MT1109-2011矿用位移传感器通用技术条件.pdf

MT1109-2011 I 目 次 前 言 Ⅱ 1 范围...........................................................................................................................................................1 2 规范性引用文件.......................................................................................................................................1 3 术语和定义...............................................................................................................................................1 4 型号命名和防爆类型...............................................................................................................................2 5 要求...........................................................................................................................................................2 6 试验方法...................................................................................................................................................5 7 检验规则...................................................................................................................................................9 8 标志、包装、运输和贮存.....................................................................................................................10 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 MT1109-2011 II 前 言 本标准的 5.7 为推荐性条款外，其余为强制性条款。 本标准的 5.7 为推荐性条款外，其余为强制性条款。 本标准由中国煤炭工业协会科技发展部提出。 本标准由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准主要起草单位煤炭科学研究总院重庆研究院、安标国家矿用产品安全标志中心、陕西 安瑞特电子科技有限公司、山东省科达矿山监测装备有限公司。 本标准主要起草人陈福民、石发强、杨大明、胡继红、何晶、邹德蕴、张安然、曹利波、付 建涛等。 本标准为首次发布。 MT1109-2011 1 矿用位移传感器通用技术条件 1 范围 本标准规定了矿用位移传感器的术语和定义、型号命名和类型、技术要求、试验方法、检验规则、 标志、包装、运输和贮存。 本标准适用于煤矿井下使用的位移传感器（以下简称传感器） 。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修 改单（不包括勘误的内容）或修改版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是 否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第 2 部分 试验方法 试验 A低温 GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第 2 部分 试验方法 试验 B高温 GB/T 2423.4 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12h12h 循环 GB/T 2423.5 电工电子产品环境试验 第 2 部分 试验方法 试验 Ea 和导则冲击 GB/T 2423.10 电工电子产品环境试验 第 2 部分 试验方法 试验 Fc振动（正弦） GB 3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分通用要求（eqv IEC 60079-01998） GB 3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 