CD4多参数出厂检验规程.doc

CD4
多参数气体测定器检验规程

2010年8月发布 2010年8月 实施
天津九源楚江科技有限公司 发 布

目录
一． 概述
二． 技术要求
三． 检定条件
四． 检验项目和检验方法

CD4多参数气体测定器检验规程
本规程适用于CD4多参数气体测定器（以下简称仪器）新制造、使用中和后续的检验。
一．概述
CD4多参数气体测定器用于煤矿井下、巷道等处连续监测环境中甲烷（瓦斯）、一氧化碳、氧气、硫化氢气体浓度。当上述气体浓度超限或不足时，能自动发出声、光报警。
1．一氧化碳（CO）、氧气（O2）及硫化氢（H2S）气体测量原理：
电化学传感器有两个或者三个电极浸泡在电解液中，当与传感器相匹配的目标气体进入传感器内部，电极就会在电解液的作用下，产生电荷固定移动，从而使其中的电子发生定向的转移，在两个电极之间产生微弱的信号。通过电路将这个信号放大，滤波、检测，最后显示检测到的目标气体浓度。并依据设定报警数值进行报警。
2．甲烷（CH4）气体测量采用催化燃烧原理：
检测仪采用热催化型高性能传感器组成惠斯顿电桥，测量臂由载件催化元件（俗称黑元件）和纯载元件（俗称白元件）组成，辅助臂由金属膜电阻和电位器组成，稳压电路为电桥提供稳定的电压：在新鲜空气中桥路处于平衡状态，在被测气体中，甲烷在黑元件表面发生催化反映（无焰燃烧），使黑元件温度增高，电阻增大，桥路失去平衡，从而输出一个电位差，该电位差在一定范围内，其大小与甲烷的浓度成正比。此信号进入微处理器经过内部A/D转换、数据处理、滤波之后由单片计算机进行数字信号处理，然后通过液晶显示器将被测甲烷的浓度显示出来，并给出声光报警。
二．技术要求
2．1 外观及结构检查：
2．1．1仪器的显示窗应透光良好，数码、符号均应清晰完好
2．1．2仪器应结构合理，坚固耐用。仪器外壳、接插件和零件应采用防腐措施，涂层，镀层应均匀，牢固，颜色一致；印刷电路板应至少涂覆两次三防（防腐、防酶、防潮）漆。
2．1．3仪器的表面、镀层或涂层不应有气泡、裂痕、明显剥落和斑点。
2．1．4仪器通电检查：数码、符号均应清晰完好，声光报警齐全有效，基本气体反应动作完好。
2．1．5电源及充电检查：仪器进行充电时，应有充电指示、充电完成关断及指示功能。
2．2 基本功能检查：
2．2．1仪器采用自然扩散取样方式
2．2．2仪器能够同时检测甲烷、氧气、一氧化碳、硫化氢等4种气体。
2．2．3仪器应有声光报警功能和报警自检功能。
2．3 电池和充电检验：
2．3．1电池采用了环氧树脂进行胶封。
2．3．2仪器应有电源电压显示、欠压提示、欠压自动关机功能。
2．3．3仪器进行充电时，应有充电指示，充电完成关断及提示功能。

2．4 基本误差
仪器在规定的正常工作条件下，示值与标准值之差应不超过表1的规定。
2．5仪器的测量范围和基本误差应符合表1的要求。
表1
检测气体
测量范围
基本误差
甲烷（CH4）
0~4.00%CH4
0~1.00% CH4
±0.10%CH4
1.00~3.00% CH4
测量值的±10%
3.00~4.00% CH4
±0.30%CH4
一氧化碳（CO）
0~1000×10-6
0~20×10-6
±2×10-6
>20~100
±4×10-6
>100~500×10-6
测量值的±5.0%
>500~1000×10-6
测量值的±6%
氧气（O2）
0~25.0%VOL
0~5.0%
±0.5%
＞5.0~25.0
±3%FS
硫化氢（H2S）
0~100×10-6
0~49×10-6
±3×10-6
>50~100×10-6
测量值的±10%

