矿用风速传感器校准规范.docx

OF中华人民共和国国家计量技术规范JJF××××-202×矿用风速传感器校准规范Ca1.ibrationSpecificationforWindSpeedSensorforMining（征求意见稿）202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施国家市场监督管理总局发布矿用风速传感器校准规范Ca1.ibrationSpecificationforWindSpeedSensorforMining归口单位：全国流量计量技术委员会主要起草单位，济宁市质量计量检验检测研究院国家矿山安全计量站山东恒量测试科技有限公司参加起草单位：济南市计量检定测试院扬中市南方矿用电器有限公司本规范委托全国流量计量技术委员会负贡解释本规程主要起草人：（济宁市质量计量检验检测研究院）（国家矿山安全计量站）（山东恒量测试科技有限公司）参加起草人：（济南市计量检定测试院）（扬中市南方矿用电器有限公司）目录引言(II)I范围(1)2引用文件(1)3概述(1)4计员特性(1)4.1 示值误差(1)4.2 模拟信号传输误差(2)4.3 重复性(2)5校准条件(2)5.1 环境条件(2)5.2 测量标准及其他设备(2)6校准项目和校准方法(3)6.1 校准项目(3)6.2 校准方法(3)7校准结果表达(6)8复校时间间隔(6)附录A标准涔风速测量值计算方法(7)附录B仿真电路技术要求(8)附录C皮托管配合微型压计校准风速传感器的示值误差的测后不确定度评定.(9)附录D热式风速仪测量风速传感器的测量不确定度评定(14)附录Eir用风速传感器校准记录(使用热式风速仪校准)(18)附录F矿用风速传感器校准记录(使用皮托管配合微差用计校准)(19)附录G矿用风速传感胧校准内页格式(20)引言JJF1001.g通用计量术语及定义、JJFIO71国家计量校准规范编写规则、和、JJF1059.1-2012£测量不确定度评定与表示共同构成支捶本规范制定工作的基础性文件。本规范参照M1.Vr448-2008£矿用风速传感器,JJG431-2014£轻便三杯风向风速表、和JJG1161-2019矿用硫化氢气体检测仪，并结合我国矿用风速传感器的技术水平及行业现状编制而成。本规范为首次发布。矿用风速传感器校准规范1范围本规范适用于矿用井下监测监控系统配套使用的矿用风速传感器的校准.2引用文件本规范引用了下列文件：JJG431轻便三杯风向风速表JJG518皮托管JJGII6I矿用疏化狙气体检测仪JJF1939热式风速仪MT/T448矿用风速传感器凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范：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规范。3术语和计量单位3.1 超声波旋涡式风速传感器Supersonicvortexsensor根据卡曼涡街原理利用超声波束被漩涡调制量的变化来测量风速的传感耀。3.2 差JK式风速传感器Differentia1.pressuresensor根据差压原理利用微差压变化来测量风速的传感器。3.3 阻塞比b1.ockageratio风洞试验段内风速传感器（包括安装支架）迎风面积与试验段横截面积之比.3概述矿用井下监测监控系统配套使用的矿用风速传感器（以下简称传感器），主要用于矿井F巷道及风口，主扃风机井口等处的风速检测。传感器按工作原理主要分为2类,卡星涡街原理和差压原理。传感器主要由破豚元件、电路部件和显示部分等组成，敏感元件用于感应风速信息：电路部件招感应到的风速信息经过数据处理后，将对应的风速值信号以电压、电流、短率或数字信号输出，同时显示风速值。4计量特性4.1示值误差传感器的示值的最大允许误差不超过表1的规定。表1示值误差测量原理测量范阳/（ms）示值误差“nV。卡更涡街原理0.4v15±0.30.5v25±0.4压差原理0.4v15±0.20.5v25±0.3注：1.时r具仃双向风速测此功Ife的传照器，应用亍正反方向示值误差校准。2.R为测口值4.2 模拟信号传输误差相对误差：不大于05%（不包含仪器示值误差）。仅适用于具有模拟信号传输功能的传感器。4.3 重曳性亚豆性不得超过最大允许误差绝对值的1/3。注I以上指标不适用于合格性判VI.仅作参与.5校准条件5.1 环境条件5.1.1 环境温度：（153O）C.5.1.2 相对湿度：W75%“5.1.3 大气压力：8OkPa-IO6kPa.,5.2 测量标准及配套设备测量标准及配套设备均应有有效期的检定/校准证书.5.2.1 测量标准测量标准可选用皮托管（配微差压测量仪表）、热式风速仪等，推荐主标准器技术要求见表2。表2测量标准序号设备名称技术要求I热式风速计测量范树：（0.1530）ms,扩展不确定度不低于0.S%（k=2）2皮托管（配微差压测量仪表）测量范困:<1.-30>ns,皮托管系数K取值范困（09971.003>,微爱乐测Ift仪表的测量位表:（O-25OO）Pa.准确度等级：不低于005欲.5.2.2 配套设备主要配套设备应满足表2的要求,表2配套设备序号设备名称技术要求用途1风洞风速范国(0.2-30)ms,均匀性不大干1斩稳定性不大于0.5%.