2 部分隔爆型 “d”（eqv IEC 60079-11990） GB 3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 4 部分本质安全型“i” （eqv IEC 60079-111999） GB 4208-2008 外壳防护等级（IP 代码） GB/T 9969 工业产品使用说明书 总则 GB/T 10111 随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序 GB/T 15464 仪器仪表包装通用技术条件 AQ 1043 矿用产品安全标志标识 MT/T 154.10 煤矿用安全仪器仪表产品型号编制方法和管理办法 MT 210-1990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法 MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法 MT/T 899 煤矿用信息传输装置 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 w w w . b z f x w . c o m MT1109-2011 2 3.1 矿用位移传感器 Mine displacement sensor 连续监测煤矿矿井中被测物相对位置位移量的装置。 4 型号命名和防爆类型 4.1 型号命名 按 MT/T 154.10 的规定进行命名。 4.2 防爆类型 应符合 GB3836.1-2000 的规定。 5 要求 5.1 一般要求 5.1.1 传感器应符合本标准的要求， 并按照规定程序和国家授权检验单位审批的图样和技术文件制造。 5.1.2 传感器采用的防爆结构，应符合 GB 3836.1-2000 的有关规定。 5.1.3 与传感器关联和配套的设备必须是满足 GB 3836.1-2000、GB 3836.2-2000 和 GB 3836.4-2000 规 定的防爆产品，并经防爆检验机构联机检验合格后方可接入，同时还必须具有有效期内的矿用产品安全 标志证书。 5.1.4 不得随意改变与传感器的关联设备和配套设备。 5.2 环境条件 5.2.1 工作环境 a 环境温度 （0～40）℃； b 相对湿度小于或等于 98； c 大气压力 （80～116）kPa； d 有瓦斯或煤尘爆炸危险，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体的场所。 5.2.2 运输和贮存环境 a 温度为 （-40～60）℃； b 振动小于或等于 50 m/s2； c 冲击小于或等于 500 m/s2。 5.3 输出信号制 5.3.1 开关量 5.3.1.1 有源开关量输出信号，在高电平输出状态，拉出电流为 2 mA 时，输出电压应大于等于 3 V； 在低电平输出状态，输出电压应小于等于 0.5 V。 w w w . b z f x w . c o m MT1109-2011 3 5.3.1.2 无源开关量输出状态，在断开（截止）时，两输出端之间的漏电阻应大于等于 100 kΩ；在闭 合（导通）时，灌入电流为 2 mA 时，输出电压应小于等于 0.5 V。 5.3.2 模拟量 5.3.2.1 直流模拟量信号 a 1 mA～5 mA（负载电阻 0 Ω～500 Ω 或大于 500 Ω） ； b 4 mA～20 mA（负载电阻 0 Ω～350 Ω 或大于 350 Ω） 。 5.3.2.2 频率模拟量信号 a 信号频率应为200 Hz～1000 Hz 或 5 Hz～15 Hz； b 高电平应大于等于 3 V，低电平应小于等于 0.5 V，在整个频率范围内，正、负脉冲宽度大于等 于 0.3 ms。 5.3.3 数字量信号 应符合 MT/T 899 的要求。 5.4 外观质量与结构要求 5.4.1 传感器的显示窗应透光良好，数码、符号均应显示清晰，无缺陷。 5.4.2 传感器表面，镀层或涂层均匀、牢固、颜色一致，不应有气泡、裂痕、明显剥落和斑点。 5.4.3 传感器应结构合理，坚固耐用，并有适于井下安装的悬挂支撑结构，活动部件灵活可靠。 5.4.4 传感器接插零件应无松动，脱落现象；金属部件应采取防腐措施；标志标识与铭牌清晰、安装 牢固。 5.4.5 传感器应采用数字显示，分辨率应不低于 1 mm。 5.5 主要技术指标 5.5.1 测量范围 应大于或等于 300 mm。 5.5.2 基本误差 应不超过3 mm。 5.5.3 位移力 应在（4～10）N 范围之内。 5.5.4 重复性 应不大于 1 mm。 5.5.5 回程误差 应符合 5.5.2 的规定。 5.5.6 报警功能 5.5.6.1 报警误差 报警点在测量范围内可任意设置，报警显示值与设定值的差值应不超过2 mm。 5.5.6.2 报警声级强度 在距其声响器正前方 1 m 远处的报警声级强度应大于或等于 80 dBA。 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 w w w . b z f x w . c o m MT1109-2011 4 5.5.6.3 报警光信号 在黑暗环境中 20 m 远处应清晰可见。 