JJF 2114-2024 礦用二氧化碳氣體檢測報警器校準規(guī)范

中華人民共和國國家計量技術規(guī)范JJF2114—2024礦用二氧化碳氣體檢測報警器校準規(guī)范CalibrationSpecificationforCarbonDioxideGasDetectorsandAlarmsforMining2024-06-14發(fā)布2024-12-14實施國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布JJF2114—2024礦用二氧化碳氣體檢測報警器校準規(guī)范CalibrationSpecificationforCarbonDioxideGasDetectorsandAlarmsforMining→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→歸口單位:全國環(huán)境化學計量技術委員會起草單位:山東省計量科學研究院濟寧市質量計量檢驗檢測研究院國家礦山安全計量站國家煤礦安全計量器具產品質量監(jiān)督檢驗中心本規(guī)范委托全國環(huán)境化學計量技術委員會負責解釋JJF2114—2024本規(guī)范起草人:郭波(山東省計量科學研究院)孫文(濟寧市質量計量檢驗檢測研究院)付建濤(國家礦山安全計量站)李梅(國家煤礦安全計量器具產品質量監(jiān)督檢驗中心)隋峰(山東省計量科學研究院)高捷(山東省計量科學研究院)趙鑫(濟寧市質量計量檢驗檢測研究院)JJF2114—2024Ⅰ引言 1范圍 (1)2概述 (1)3計量特性 (1)3.1示值誤差 (1)3.2重復性 (1)3.3響應時間 (1)3.4漂移 (1)3.5模擬信號傳輸誤差 (1)3.6報警聲級強度及報警動作值 (1)4校準條件 (2)4.1環(huán)境條件 (2)4.2校準用計量器具及配套設備 (2)5校準項目和校準方法 (3)5.1報警器的調整 (3)5.2示值誤差 (3)5.3重復性 (3)5.4響應時間 (4)5.5漂移 (4)5.6模擬信號傳輸誤差 (4)5.7報警聲級強度及報警動作值 (5)6校準結果表達 (5)7復校時間間隔 (6)附錄A仿真電路技術要求 (7)附錄B礦用二氧化碳氣體檢測報警器校準記錄 (8)附錄C校準證書內頁格式 (10)附錄D報警器示值誤差的測量不確定度評定示例 (11)JJF2114—2024ⅡJJF1059.1《測量不確定度評定與表示》共同構成支持本規(guī)范制定工作的基礎性系列規(guī)范。本規(guī)范的主要技術指標參考了AQ1052—2008《礦用本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF2114—20241礦用二氧化碳氣體檢測報警器校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于礦井作業(yè)環(huán)境中使用的測量范圍為摩爾分數(shù)0.00%~5.00%的二氧化碳氣體檢測報警器的校準。2概述礦用二氧化碳氣體檢測報警器(以下簡稱報警器)主要用于檢測礦井作業(yè)環(huán)境中二氧化碳氣體的濃度,通常由檢測單元、信號處理單元、顯示單元和報警單元等組成。報警器一般采用非色散紅外原理,當顯示值大于報警設定值時,具有聲、光報警功能。按采樣方式可分為擴散式和吸入式;按使用方式可分為便攜式和固定式,固定式報警器還具有模擬信號輸出功能。3計量特性3.1示值誤差示值誤差應符合表1的規(guī)定。表1示值誤差測量范圍(摩爾分數(shù))最大允許誤差(摩爾分數(shù))0.00%~1.00%±0.10%>1.00%~5.00%±(0.05%+參考值的5%)注:參考值為二氧化碳氣體標準物質的摩爾分數(shù)。3.2重復性不大于2%。3.3響應時間固定式不大于30s,便攜式不大于60s。3.4漂移零點漂移和量程漂移應不超過最大允許誤差的。3.5模擬信號傳輸誤差不大于0.5%。