提供校准的风速场2温度刈依仪衣测汆范国(0-50)C,班大允许误差：±0.23测成环境温度3湿股测眼仪表测Jft范围(5-95)%RH最大允许误差:±5%R1.1.测成环境湿度4气压计测量范围(80106>kPa最大允许误差：±40Pa.测盘大气压力5频率计测订t范IM(Io-300Hz,准确度级别不低于0.05缎.测M模拟信号传输误差6万用衰口流电压测;。范困；(0-500)V,H流电流测用范围：(0-500)三,准确度级别不低于0.5级测J1.t模拟信号传输误差7直流穗乐电源最高输出电压不低于30V：最大输出电流不低于3A.为传感器供电8仿口电路仿女电路技术要求详见附录B.用于模拟传输距离6校准项目和校准方法6.1 校准项目示值误差、模拟信号传输误差、至且性。6.2 校准方法6.2.1 校准前检查6.2.1.1 外观与结构检杳传感罂的各机械调节部件应能正常动作，各紧固件应无松动。供电电源标志明确，并设置正确，不应有影响其正常工作及防爆性能的外观损伤，送检时应带有必要的附件及产品说明书.6.2.1.2 标志与标识检查传感器及其铭牌应标明制造单位、仪器名称型号、制造日期、出厂编号、矿用安全标志及编号，并在铭牌中注明其测量范围、测域误差等主要技术指标。6.2.1.3 工作正常性检查传感器通电后屏卷显示应正常：所有开关、按键和旋钮应安装牢固可靠、定位准确、接触良好、调节平滑，通电后各种指示灯显示应正常。622校准前的准备1.1.1 根据传感器外形结构，将传感器放置在风洞内部，使传感器测风探头处于风洞中心点附近的风速均匀区，并根据传感器说明书的要求设置好探头角度.校准用标准涔测头距离工作段内壁距离应大于“8工作段直径，目迎风正对气流，测头与气流轴向允许很大偏角±3。计算传感器的阻塞比不大于0.05,方可进行校准，622.2采用直流稳压电源供电，传撼器应接上传输电缆及信号测试设备，其连接方式与方法参照传感器说明书的规定。接通电源，按照使用说明出要求的时间对其进行预热，般预热时间不少于5min。使用说明书中对传感器的谢整仃明确要求时.按照说明书的要求调整零点和示值：若说明书中没有明确耍求的，在无风状态下调整传感器零点：在满量程50%的风速点调整传感器的示值。在此后的校准过程中不得再次调整。6.2.3 示值误差的校准根据传感器测时范围选取校准风速点，在测量范围内选取6个点：量程下限、20%、40%、60%、80%、95%,为校准风速点。每个校准风速点的实际Wt速与设定风速的最大偏差，风速V1.n作时为±0.05ms:风速InV*时为±5%设定风速.风洞风速应由低向尚逐渐增尚，待风速值稳定后，分别读取标准器示值、传感器显示值和输出信号值，取连续三次示值的.算术平均值作为该风速校准点的测量结果。示值误差按式(I)计算,(使用皮托管、做压计校准示值误差时，每个校准点的标准风速测量值，计算方法见附录A)。=v-vt(1)式中：AM示值误差：1某校准点风速仪示值的算术平均值，nVs：v某校准点标准风速值，ms6.2.4 模拟信号传输误差用直潦稳用电源按传感器说明书规定的电吊为传感器供电，在传感器信号输出端接入仿其电路（技术要求见附录B）,在仿久电路末端接上对应的信号测试设备,按6.2.3相同的方法，依次测量传感潜的风速值，待读数稳定后，记录传感器的示值芍。同时测量并读取对应风速输出的电信号值？，每点重纪测量3次,计算出各点的显示值算术平均值7和输出信号的算术平均值A,按式（3）将输出信号的算术平均值R换算为风速值Gm-GPn-P.)x(j)(2):GC输出电信号上限对应的风速值，m/s：G0输出电信号下限对应的风速值，m/S：P.输出电信号上限标称值，Hz、mA、V：/：,输出电信号下限标称值，Hz、mA、V：P各点的输出信号的算术平均值，Hz、mA、V；G各点的输出信号的算术平均值户换肾的风速值，ms.再按式（3）计算传感器各点的模拟信号传输误差。取最大的.为其模拟信号传输误差.r=×%（3）式中：1各点的模拟信号传输误差：G各点的模拟输出信号的算术平均值尸换算的风速值，m/s：X各点的显示值翼术平均值，s46.2.5 重复性根据623读取的被校风速传感器示值，按公式（4）计算风速重宓性：(4)式中：B风速重复性,m/s；v.,ov.1.风速传感器的最大值和最小值，m/s：C极差系数，测量3次时，C=1.69.7校准结果的赛达校准原始记录格式见附录E和附录F,按本规范要求校准后的风速传感涔发给校准证书，校准证行格式见附录G.8震校时间间*女校时间间隔的由使用拧根据使用情况、仪器本身性能等因素.所决定，建议不超过1年。（A.I）（A.2）（A.3）附录A标准器风速测量值计算方法A.1用风洞试验段内的空气温度按式(A.D计算出饱和水汽压：(1rrcw>ettk×e9式中：e-T温度下的饱和水汽味,巳：T一一试验段内空气温度，K；k=1.Pa:A、B、C、D均为常数，其值如下：A=1.2378847XIO5K2;B=-1.9121316×IO2K15C=33.93711047D=-6.3431645X16K：A.2用风洞试验段内的空气温位、相对湿度和气压值按式(A.2)计匏空气密度.p=3.48353×10-Xy(-0.378)式中：T一一试验段内空气温度，K：p1.>一