2．6零点漂移
一氧化碳：量程为（0 ~ 1000）×10-6CO的测定器，一氧化碳浓度恒定时，1h内测定器显示值变化量不超过4×10-6CO。
氧 气：在0.0 ~ 25.0%O2 范围内，当氧气浓度保持恒定时，测定器的显示值的变化量不应超过0.3%O2。
2．7 仪器的响应时间：
甲烷应不大于20s，氧气应不大于35s，一氧化碳应不大于45s，硫化氢应不大于45s；
2．8 仪器的报警功能应符合下列要求：
2．8．1仪器报警点设置：
甲烷报警点能够在0.50% CH4～2.50% CH4 范围内任意设置，出厂设置为1.00% CH4 ，报
警显示值与设定值的差值应不超过±0.05% CH4 。
一氧化碳报警点能够在0×10-6～1000×10-6范围内任意设置，出厂设置为24×10-6 ，报
警显示值与设定值的差值应不超过±1×10-6 CO。
氧气报警点能够在0.0%O2 ～ 30.0% O2 范围内任意设置，出厂设置为18.0% O2 ，报警显
示值与设定值的差值应不超过±0.3%O2 。
硫化氢报警点能够在0×10-6~100.0×10-6范围内任意设置，出厂设置为10.0 ×10-6 ，
报警显示值与设定值的差值应不超过±1.0×10-6 。
2．8．2报警时，在距离蜂鸣器中心1m远处其报警声强度应不小于80dB。其报警光信号在暗处
的能见度应不小于20m远。颜色为红色。
2．9 工作稳定性：
仪器在校准之后，连续运行15天，（每天工作10小时），每天最后30分钟进行基本误差试
验，其基本误差应符合4.8条的要求。 工作完毕之后，充满电再进行后一天的试验。
对于硫化氢的试验只连续7天，每天运行9小时。
2．10 电池工作时间：
仪器在正常误报警情况下的工作时间不小于10个小时。
2．11工频耐压试验和绝缘电阻试验：仪器本安电路对外壳间常态下其绝缘电阻应不小于50MΩ，交变湿热试验后应不小于1.5MΩ，并应能承受500V，50Hz的，历时1min工频耐压试验而无击穿和闪络现象，漏电流不超过5mA。
2．12 仪器的本安电源采用锂电池，采用PL123450锂电池
本安参数测量：最高开路电压：4.2V；额定电压：3.7V；最大短路电流：<1.7A；
最大工作电流180mA

三．检定条件
3．1正常的试验大气条件：
—温度：(15～35)℃；
—相对湿度：(45～75)%RH；
—大气压力：(80～106)kPa；

3．2试验用的计量器具：试验用气样应采用符合国家标准的气样各项试验用检验仪设备应符合要
求，试验中仪器的预热时间充电时间以及气样流量均按技术文件要求确定。如表2所示
表2
甲烷
序号
试验项目
所需气样及取值范围（%CH4）
1
基本误差试验
0.50±0.05；1.50±0.10；2.50±0.15；3.50±0.20
2
响应时间试验
2.00±0.10
3
报警误差试验
0.90，1.00，1.10； 1.35，1.50，1.65
注：提供的甲烷气样其不确定度为±3%
一氧化碳
序号
实验项目
所需气样及取值范围
1
基本误差试验
0、量程的35%、量程的85%
2
响应时间试验
量程的50%
3
报警误差试验
（25±1）×10-6 CO
注：一氧化碳标准气样值与标准气样表政治的偏离不超过±10%
氧气
序号
实验项目
所需气样及取值范围（%O2）
1
基本误差试验
5.0、12.5、15.0、21.0、25.0
2
响应时间试验
12.5（氮中氧）
3
报警误差试验
15.0（氮中氧）
4
零点校准实验
纯氮气
注：标准气样值与标准气样称职的允许偏离不超过±10%
硫化氢
序号
实验项目
所需气样及取值范围
1
基本误差试验
0、；量程的25%、；量程的85%
2
相应时间试验
量程的85%
3
报警误差试验
(15±3) ×10-6 H2S
3．3 试验用主要仪器
3．3．1 气体流量计
气体流量计：测量范围：（3~600）ml/min；准确度2.5级。
3．3．2 秒表：分度值为0.01s。
3．3．3 电压表及电流表：采用四位半的数字万用表，其准确度应不小于1级。
3．3．4声级计：测量范围：40～130 dB(A)，准确度：0.1dB(A)。
3．3．5声级计的分辨率应不低于1dB。
3．3．6与气体标准气样钢瓶配套使用的减压阀。
3．3．7 导气管：要求内表面光滑、吸附性能小、不与组份气体产生化学反应的管材。
3．3．8与仪器配套的试验用扩散罩。
四．检定项目和检定方法
4．1 外观及结构检查：
采用目测及感官的方法进行。
4．2仪器基本功能
仪器基本功能采用目测及感官的方法进行。
4．3 仪器外观及通电检查
仪器外观及通电检查采用目测的方法进行。
4．3 基本误差试验
4．3．1 甲烷部分基本误差试验
校准仪器的零点和标定点（以下简称校准仪器）。按仪器的量程选用表2中列出的相应气样，由低浓度到高浓度依次进行测试，每种气样测四次（每次测量1min，在空气中恢复时间不少于5min），取后三次的算术平均值作为测量值，与气样的差值，即为基本误差。基本误差要满足表1要求。