3.6報警聲級強度及報警動作值3.6.1報警器的聲光報警應正常。JJF2114—202423.6.2固定式報警器的報警聲級強度應不小于80dB(A);便攜式報警器的報警聲級強度應不小于75dB(A)。3.6.3報警光信號應能在黑暗環(huán)境20m處清晰可見。注:以上指標不是用于合格性判別,僅作參考。4校準條件4.1環(huán)境條件4.1.1環(huán)境溫度:(15~35)℃。4.1.2相對濕度:不大于85%。4.1.3應無影響報警器正常工作的氣體和電磁場干擾,并保持通風。4.2校準用計量器具及配套設備4.2.1氣體標準物質4.2.2零點氣體氮(空氣)中二氧化碳氣體標準物質,其相對擴展不確定度應不大于2%,k=4.2.2零點氣體采用純度為99.999%的氮氣或合成空氣(由純度為99.999%的氮氣和99.999%的氧氣配制)。4.2.3流量計流量范圍為(60~600)mL/min,準確度級別不低于4.0級。4.2.4頻率計頻率范圍為(10~3000)Hz,準確度級別不低于0.05級。4.2.5聲級計測量范圍為(30~130)dB(A),準確度級別不低于2級。4.2.6鋼直尺測量范圍為(0~1000)mm,分辨力不低于1mm。4.2.7秒表電子秒表:1h,最大允許誤差±0.10s;機械秒表:準確度等別不低于一等。4.2.8直流穩(wěn)壓電源最高輸出電壓不低于30V;最大輸出電流不低于3A。4.2.9仿真電路(2km)仿真電路技術要求詳見附錄A。4.2.10減壓閥和氣路使用與氣體標準物質鋼瓶配套的減壓閥;減壓閥、管路材質對被測氣體應無吸附及化學反應。4.2.11擴散罩對擴散式報警器應有與報警器配套的試驗用擴散罩。JJF2114—202435校準項目和校準方法5.1報警器的調整報警器開機預熱穩(wěn)定后,按照圖1連接各校準用設備。校準吸入式報警器時,必須保證旁通流量計有氣體排出。校準擴散式報警器時,應按照使用說明書的要求調節(jié)流量;若說明書中沒有明確要求,則流量一般控制在(200±10)mL/min。使用說明書中對報警器調整有明確要求時,按照說明書的要求調整零點和示值;若說明書中沒有明確要求,則用零點氣體和摩爾分數(shù)約為2.5%的二氧化碳氣體標準物質調整報警器的零點和示值。在此后的校準過程中不得再次調整。圖1校準用設備連接示意圖5.2示值誤差按5.1設置流量,分別通入摩爾分數(shù)約為0.5%、1.5%、4.5%的二氧化碳氣體標準物質,待示值穩(wěn)定后,記錄報警器示值,通入零點氣體待示值回零后,再通入上述氣體標準物質。每點重復測量3次,取3次示值的算術平均值作為各點示值。按式(1)計算報警器的示值誤差。式中:Δx—示值的絕對誤差式中:Δx—示值的絕對誤差;x—3次示值的算術平均值;xs—二氧化碳氣體標準物質摩爾分數(shù)。5.3重復性按5.1設置流量,通入摩爾分數(shù)約為2.5%的二氧化碳氣體標準物質,待示值穩(wěn)定后,記錄報警器示值xi。通入零點氣體待示值回零后,再通入上述氣體標準物質,重復測量6次。按式(2)計算報警器的重復性sr,重復性以單個測得值的相對標準偏差表示。JJF2114—20244式中:sr—單個測得值的相對標準偏差;x—6次示值的算術平均值;xi—報警器第i次的示值。5.4響應時間按5.1設置流量,通入零點氣體使報警器示值回零,通入摩爾分數(shù)約為2.5%的二氧化碳氣體標準物質,待示值穩(wěn)定后,讀取報警器示值。通入零點氣體待示值回零后,再通入上述氣體標準物質,同時啟動秒表,待報警器顯示值達到穩(wěn)定示值的90%時停止計時,記錄秒表讀數(shù),重復測量3次,取3次測得值的算術平均值作為報警器的響應時間。5.5漂移報警器的漂移包括零點漂移和量程漂移。按5.1設置流量,通入零點氣體,記錄報警器穩(wěn)定示值xz0,然后通入摩爾分數(shù)約為4.5%的二氧化碳氣體標準物質,記錄穩(wěn)定示值xs0,撤去二氧化碳氣體標準物質。