5.5.7 功能 a 应具有数字调校或遥控调校功能； b 能显示绝对位移值。 5.6 传输距离 使用电缆的单芯截面积为 1.5 mm2时，传感器与关联设备或配接设备之间的传输距离应至少为 2 km，关联设备或配接设备的显示值或输出信号值（换算为位移值）应符合 5.5.2 的规定。 5.7 电源适应性 传感器的工作电压宜为（12～24）V.DC，在其电压范围内应正常工作，工作电流满足设计要求， 并应符合 5.5.2～5.5.7 的规定。 5.8 电气安全 5.8.1 绝缘电阻 传感器的绝缘电阻应符合表 1 的要求。 表 1 绝缘电阻参数 绝缘电阻 MΩ 测试部位 常 态 交变湿热试验后 本安端与外壳 ≥10 ≥1.5 5.8.2 工频耐压 传感器在常态和交变湿热试验后应通过 500 V、50 Hz，历时 1 min 的工频耐压试验，试验中应无火 花、飞弧和击穿现象，且漏电流应小于 5 mA。 5.9 工作稳定性 传感器经工作稳定性试验后，基本误差应符合 5.5.2 的规定。 5.10 环境适应性 5.10.1 传感器在工作温度试验时，其基本误差和功能应符合 5.5.2、5.5.7 的规定。 5.10.2 传感器经贮存温度试验后，其外观、基本误差和功能应符合 5.4、5.5.2、5.5.7 的规定。 5.10.3 传感器经交变湿热试验后，其外观、基本误差、功能和电气安全应符合 5.4、5.5.2、5.5.7 和 5.8 的规定。 5.10.4 传感器经冲击试验后，其外观、基本误差和功能应符合 5.4、5.5.2、5.5.7 的规定。 5.10.5 传感器经振动试验后，其外观、基本误差和功能应符合 5.4、5.5.2、5.5.7 的规定。 5.10.6 传感器经运输试验后，其外观、基本误差和功能应符合 5.4、5.5.2、5.5.7 的规定。 5.11 防爆要求 5.11.1 传感器采用的防爆结构，应符合 GB3836.1-2000 的规定。 5.11.2 传感器中任何与本质安全性能有关的元件，应符合 GB3836.4-2000 中第 7 章的规定，在正常工作 w w w . b z f x w . c o m MT1109-2011 5 和故障状态下，不得超过元件在设计中规定最大电流、电压和功率额定值的三分之二的情况下工作。 5.11.3 传感器外壳防护性能应符合 GB 4208-2008 中防护等级 IP54 的规定。 5.11.4 传感器外壳材质采用轻合金时，应符合 GB 3836.1-2000 第 8 章的要求。 5.11.5 传感器外壳材质采用塑料时，外壳表面绝缘电阻应不超过 1GΩ；外壳阻燃性能应符合 GB3836.1-2000 中 7.4 的规定。 5.11.6 传感器与关联设备通过不低于 2 km电缆 （单芯截面积为 1.5mm2） 连接后， 应能通过 GB 3836.4-2000 中 10.1～10.4 规定的火花点燃试验。 5.11.7 传感器在正常和故障状态下其最高表面温度应小于等于 150℃。 5.11.8 传感器外壳结构、电气间隙爬电距离应符合 GB 3836.4-2000 中第 6 章的规定。 5.11.9 传感器的本安参数为 a 最高输入电压 UI； b 最大输入电流 II； c 最大内部电感 LI； d 最大内部电容 CI。 6 试验方法 6.1 试验条件 6.1.1 环境条件 除有特殊规定外，一般试验应在下列条件下进行 a 环境温度 （15～35）℃； b 相对湿度 （45～75） ； c 大气压力 （80～116）kPa； d 无显著振动和冲击的场所。 6.1.2 试验用主要仪器设备 试验用主要仪器设备及要求如下 a） 游标卡尺分辨率不低于 0.02 mm； b） 钢直尺分辨率不低于 1 mm； c） 声级计分辨率不低于 0.1 dB（A） ； d） 牛顿拉力计分辨率不低于 0.1 N； e 标准电流表量程为（0～30）mA，准确度等级不低于 0.5 级； f 标准电压表量程为（0～30）V.DC，准确度等级不低于 0.5 级； g 数字存储示波器带宽 100 MHz、取样率1.0 GS/s； h 数字万用表四位半，准确度等级小于等于 1。 6.2 试验前的准备和注意事项 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 w w w . b z f x w . c o m MT1109-2011 6 6.2.1 输出负载电阻为 350 Ω 或 500 Ω。 6.2.2 接通电源，稳定 15 min 后方能试验。 6.2.3 试验前调整好传感器的基准点，作为传感器的位移零点。 6.2.4 5.10.2～5.10.6 每项试验后，检测性能前，允许对传感器再进行调整。 6.3 外观及结构检查 用目测和手感的方法进行检查。 6.4 主要技术指标检测 6.4.1 位移力 利用牛顿拉力计进行检测。 6.4.2 基本误差 在传感器测量范围的 0、25、50、75和 100五个点进行检测，由低到高读取正行程各检测点 的值和输出信号值，当达到最大值时，保持 1 min，然后逐步减至最小值，并读取反行程各检测点的值 和输出信号值。 每点重复试验 4 次，取算术平均值，各测点的基本误差，按式（1）计算 xx  （1） 式中δ 基本误差，mm； x 输出信号实测值或显示值的平均值，mm； x 输出信号或显示的标准值，mm。 