n
∑ Di
I=1
δ= - D ----------------------------------------(1)
n-1
式中：D -------- 标准气样值，%CH4；
Di -------- 某次测量值，%CH4；
N ------- 测量次数。
4．3．2 氧气部分基本误差试验
校准仪器，通电稳定工作后。 使用表2中的标准气体，由低到高的顺序通入，待稳定后读出仪器显示值。每种标准气体重复试验三次，取其平均值，按式（2）计算基本误差。基本误差满足表1要求。
Ai-An
Δ(%) = ×100 --------------------------- (2)
Am
式中：Ai ---------- 显示值的平均值；
An ---------- 标准气体的浓度；
Am --------- 测量范围；
4.3.3 一氧化碳部分基本误差试验
校准仪器，通电稳定工作后。使用表2中的标准气体，使用仪器制造厂提供的注气装置，由低到高的顺序，分别以产品规定的流量通入仪器，待稳定后读取仪器显示值。每种标准气体重复试验三次，取其平均值，按（2）式计算基本误差。基本误差满足表1要求。
4.3.4 硫化氢基本误差试验
校准仪器，通电稳定工作后。使用表2中的标准气体。使用仪器制造厂提供的注气装置，由低到高的顺序，分别以产品规定的流量通入仪器，待稳定后读出仪器显示值。每种标准气体重复试验三次，取其平均值，按（2）式计算基本误差。几百年误差满足表1要求。
4．4 报警功能试验
4．4．1甲烷部分报警误差试验
设定仪器报警点为1.00%CH4，通入表2规定气样，记录仪器报警时的所对应的显示值，通入四次（每次通气后均要恢复一段时间,使内部残留气体散发干净 ），取后三次的平均值与设定报警点之差作为报警误差。
4．4．2氧气部分报警误差试验
设定仪器报警点位18.0%O2，通入表2规定气样，通入四次（每次通气后均要恢复一段时间,使内部残留气体散发干净 ），取后三次的平均值与设定报警点之差作为报警误差。
4．4．3一氧化碳部分报警误差试验
仪器报警点为24×10-6，通入表2规定气样，记录仪器报警时的所对应的显示值，通入四次（每次通气后均要恢复一段时间,使内部残留气体散发干净 ），取后三次的平均值与设定报警点之差作为报警误差。
4．4．4硫化氢部分报警误差试验
仪器报警点为10×10-6，通入表2规定气样，记录仪器报警时的所对应的显示值，通入四次（每次通气后均要恢复一段时间,使内部残留气体散发干净 ），取后三次的平均值与设定报警点之差作为报警误差。
报警声级强度测定:
a. 在环境噪声不大于30dB的条件下，在距仪器蜂鸣器讯响轴心1m远处测量其声级
强度，测量三次，取平均值作为声级强度。
b. 报警光信号
仪器的报警光信号能见度在黑暗中20m远处进行观测。
4．5 响应时间试验
4．5．1 甲烷部分响应时间试验
校准仪器，通入表2规定的气体，读取仪器稳定示值。然后恢复仪器零点；
仪器零点稳定后，快速通入上述气样，并同时启动秒表，待仪器示值升至第一次稳定示值的90%时止住秒表，读取此起止时间。按上述步骤作 4次，取后三次算术平均值为响应时间。
试验中，应避免外加气路的影响，仪器所测量的气体从新鲜空气到试验气样应是阶跃变化。
4．5．2 氧气部分响应时间试验
记录仪器稳定显示的空气中的含氧量。通入高纯氮气，待显示值稳定后，停止通入通入表2规定气样，并同时启动秒表，待仪器示值升至空气中的含氧量的90%时止住秒表，读取此起止时间。按上述步骤作 4次，取算术平均值为响应时间。
4．5．3 一氧化碳及硫化氢部分响应时间试验
仪器在常态下环境规定中稳定显示零值。通入表2规定气样，并同时启动秒表，记录仪器示值达到标准气体90%浓度时的时间，重复3次，取其平均值。
4．6 工作稳定性
仪器置于3.1规定的环境中，连续工作15d，每天工作10小时，在最后30min内进行基本误差试验，并做好记录。试验3次，取3次测量的算术平均值。
对于硫化氢的试验只连续7天，每天运行9小时。
4．8绝缘电阻检测
将绝缘电阻表一端接到电路板上，一端接到外壳上。摇动绝缘电阻表，观察读数。电阻不小于
50MΩ为合格。
4．9工频耐压试验
将耐压测试仪的地端接到外壳上，表笔端放到电路板上，用500V，50Hz的高压，进行1min试验，漏电流不超过5mA为合格。
4．10本安参数测量
仪器的本安电源开路电压、额定电压、最大短路电流和仪器的最大工作电流应按经过计量部门计
量合格的数字万用表检测。其测量值应符合2.12的要求。