固定式報警器連續(xù)運行4h,每間隔1h重復上述步驟一次;便攜式報警器連續(xù)運行按式(4)計算量程漂移,取絕對值最大的Δsi作為報警器的量程漂移。Δi=xz按式(4)計算量程漂移,取絕對值最大的Δsi作為報警器的量程漂移。5.6模擬信號傳輸誤差Δsi=(xsi-xzi)-(xs0-xz0)(4)對于固定式報警器,用直流穩(wěn)壓電源按報警器使用說明書中規(guī)定的電壓為其供電,在報警器信號輸出端接入2km仿真電路(技術要求見附錄A),在仿真電路末端接上對應的信號測試設備,按5.1設置流量,分別通入摩爾分數(shù)約為0.5%、1.5%、4.5%的二氧化碳氣體標準物質,待示值穩(wěn)定后,記錄報警器的示值xi。同時測量并讀取對應濃度的輸出信號值Pi,通入零點氣體至示值回零。每點重復測量3次,計算各點的示值算術平均值x和輸出信號的算術平均值P,按式(5)將輸出信號的算術平均值P換算為二氧化碳摩爾分數(shù)G。(5)式中:G—各點的輸出信號的算術平均值P換算的二氧化碳摩爾分數(shù);Gm—輸出模擬信號上限對應的二氧化碳摩爾分數(shù);G0—輸出模擬信號下限對應的二氧化碳摩爾分數(shù);Pm—輸出模擬信號上限標稱值,Hz;JJF2114—20245P0—輸出模擬信號下限標稱值,Hz;P—各點的輸出信號的算術平均值,Hz。再按式(6)計算報警器各點的模擬信號傳輸誤差,取最大的Δx作為模擬信號傳輸誤差。×100%(6)式中:Δx—各點的模擬信號傳輸誤差;G—各點的輸出信號的算術平均值P換算的二氧化碳摩爾分數(shù);x—各點的顯示值算術平均值。注:對采用數(shù)字信號傳輸?shù)膱缶?.6可略。5.7報警聲級強度及報警動作值5.7.1通入摩爾分數(shù)約為報警設定值1.5倍的二氧化碳氣體標準物質,當示值超過報警設定值時,觀察報警器聲、光報警是否正常,并記錄報警器報警時的示值。重復測量3次,3次示值的算術平均值為報警器的報警動作值。5.7.2報警聲級強度用聲級計測量,環(huán)境噪音應不大于50dB(A)。將聲級計置于報警器的報警聲響器軸心正前方1m處,重復測量3次,取其算術平均值為其報警聲級強度。5.7.3在黑暗環(huán)境中距報警器20m處觀察報警器的報警光信號。6校準結果表達校準結果應反映在校準證書或校準報告上,校準證書或報告至少包括以下信息:a)標題,如“校準證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書或報告的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標識;g)進行校準的日期,如果與校準結果的有效性和應用有關時,應說明被校對象的接收日期;h)如果與校準結果的有效性和應用有關時,應對被校樣品的抽樣程序進行說明;i)校準所依據(jù)的技術規(guī)范的標識,包括名稱及代號;j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;k)校準環(huán)境的描述;l)校準結果及測量不確定度的說明;m)對校準規(guī)范的偏離的說明;n)校準證書或校準報告簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識;o)校準結果僅對被校對象有效的聲明;JJF2114—20246p)未經實驗室書面批準,不得部分復制證書的聲明。7復校時間間隔由于復校時間間隔的長短是由報警器使用情況、使用者、報警器本身質量等因素所決定,因此送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔,建議不超過1年。如果對報警器的檢測數(shù)據(jù)有懷疑或更換主要部件及修理后,應對報警器重新校準。