取各测点基本误差最大值，作为该传感器的基本误差。 6.4.3 重复性 对传感器量程的 50这一点重复检测 6 次，记录每次测量的位移值，按式（2）计算实验标准偏差 S，作为仪器的重复性指标。 S 1 1 2     n xx n i i （2） 式中xi 第 i 次检测值，mm； x n 次检测值的算术平均值，mm； n 测量次数，n6。 6.4.4 回程误差测试 用 6.4.2 实测的数据，取同一位移测量信号所得到的正、反行程测定值之差的绝对值的最大值，作 为传感器的回程误差。 6.4.5 报警功能测试 6.4.5.1 报警值与设定值差值 将传感器的报警点设置在 20 mm，从基准点缓慢增加传感器的位移量，记录出现声、光报警瞬间传 感器的显示值和输出信号值，重复试验 4 次，取算术平均值，按式（1）计算测量值与设定值的误差值。 w w w . b z f x w . c o m MT1109-2011 7 6.4.5.2 报警声级强度 在背景噪声小于 50dB（A）的环境中，将声级计置于传感器的报警声响器轴心正前方 1 m 处，测 量 4 次，取算术平均值作为传感器的报警声级强度。 6.4.5.3 报警光信号 在黑暗环境中 20 m 远处观察。 6.4.5.4 功能检测 在 6.4.1～6.4.5 试验过程中同步检查。 6.5 传输距离 将符合 MT/T772-1998 中 A4 规定的 2 km 仿真电路串接在传感器的输出信号线上，如图 1 所示。按 6.4.2 的方法测试传感器的基本误差。 图 1 6.6 电源波动性测试 将直流稳压电源分别调至工作电压下限和上限，直接给传感器供电，利用电流表测试工作电流，并 按 6.4 的方法测试传感器的基本误差，并检查功能。 6.7 电气安全 6.7.1 绝缘电阻检测 按 MT 210-1990 中第 7 章的要求进行。 6.7.2 工频耐压试验 按 GB 3836.4-2000 中 10.6 的要求进行。 6.8 工作稳定性试验 将调整好的传感器连续通电 2 d，每 24 h 按 6.4.2 的方法测试传感器的基本误差。 6.9 工作温度试验 6.9.1 工作低温 a 按GB/T 2423.1中试验Ab规定的方法进行； b 严酷等级03 ℃； c 试验中传感器通电工作，稳定 2 h 后，在温场中测试基本误差，并检查功能。 6.9.2 工作高温 a 按GB/T 2423.2中试验Bb规定的方法进行； b 严酷等级402 ℃； c 试验中传感器通电工作，稳定 2 h 后，在温场中测试基本误差，并检查功能。 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 w w w . b z f x w . c o m MT1109-2011 8 6.10 温度贮存试验 6.10.1 低温贮存 a 按GB/T 2423.1中试验Ab规定的方法进行； b 严酷等级-403 ℃； c 持续时间16 h； d 试验中传感器不通电，不包装，不进行中间测试。试验后在6.1.1规定的条件下恢复2 h，再检查 外观和功能，并测试基本误差。 6.10.2 高温贮存 a 按GB/T 2423.2中试验Bb规定的方法进行； b 严酷等级602 ℃； c 持续时间16 h； d 试验中传感器不通电，不包装，不进行中间测试。试验后在 6.1.1 规定的条件下恢复 2 h，再检 查其外观和功能，并测试基本误差。 6.11 交变湿热试验 a 按GB/T 2423.4中试验Db规定的方法进行； b 严酷等级温度402℃，湿度933RH，周期12d； c 试验中传感器不通电，不包装，不进行中间测试。试验后在6.1.1规定的条件下恢复2 h，检查外 观和功能，并测试基本误差和进行电气安全试验。 6.12 冲击试验 a 按GB/T 2423.5中试验Ea规定的方法进行； b 严酷程度峰值加速度500 m/s2, 脉冲持续时间11 ms，每个方向三次（共18次）； c 试验中传感器不通电，不包装，不进行中间测试。试验后检查外观和功能，并测试基本误差。 6.13 振动试验 a 按GB/T 2423.10中试验Fc规定的方法进行； b 严酷等级扫频范围10～150 Hz，加速度幅值50 m/s2, 每轴线上的扫描循环五次； c 试验中传感器不通电，不包装，不进行中间测试。试验后检查外观和功能，并测试基本误差。 6.14 运输试验 a 按MT 210-1990中第27章规定的方法进行； b 严酷等级4 Hz，加速度幅值30 m/s2, 持续时间2 h； c 试验中传感器不通电，不包装，不进行中间测试。试验后检查外观和功能，并测试基本误差。 6.15 防爆试验 6.15.1 传感器的防爆性能试验方法按 GB3836.1-2000、GB3836.2-2000 和 GB3836.4-2000 规定的方法，由 国家授权防爆检验机构进行。 6.15.2 与本质安全性能有关的元件按 GB3836.4-2000 中第 7 章规定的方法进行。 6.15.3 外壳防护性能试验按 GB4208-2008 中 IP54 的规定方法进行。 w w w . b z f x w . c o m MT1109-2011 9 6.15.4 轻合金材料的摩擦火花试验按 GB 3836.1-2000 规定进行，为自由落体冲击方法。 