槽、油槽”統(tǒng)一修改為恒溫槽和恒溫箱，擴(kuò)大了計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具的選型范圍。對(duì)模擬電纜（即2km仿真電路）的性能指標(biāo)定義為直流電阻12.8Ω/km、分布電容0.06uF/km、分布電感0.8mH/km。對(duì)檢定使用的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)類(lèi)型擴(kuò)大到（-10～150）℃二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)、相同準(zhǔn)確度等級(jí)的數(shù)字溫度計(jì)和其它相應(yīng)準(zhǔn)確度等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置;明確了計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具及配套設(shè)備“數(shù)字溫度計(jì)、恒溫箱、模擬電纜、直流穩(wěn)壓電源”等準(zhǔn)確度等級(jí)、測(cè)量范圍。

（2）在“響應(yīng)時(shí)間”中。舊規(guī)程規(guī)定傳感器溫度敏感元從25℃的恒溫水槽中，移至5℃的水中，產(chǎn)生溫度變化;新規(guī)程調(diào)整檢定使用的溫場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備“恒溫水槽”為“恒溫槽（恒溫箱）”，調(diào)整“將溫度敏感元放入5℃的水中”為“將溫度敏感元放入（5～8℃）的水中或環(huán)境中”。這樣既能保證測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，又貼近檢定傳感器的實(shí)際情況，提高檢定工作效率。

（3）調(diào)整“負(fù)載特性”名詞和檢定方法，引入“信號(hào)傳輸誤差”更為貼切和實(shí)用，以“傳感器使用單芯截面積為1.5mm2的銅芯電纜時(shí)，其傳輸距離應(yīng)不小于2km，顯示值與輸出信號(hào)值”來(lái)描述更接近礦用溫度傳感器現(xiàn)場(chǎng)使用情況。檢測(cè)方法更具有操作性和代表性，滿足煤礦企業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)信號(hào)的采集和應(yīng)用。

（4）在“報(bào)警誤差和聲級(jí)強(qiáng)度”中，舊規(guī)程將報(bào)警點(diǎn)設(shè)定在25℃一點(diǎn)，批量檢定傳感器時(shí)，檢定員不易于觀察記錄報(bào)警示值。新規(guī)程將報(bào)警點(diǎn)設(shè)置調(diào)整為（25～40）℃，傳感器放入15℃以下恒溫槽（恒溫箱）中，緩慢地升溫，當(dāng)傳感器發(fā)出報(bào)警聲時(shí)，讀取報(bào)警示值，可簡(jiǎn)化操作流程;分別設(shè)置不同報(bào)警點(diǎn)，對(duì)多只傳感器報(bào)警誤差進(jìn)行檢定易于識(shí)別不同傳感器的報(bào)警示值，防止傳感器報(bào)警點(diǎn)相同造成的相互干擾，大幅提高檢定有效性。

（5）在“絕緣電阻”中，舊規(guī)程中測(cè)量方式描述不夠確切，新規(guī)程“用絕緣電阻表分別測(cè)量傳感器電源正、負(fù)極與其外殼裸露金屬件之間的電阻，每極測(cè)量2次…”。使測(cè)量方法和判定方式更加清晰明確。

3 規(guī)程中執(zhí)行中應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）礦用溫度傳感器是指采用半導(dǎo)體元件、熱敏電阻或鉑電阻等感溫元件組成，具有連續(xù)檢測(cè)、顯示、超限聲光報(bào)警和數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)男阅?。用于煤礦井下各種環(huán)境下溫度監(jiān)測(cè)的數(shù)顯溫度測(cè)量?jī)x器。

（2）對(duì)于數(shù)字傳輸傳感器，檢定時(shí)可先進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)模擬處理，轉(zhuǎn)換后進(jìn)行信號(hào)傳輸誤差的檢測(cè)。

（3）檢定采用的恒溫設(shè)備計(jì)量性能是溫場(chǎng)均勻性≤0.1、波動(dòng)性≤0.05℃/10min。

（4）報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度檢定時(shí)，聲級(jí)計(jì)應(yīng)置于環(huán)境噪音不大于50dB，距傳感器報(bào)警聲響器軸心正前方1m處。

（5）傳感器檢定前，進(jìn)人正常工作狀態(tài)后，應(yīng)根據(jù)傳感器說(shuō)明書(shū)要求完成自校，傳感器輸出端處于正常工作狀態(tài)。

（6）使用不同類(lèi)型的恒溫槽檢定時(shí)，傳感器感溫元件的浸沒(méi)長(zhǎng)度應(yīng)符合產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)的要求。

（7）用于常溫環(huán)境監(jiān)測(cè)的傳感器，可采用恒溫箱做溫場(chǎng)進(jìn)行檢定。傳感器放入恒溫箱檢定的，檢定溫度不得超過(guò)傳感器說(shuō)明書(shū)規(guī)定的溫度要求。

注：作者為JJG（皖）38-2018的第一起草人。

【參考文獻(xiàn)】

[1]JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示》.

[2]JJG（皖）38-2012《礦用溫度傳感器》.