JJF2114—20247附錄A仿真電路技術要求模擬報警器至測試設備傳輸距離的仿真電路應符合以下要求:a)應能模擬報警器至測試設備的2km傳輸距離;計算b;)仿真電路參數(shù)按R=12.8Ω/km單芯、L=0.8mH/km單芯、C=0.06μF/kmc)用平衡均勻電路,2km網絡應符合圖A.1規(guī)定,其中R為每km環(huán)路電阻的1/4,L為每km電感量的1/4,C為每km分布電容量;d)仿真電路如圖A.1所示。圖A.1仿真電路JJF2114—20248附錄B礦用二氧化碳氣體檢測報警器校準記錄共×頁第×頁送校單位證書編號儀器名稱儀器型號出廠編號制造廠商測量范圍校準地點環(huán)境溫度相對濕度校準用氣體標準物質及主要設備名稱編號測量范圍不確定度/準確度等級/最大允許誤差證書編號有效期至序號校準項目校準結果1示值誤差氣體標準物質摩爾分數(shù)儀器示值(摩爾分數(shù))平均值(摩爾分數(shù))示值誤差(摩爾分數(shù))1232重復性氣體標準物質摩爾分數(shù)儀器示值(摩爾分數(shù))重復性1234563響應時間氣體標準物質摩爾分數(shù)響應時間/s123平均值4漂移氣體標準物質摩爾分數(shù)儀器示值(摩爾分數(shù))0h(0min)1h(15min)2h(30min)3h(45min)4h(60min)零點漂移(摩爾分數(shù))量程漂移(摩爾分數(shù))JJF2114—20249表(續(xù))共×頁第×頁序號校準項目校準結果5模擬信號傳輸誤差氣體標準物質摩爾分數(shù)測得值平均值輸出信號平均值換算二氧化碳摩爾分數(shù)各點模擬信號傳輸誤差模擬信號傳輸誤差—123示值輸出信號值示值輸出信號值示值輸出信號值6報警聲級強度及報警動作值報警動作值(摩爾分數(shù))123平均值報警聲級強度dB(A)123平均值報警光信號示值誤差的擴展不確定度校準員:核驗員:校準日期:年月日JJF2114—202410附錄C校準證書內頁格式校準結果校準項目校準結果示值誤差氣體標準物質摩爾分數(shù)儀器示值(摩爾分數(shù))示值誤差(摩爾分數(shù))重復性響應時間漂移零點漂移(摩爾分數(shù))量程漂移(摩爾分數(shù))模擬信號傳輸誤差報警聲級強度及報警動作值報警動作值(摩爾分數(shù))報警聲級強度dB(A)報警光信號示值誤差的擴展不確定度JJF2114—202411附錄D報警器示值誤差的測量不確定度評定示例D.1測量方法按照報警器使用說明書中的要求,調節(jié)流量并調整報警器的零點和示值。分別通入摩爾分數(shù)約為0.5%、1.5%、4.5%的二氧化碳氣體標準物質,待示值穩(wěn)定后,記錄報警器示值,通入零點氣體待示值回零后,再通入上述氣體標準物質。每點重復測量3次,3次示值的算術平均值與氣體標準物質摩爾分數(shù)的差值為該報警器的示值誤差。D.2測量模型測量模型以示值誤差的形式給出:Δx=x-xsΔx=x-xs(D.1)Δx—示值誤差;x—3次示值的算術平均值;xs—二氧化碳氣體標準物質摩爾分數(shù)。D.3測量不確定度來源D.3.1二氧化碳氣體標準物質引入的不確定度。D.3.2測量重復性引入的不確定度。環(huán)境條件、人員操作、流量控制等各種隨機因素,體現(xiàn)在測量重復性引入的不確定度中。D.4標準不確定度評定D.4.1二氧化碳氣體標準物質引入的標準不確定度u(xs)則氣,:其相對擴展不確定度為2%,包含因子k=2。(D.2)對于礦用二氧化碳氣體檢測報警器,分別通入摩爾分數(shù)約為0.5%、1.5%、4.5%的二氧化碳氣體標準物質,重復測量10次。具體測量數(shù)據(jù)列于表D.1。表D.1各校準點測量數(shù)據(jù)氣體標準物質摩爾分數(shù)儀器示值(摩爾分數(shù))123456789100.5%0.45%0.44%0.48%0.47%0.48%0.46%0.45%0.48%0.48%0.44%1.5%1.44%1.44%1.45%1.46%1.46%1.45%1.47%1.48%1.48%1.47%4.5%4.36%4.36%4.38%4.35%4.37%4.38%4.35%4.38%4.35%4.37%JJF2114—2024各校