T∕ZZB 1574-2020 便携式防爆挥发性有机气体分析仪（氢火焰离子化法）.pdf

ICS 71.040.01 N 56 团体标准 T/ZZB 15742020 便携式防爆挥发性有机气体分析仪 （氢火焰离子化法） Portable explosion-proof analyzer for volatile organic gas (hydrogen flame ionization detector) 2020 - 04 - 30 发布 2020 - 05 - 30 实施 浙江省品牌建设联合会 发 布 T/ZZB 15742020 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 基本要求 . 2 5 技术要求 . 2 6 试验方法 . 5 7 检验规则 . 8 8 标志、包装、运输和贮存 . 9 9 质量承诺 . 10 T/ZZB 15742020 II 前 言 本标准依据GB/T 1.12009给出的规则起草。 本标准的某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由浙江省品牌建设联合会提出并归口管理。 本标准由浙江省计量科学研究院牵头组织制定。 本标准主要起草单位：杭州谱育科技发展有限公司。 本标准参与起草单位：聚光科技（杭州）股份有限公司。 本标准主要起草人：郑晓霞、李天麟、刘立鹏、郑坚璐、王欣媛、周磊、桑振隆、洪沅、沙跃兵。 本标准评审专家组长：万娟秀。 本标准由浙江省计量科学研究院负责解释。 T/ZZB 15742020 1 便携式防爆挥发性有机气体分析仪（氢火焰离子化法） 1 范围 本标准规定了用于总烃分析的便携式防爆挥发性有机气体分析仪 （氢火焰离子化法） 的术语和定义、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及质量承诺等。 本标准适用于总烃分析的爆炸性危险气体场所及非爆炸危险气体场所用便携式防爆挥发性有机气体分析仪（氢火焰离子化法）（以下简称分析仪）。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 1912008 包装储运图示标志（ISO 780-1997，MOD） GB 3836.12010 爆炸性环境 第1部分：设备通用要求 GB 3836.22010 爆炸性环境 第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备 GB 3836.42010 爆炸性环境 第4部分：由本质安全型“i”保护的设备 GB 4793.12007 测量、控制和试验室用电气设备的安全要求 第1部分：通用要求（IEC 61010-1-2001，IDT） GB/T 49462008 气相色谱术语 GB/T 116062007 分析仪器环境试验方法 GB/T 133842008 机电产品包装通用技术条件 GB/T 139662013 分析仪器术语 GB/T 154791995 工业自动化仪表绝缘电阻 绝缘强度技术要求和试验方法 GB/T 259242010 在线气体分析器 试验方法 HJ 38 固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法 JJG 7002016 气相色谱仪检定规程 3 术语和定义 GB/T 49462008、GB/T 139662013和HJ 38界定的以及下列术语及定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T 49462008、GB/T 139662013和HJ 38的某些术语和定义。 3.1 总烃 total hydrocarbons（THC） 氢火焰离子化检测器上有响应的气态有机化合物的总和，除非另有说明，结果以碳计。 HJ 38，定义3.1。 