王曉明

【摘 要】隨著礦用溫度傳感器不斷的更新?lián)Q代，測量的性能參數(shù)和指標發(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)運而生。

【關(guān)鍵詞】礦用溫度傳感器;規(guī)程;解讀

中圖分類號： TD727.2;TP212 文獻標識碼： A 文章編號： 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（以下簡稱傳感器）適用于煤礦有瓦斯、煤塵爆炸危險的環(huán)境，是煤礦井下常用的熱工計量器具。主要用于煤礦井下通風(fēng)巷道環(huán)境監(jiān)測、機電設(shè)備、各類管道內(nèi)和容器等復(fù)雜環(huán)境中溫度測量。傳感器計量數(shù)據(jù)是否準確，報警是否可靠，直接關(guān)系到煤礦井下安全生產(chǎn)，該類傳感器定期進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（以下簡稱舊規(guī)程）制定于2012年，舊規(guī)程的實施取得了很好的社會效益和經(jīng)濟效益，對煤礦安全生產(chǎn)和計量管理等起到了積極作用。隨著煤礦井下監(jiān)測自動化技術(shù)的快速發(fā)展，傳感器科技水平快速發(fā)展，測量準確大幅提高，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，類型結(jié)構(gòu)不同的種類，計量的性能參數(shù)和指標也發(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)、使用和檢定機構(gòu)進行了充分的調(diào)研和信息查詢，廣泛聽取了傳感器生產(chǎn)廠家、行業(yè)協(xié)會和檢定人員的意見建議。綜上所述，對舊規(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日實施。

2 主要修訂內(nèi)容解讀

本著科學(xué)性和實用性出發(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，力爭檢定項目合理，檢定方法可行，量值準確可靠。規(guī)程修訂對傳感器的主要性能技術(shù)指標進行了更為系統(tǒng)合理的規(guī)定。較之舊規(guī)程主要對測量范圍、計量性能要求、信號傳輸誤差、傳感器基本誤差和重復(fù)性、響應(yīng)時間、報警點、絕緣電阻等性能檢定方法和各項指標要求、檢定結(jié)果的判定進行修訂，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，同時對檢定使用的計量標準器具等也作了進一步明確要求。

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）、負載特性等內(nèi)容，增加了準確度等級、信號傳輸誤差等計量性能要求，補充完善了傳感器示值誤差、重復(fù)性、報警誤差檢定操作程序。

2）在“范圍”中舊規(guī)程中適用傳感器測量范圍過大，在（-20～-10）℃、（100～150）℃的傳感器在煤礦企業(yè)實際使用量極低，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傳感器計量性能，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，需要進一步明確傳感器使用范圍、測量范圍，調(diào)整測量范圍為（-10～100）℃更為合理。

3）在傳感器“計量性能要求”進行了修訂。新規(guī)程基本誤差引入準確度等級，將礦用溫度傳感器劃分為1.0級和2.0級，滿足煤礦企業(yè)對高精度傳感器和不同量程段測量準確度的需求。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量風(fēng)險。例如：一臺量程為（0～50）℃，引用誤差為2.0%的傳感器，20℃時誤差為1℃。而一臺量程（-10～100）℃，引用誤差為2.0%的傳感器，在20℃時誤差為2.2℃。采用準確度等級定級的方法可更加準確的描述傳感器的計量性能，有利于煤礦企業(yè)針對不同量程段傳感器，選擇準確度最適合的傳感器用于井下各類重要設(shè)備溫度監(jiān)控。

4）在傳感器“計量器具控制”中，將原標準裝置主要標準設(shè)備“水槽、油槽”統(tǒng)一修改為恒溫槽和恒溫箱，擴大了計量標準器具的選型范圍。對模擬電纜（即2km仿真電路）的性能指標定義為直流電阻12.8Ω/km、分布電容0.06uF/km、分布電感0.8mH/km。對檢定使用的標準溫度計類型擴大到（-10～150）℃二等標準水銀溫度計、相同準確度等級的數(shù)字溫度計和其它相應(yīng)準確度等級的計量標準裝置;明確了計量標準器具及配套設(shè)備“數(shù)字溫度計、恒溫箱、模擬電纜、直流穩(wěn)壓電源”等準確度等級、測量范圍。

（2）在“響應(yīng)時間”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)整檢定使用的溫場標準設(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”。這樣既能保證測量數(shù)據(jù)準確，又貼近檢定傳感器的實際情況，提高檢定工作效率。

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

（4）在“報警誤差和聲級強度”中，舊規(guī)程將報警點設(shè)定在25℃一點，批量檢定傳感器時，檢定員不易于觀察記錄報警示值。新規(guī)程將報警點設(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，當傳感器發(fā)出報警聲時，讀取報警示值，可簡化操作流程;分別設(shè)置不同報警點，對多只傳感器報警誤差進行檢定易于識別不同傳感器的報警示值，防止傳感器報警點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)程中測量方式描述不夠確切，新規(guī)程“用絕緣電阻表分別測量傳感器電源正、負極與其外殼裸露金屬件之間的電阻，每極測量2次…”。使測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、顯示、超限聲光報警和數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)男阅堋Ｓ糜诿旱V井下各種環(huán)境下溫度監(jiān)測的數(shù)顯溫度測量儀器。

（2）對于數(shù)字傳輸傳感器，檢定時可先進行數(shù)字轉(zhuǎn)模擬處理，轉(zhuǎn)換后進行信號傳輸誤差的檢測。

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

（4）報警聲級強度檢定時，聲級計應(yīng)置于環(huán)境噪音不大于50dB，距傳感器報警聲響器軸心正前方1m處。

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

（6）使用不同類型的恒溫槽檢定時，傳感器感溫元件的浸沒長度應(yīng)符合產(chǎn)品使用說明書的要求。

（7）用于常溫環(huán)境監(jiān)測的傳感器，可采用恒溫箱做溫場進行檢定。傳感器放入恒溫箱檢定的，檢定溫度不得超過傳感器說明書規(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】

[1]JJF1059.1-2012《測量不確定度的評定與表示》.

[2]JJG（皖）38-2012《礦用溫度傳感器》.