6.15.5 塑料外壳表面绝缘电阻试验按 GB3836.1-2000 中 23.4.7.8 规定的方法进行。 6.15.6 塑料外壳的阻燃试验按 GB3836.1-2000 中附录 E 规定的方法进行。 6.15.7 传感器火花点燃试验按 GB3836.4-2000 中 10.110.4 规定的方法进行， 传感器与关联设备通过 2km 的模拟电缆参数连接（或单芯截面积为 1.5mm2的电缆；但应在该传感器关联设备明细中，注明该种电缆的 生产厂家及型号） 。模拟电缆符合 MT/T 772-1998 附录 A4 仿真。 6.15.8 最高表面温度按 GB3836.4-2000 中 10.5 规定方法进行。 6.15.9 电气间隙和爬电距离的测量用游标卡尺进行测量。 6.15.10 本安参数按 GB3836.4-2000 规定的方法进行。 7 检验规则 7.1 检验分类 检验分为出厂检验和型式检验，检验项目见表 2。 7.2 出厂检验 应由制造厂质量检验部门逐台进行，检验合格并发给合格证后方可出厂。 表 2 检验项目 序号 检验项目 技术要求 试验方法 出厂检验 型式检验 1 外观质量及结构要求 5.4 6.3 O a O 2 主要技术指标 5.5 6.4 O O 3 传输距离 5.6 6.5 O O 4 电源适应性 5.7 6.6 O O 5 绝缘电阻 5.8.1 6.7.1 ※ b O 6 工频耐压 5.8.2 6.7.2 △ c O 7 工作稳定性 5.9 6.8 O O 8 工作温度 5.10.1 6.9 d O 9 贮存温度 5.10.2 6.10 O 10 交变湿热 5.10.3 6.11 O 11 冲击 5.10.4 6.12 O 12 振动 5.10.5 6.13 O 13 运输 5.10.6 6.14 O 14 元件本安性能 5.11.2 6.15.2 O 15 外壳防护性能 5.11.3 6.15.3 O 16 轻合金材料的摩擦火花 5.11.4 6.15.4 O 17 表面绝缘电阻 5.11.5 6.15.5 O 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 w w w . b z f x w . c o m MT1109-2011 10 表 2 检验项目（续） 序号 检验项目 技术要求 试验方法 出厂检验 型式检验 18 外壳阻燃性能 5.11.5 6.15.6 O 19 火花点燃试验 5.11.6 6.15.7 O 20 最高表面温度 5.11.7 6.18.8 O 21 电气间隙与爬电距离测试 5.11.8 6.15.9 O 22 本安参数 5.11.9 6.15.10 O 注a为检验项目；b为常态检验项目；c为常态抽检项目；d为不检验项目。 7.3 型式检验 7.3.1 有下列情况之一时，应进行型式检验 a） 新产品或老产品转厂生产试制定型鉴定时； b） 正式生产后如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时； c） 正常生产传感器三年一次； d） 停产二年以上再次恢复生产时； e） 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时； f） 国家有关机构提出要求时。 7.3.2 型式检验应由国家授权的检验机构负责进行。 7.3.3 抽样 从出厂检验合格的传感器中按 GB/T 10111 规定的方法进行。 抽样基数不少于 10 台， 抽样数量不少于 3 台。 7.3.4 判定规则 在检验中，若有一台不满足 5.5、5.6、5.7、5.8.1、5.8.2、5.11.3、5.11.4、5.11.5、5.11.6、5.11.7 中的 任一项，或有二台其他项目不合格，则判该批产品不合格；若不包括 5.5、5.6、5.7、5.8.1、5.8.2、5.11.3、 5.11.4、5.11.5、5.11.6、5.11.7 的项目，其他项目中有一台不合格，则对全项目加倍复检，如仍有不合格， 则判该传感器为不合格。 8 标志、包装、运输和贮存 8.1 标志 8.1.1 安全标志标识的使用应符合 AQ1043 的规定。 8.1.2 产品外壳明显处应有永久性“Ex”和“MA”标志。 8.1.3 产品外壳明显处应设置铭牌，铭牌内容应包括如下信息 a 产品型号名称； b 防爆标志； w w w . b z f x w . c o m MT1109-2011 11 c 防爆合格证编号； d 矿用产品安全标志证书编号； e 主要技术参数； f 外壳防护等级； g 出厂编号； h 出厂日期； i 质量； j 制造厂名。 8.2 包装 8.2.1 包装应符合 GB/T 15464 的规定，具有防雨、防潮、防尘、防振能力。 8.2.2 包装标志应符合 GB/T 191 的规定。 8.2.3 包装箱内应有下列附件 a 装箱单； b 产品合格证； c 产品使用说明书（按 GB/T 9969 的规定编写） d 配件（含专用工具） 。 8.3 运输 包装好的产品应能适应各种运输方式。 8.4 贮存 产品应贮存在通风良好，无腐蚀性气体的库房中。 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载