3.2 T/ZZB 15742020 2 挥发性有机气体 volatile organic gas 参与大气光化学反应的有机化合物，或者根据有关规定确定的有机化合物 3.3 氢火焰离子化检测器 hydrogen flame ionization detector（FID） 有机物在氢火焰中燃烧时生成的离子，在电场作用下产生电信号的器件。 GB/T 49462008，定义3.6.4.2 3.4 稳定性 stability 在规定工作条件下，输入保持不变，在规定时间内仪器示值保持不变的能力。 GB/T 139662013，定义2.65 4 基本要求 4.1 研发设计 4.1.1 应具备满足与系统功能扩展要求对应的硬件和软件开发能力。 4.1.2 硬件开发阶段应运用印制电路板(PCB)设计软件、可靠性分析软件、嵌入式软件测试工具、三维造型软件、CAD 软件等计算机辅助设计与仿真工具，对产品的电路和结构等模块进行开发与模拟。 4.2 原材料 4.2.1 整机外壳采用金属或非金属导电材质，表面电阻不超过 1109。 4.2.2 整机所有采样及进样气路用管路均采用耐酸碱腐蚀的氟管或者不锈钢管。 4.3 工艺及装备 4.3.1 生产采用全程条码跟踪、扫码入库系统。 4.3.2 生产过程具有气密性检漏工艺、结构件清洗工艺和整机性能出厂测试工艺等完整工艺，保证生产过程规范化。 4.4 检验检测 4.4.1 具备出厂检验项目的检测能力。 4.4.2 具备电路板、氢火焰离子化检测器和减压阀等核心模块的检验能力。 5 技术要求 5.1 工作条件 仪器的工作条件应符合表1的规定。 T/ZZB 15742020 3 表1 影响量的参比工作条件 项目 序号 影响量 单位 正常工作条件 气候 条件 1 环境温度 -545 2 相对湿度 %RH 2095（不凝露） 3 大气压力 kPa 70108 4 射频电磁场辐射 V/m 10 5 工频磁场 A/m 30 电源条件 6 电池充电器电压 V 22010 7 充电器频率 Hz 500.5 5.2 外观 5.2.1 表面应保持清洁，不得有污物积垢、锈蚀等现象，零件结合处应整齐，无毛刺、锐棱和粗糙不平现象，刚性连接部件不得松动。 5.2.2 重量：整机重量不大于 4kg。 5.2.3 尺寸：整机尺寸不超过 250mm300mm90mm。 5.3 功能 5.3.1 样品采集单元 5.3.1.1 样品采集部件及流路管路的材质应选用耐酸碱、防腐蚀、不吸附、正常工作时不与气态污染物发生反应的氟管或者不锈钢管，应不影响目标污染物的正常测量。 5.3.1.2 应具备从采样探头入口校准的功能。 5.3.1.3 为防止颗粒物堵塞分析仪管路，在气体样品进入分析仪之前可设置精细过滤器；过滤器滤料的材质应不吸附并不与气态污染物发生反应，过滤器应至少能过滤 5m 粒径以上的颗粒物。 5.3.2 检测单元 5.3.2.1 应具备实时自动监测 FID 火焰状态和火焰熄灭故障报警功能。 5.3.2.2 系统采用外标法进行校准。 5.3.2.3 所用氢气气源为可反复充放的高压气瓶。 5.3.3 数据采集单元 5.3.3.1 整机及其数据采集单元均应具有实时数据自动记录的功能。 5.3.3.2 应具有中文数据采集、记录、处理和控制软件。 5.3.3.3 掉电后，应能自动保存数据，恢复供电后系统可自动启动，恢复运行状态并正常开始工作。 5.3.3.4 应具备网络传输功能，可将数据通过无线网络进行传输。 5.4 安全 5.4.1 在环境温度为 1535，相对湿度85%条件下，电源适配器电源端子对地或机壳的绝缘电阻不小于 20M。 T/ZZB 15742020 4 5.4.2 在环境温度为 1535，相对湿度85%条件下，电源适配器在 1500V（有效值）、50Hz 正弦波试验电压下持续 1min，不应出现击穿或飞弧现象。 5.5 防爆 防爆性能应符合GB 3836.1、GB 3836.2和GB 3836.4的要求，分析仪应取得国家防爆合格证，整机表面应贴有防爆标识， 分析仪主机满足本安防爆要求， FID检测器满足隔爆要求， 防爆型式不低于Ex d ia IIC T4 Gb。 5.6 性能 5.6.1 气路系统 5.6.1.1 密封性 高压气路密封性： 分析仪内部系统使用的高压气瓶在1500psi2200psi压强下， 高压段气路压降不大于70psi/12h。 低压气路密封性：调节低压气路压力在15psi 30psi，低压段气路压降不大于1.5psi/10min。 5.6.1.2 采样流量及变化率 采样流量（10.2）L/min；30min内采样流量变化率不大于1%； 5.6.2 氢火焰离子化检测器（FID） 5.6.2.1 基线噪声不大于 110-12A。 5.6.2.2 基线漂移不大于 510-12A/30min。 5.6.2.3 零点漂移不大于 2%F.S。 5.6.2.4 量程漂移不大于 2%F.S。 5.6.3 稳定时间 稳定时间小于10min。 5.6.4 定量重复性 不大于2%。 5.6.5 4 h 稳定性 4h稳定性应不大于20%。 5.6.6 响应时间 响应时间不超过3.5s。 5.6.7 示值误差 不超过10%F.S。 5.6.8 电池续航时间 使用电池供电，正常运行的连续工作时间不小于10h。 T/ZZB 15742020 5 5.6.9 氢气使用时间 使用压力2 000 psi以上高压气瓶供应氢气时，在正常运行情况下连续工作时间应不小于8h。 5.7 振动 按照GB/T 116062007中9.4的规定进行试验，试验后其性能要求应能满足5.6.4和5.6.5的规定。 5.8 环境温度 按照GB/T 116062007中6.4的规定进行试验，其中试验温度低温为-10，高温为55、两个温度的持续时间为4h。试验后其性能要求应能满足5.6.4和5.6.5的规定。 6 试验方法 6.1 外观检查 用目视和手感等方法进行试验。 6.2 功能检查 用目视的方法按照5.3的有关规定进行试验。 重量检查：将分析仪（包含主机、采样探头、电池和高压气瓶）放置在电子秤或磅秤上，读取秤上测量值，记录测量结果。 尺寸检查：将分析仪（包含主机、电池和高压气瓶）使用卷尺量取分析仪长、宽、高尺寸，记录测量结果。 6.3 安全检查 按照GB/T 154791995中5.3和5.4的有关规定进行试验。 6.4 防爆检查 用目视的方法检查整机表面，防爆标识明显且注明：分析仪主机满足本安防爆要求，FID检测器满足隔爆要求，防爆型式不低于Ex d ia IIC T4 Gb。 6.5 性能检查 6.5.1 气路系统 6.5.1.1 密封性 高压气路气密性： 将充有1500psi2200psi零级空气的高压气瓶接入系统气路， 断开高压气路与低压气路的连接，气路系统稳定1min，观察12h后高压气瓶压力表表头的压降。 低压气路气密性：调节低压气路压力在15psi30psi，使低压气路稳定后观察10min后压力表表头的压降。 6.5.1.2 采样流量及变化率 待分析仪运行稳定后，用流量计和秒表测量采样流量Fi，在30min内连续测量7次，按式（1）计算采样流量变化率。 T/ZZB 15742020 6 721()1100%7 1iiFFFRSDF= （1） 式中： RSDF采样流量变化率； Fi第i次流量测量值（mL/min）； F7次流量测量结果的平均值（mL/min）。 6.5.2 氢火焰离子化检测器（FID） 6.5.2.1 性能检测条件 助燃气：环境空气，流速选适当值。 燃气：氢气，流速选适当值。 助燃气纯度：原则上不做要求但不得含有影响仪器正常工作的灰尘及腐蚀性物质。 燃气纯度：不低于99.99%。 6.5.2.2 基线噪声 按照JJG 7002016中5.4.4.3规定的要求进行试验。 6.5.2.3 基线漂移 按照JJG 7002016中5.4.4.3规定的要求进行试验。 6.5.2.4 零点漂移、量程漂移 在正常工作条件下，待分析仪运行稳定后，通入零级空气记录仪器浓度值0，然后通入浓度约为30000mol/mol的标准气体，稳定后记录仪器浓度值0，撤去标准气。连续运行1h，每间隔15min重复上述步骤一次，同时记录分析仪浓度值及（i=1，2，3，4），按式（2）计算零点漂移，取绝对值最大的zi作为分析仪的零点漂移。 =0100% （2） 按式（3）计算量程漂移，取绝对值最大的si作为分析仪的量程漂移。 =()(00)100%（3） 式中： 零点漂移； 量程漂移； R 量程，一般不小于50000mol/mol。 6.5.3 稳定时间 T/ZZB 15742020 7 在正常工作条件下，试验按照GB/T 259242010中4.4条规定进行，使用秒表计时，通入浓度为500mol/mol甲烷标准气体标准气体， 分析仪在达到FID定量重复性3%合格的条件下， 计算分析仪的稳定时间。 6.5.4 定量重复性 在正常工作条件下，分析仪运行稳定后，通入浓度为约500mol/mol甲烷标准气体，稳定后记录仪器显示值Xi。重复上述步骤3次，定量重复性以单次测量的相对标准偏差RSD表示，按式（4）计算。 2i 1()1100%1niXXRSDnX=（4） 式中： Xi第i次测量的浓度值； Xn次测量得到的浓度值的平均值； n测量次数（n=3）。 6.5.5 4 h 稳定性 在正常工作条件下， 通入浓度约为500mol/mol甲烷标准气体记录分析仪浓度值， 每隔1min测量一次，连续测量3次，4h后再通入相同浓度的标准气体重复上述操作，按式（5）计算仪器稳定性： RSD=A2-A1averageA1，A2100%（5） 式中： RSD4h测量稳定性； A14h前3次测量浓度值平均值； A24h后3次测量浓度值平均值。 6.5.6 响应时间 在正常工作条件下，分析仪运行稳定后，通入浓度约为10000mol/mol的标准气体，稳定后读取分析仪显示值，撤去标准气体，通入零级空气，分析仪显示值稳定后，再通入上述浓度的标准气体，同时用秒表记录从通入标准气体瞬时起到分析仪浓度值达到稳定值的90%时的时间。重复测量3次，取3次记录时间的算术平均值作为分析仪的响应时间。 6.5.7 示值误差 在正常工作条件下，分析仪运行稳定后，依次通入浓度约为0mol/mol、500mol/mol和10000mol/mol甲烷标准气体。30s后，记录标准气体通入后的稳定浓度值，每种浓度连续重复测量3次，按式（6）计算仪器各浓度点的示值误差。 %100=RAAcs （6） 式中： c示值误差； A每种浓度3次测量浓度值的平均值； As相对应的标准气体浓度值； R 量程，一般不小于50000mol/mol。 T/ZZB 15742020 8 6.5.8 电池续航时间 使用电池对分析仪进行供电，分析仪开启后，将分析仪调整至测量状态并正常运行，记当前时刻为T1；持续运行直到电池供电无法支持分析仪正常运行，记录当前时刻为T2，按式（7）计算电池续航时间T。 T=T2-T1（7） 6.5.9 氢气使用时间 高压气瓶使用时间：将氢气高压气瓶内充入正常工作压力的氢气（一般为2000psi左右） ，使用氢气高压气瓶对分析仪进行供气，分析仪开启后，记录FID检测器开始点火的时刻为t1；将分析仪调整至测量状态并持续运行直到仪器熄火时，记录当前时刻为t2，按式（8）计算氢气高压气瓶续航时间t。 t=t2-t1（8） 6.6 振动测试 按照GB/T 116062007中第9章中的规定进行试验，试验前后分别通入浓度约为500mol/mol甲烷标准气体，结果分别按照式（5）进行。 6.7 环境测试 按照GB/T 116062007中第6章的规定进行试验，试验前后分别通入浓度约为500mol/mol甲烷标准气体，结果分别按照式（5）进行。 7 检验规则 7.1 检验分类 仪器检验分为出厂检验和型式检验 7.2 出厂检验 7.2.1 每台分析仪须经制造厂质量检验部门检验，所检验的项目全部达到产品标准要求后方可出厂，并附有产品合格证书、使用说明书及装箱清单。 7.2.2 出厂检验项目见表 2。 7.2.3 出厂检验不合格或有不合格项目时，应返工然后复验。复验全部项目合格后，方可出厂。 7.3 型式检验 7.3.1 检验周期 在下列情况之一时，应进行型式检验： a) 设计定型或生产定型时； b) 转厂或转移生产地时； c) 正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响分析仪性能时； d) 长期停产，恢复生产时； e) 正常生产时，定期或积累一定产量后，应周期进行一次检验，一般为 3 年； T/ZZB 15742020 9 f) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时。 7.3.2 抽样方案 型式检验的样本应从出厂检验合格的批次中随机抽取， 样本量一般不少于二台， 每台样本需进行完整的型式检验项目检验。 7.3.3 判定规则 型式检验项目见表2。所有检验项目全部合格，则判定合格；若检验项目中有一项不合格，则整改后重新检验；若仍有不合格项目，则判定不合格，反之合格。 表2 仪器检验项目表 序号 检验项目、要求及试验条目 检验分类 检验项目 要求条目 试验方法 出厂检验 型式检验 1 外观 5.2 6.1 2 功能 5.3 6.2 3 安全 5.4 6.3 4 防爆 5.5 6.4 5 密封性 5.6.1.1 6.5.1.1 6 采样流量及变化率 5.6.1.2 6.5.1.2 7 基线噪声 5.6.2.1 6.5.2.2 8 基线漂移 5.6.2.2 6.5.2.3 9 零点漂移 5.6.2.3 6.5.2.4 10 量程漂移 5.6.2.4 6.5.2.4 11 稳定时间 5.6.3 6.5.3 12 定量重复性 5.6.4 6.5.4 13 4h 稳定性 5.6.5 6.5.5 14 响应时间 5.6.6 6.5.6 15 示值误差 5.6.7 6.5.7 16 电池续航时间 5.6.8 6.5.8 17 氢气使用时间 5.6.9 6.5.9 18 振动 5.7 6.6 19 环境温度 5.8 6.7 注：“”表示应进行检验的项目。“”表示不应进行检验的项目。 8 标志、包装、运输和贮存 8.1 标志 8.1.1 仪器的标志应符合 GB 4793.12007 第 5 章有关规定。 8.1.2 仪器在适当的明显位置固定铭牌，其上应有如下标志： a) 制造商名称、地址、服务热线； T/ZZB 15742020 10 b) 器名称、型号、规格； c) 制造日期； d) 出厂编号； e) 防爆标识和防爆等级。 8.2 包装 8.2.1 仪器包装应符合 GB/T 133842008 中防潮、防震包装规定。 8.2.2 全套分析仪至少应包括以下几部分： a) 便携式防爆挥发性有机气体分析仪（氢火焰离子化法）一套：含主机、电池、采样探头及其必要的部件； b) 必须的附件和备件一套。 8.2.3 包装箱的适当明显位置上应有下列标志： a) 仪器型号、名称 b) 制造厂商标或名称、地址； c) 出厂编号、包装箱序号及数量、重量； d) 包装储运图示标志：“易碎物品”、“向上”、“怕雨”等应符合 GB/T 1912008 规定； e) 发货地点及收货单位。 8.2.4 随机文件，包括： a) 装箱清单； b) 产品合格证； c) 用户说明书； d) 出厂测试报告。 8.3 运输和贮存 8.3.1 仪器在运输过程中和贮存时应防止受到剧烈冲击、雨淋、风沙侵入。 8.3.2 仪器应原箱存放保管，仓库环境温度为-2070，相对湿度不大于 85 %，不应有能引起仪器腐蚀及电气绝缘性能降低的有害物质存放。 9 质量承诺 9.1 在用户遵守运输、贮存和使用条件下，从制造厂发货之日起 18 个月或用户投入运行之日起 12 个月（以先到日期为准），产品因制造质量不良而发生损坏或不能正常工作时，制造厂应无偿为用户修理分析仪或更换部件。 9.2 客户有诉求时，24h 内作出响应，经协商达成一致后 48h 内售后服务人员或技术支持人员到达现场。 9.3 提供视频操作及文字使用说明等资料。应对用户进行设备工作原理、日常操作和常见故障维修、安全注意事项、日常保养等方面知识的培训。 _