MT 1109-2011 矿用位移传感器通用技术条件 .pdf

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1、MT1109-2011 I 目 次 前 言 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 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

2、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

3、 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(12h+12h 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 60079-0:19

4、98） 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 60079-1:1990） 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 60079-11:1999） 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

5、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。 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

6、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： （040）； b) 相对湿度：小于或等于 98%； c) 大气压力： （80116）kPa； d) 有瓦斯或

7、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： （-4060）； b) 振动：小于或等于 50 m/s 2 ； c) 冲击：小于或等于 500 m/s 2 。 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。 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 k ；在闭 合（导通）时，灌入电流为 2 mA时，输出

8、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 mA5 mA（负载电阻 0 500 或大于 500 ） ； b) 4 mA20 mA（负载电阻 0 350 或大于 350 ） 。 5.3.2.2 频率模拟量信号 a) 信号频率应为：200 Hz1000 Hz 或 5 Hz15 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

9、，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（410）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

10、.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 dB(A)。 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 mm 2 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

11、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（1224）V. D C，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 5.5.25.5.7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 M 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

12、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

13、.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 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 38

14、36.1-2000 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 1G ；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 1.5mm 2 ） 连接后， 应能通过 GB 3836.4-2000 中 10.110.4 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

15、压 U I ； b) 最大输入电流 I I ； c) 最大内部电感 L I ； d) 最大内部电容 C I 。 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： （1535）； b) 相对湿度： （4575） % ； c) 大气压力： （80116）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.

16、1 N； e) 标准电流表：量程为（030）mA，准确度等级不低于 0.5级； f) 标准电压表：量程为（030）V. D C，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 MT1109-2011 6 6.2.1 输出负载电阻为 350 或 500 。 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 5.10.25.10.6 每项试验后，检测性能前，允许对传感器再进行调

17、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： x x （1） 式中： 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

18、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 x x n i i（2） 式中：x i 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，n=6。 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、

19、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。 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 6.4.16.4.5 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

20、 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

21、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。 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

22、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(933)%RH，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

23、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/s 2 , 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(10150) Hz，加速度幅值50 m/s 2 , 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-

24、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/s 2 , 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。 MT1109-

25、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 1.5mm 2 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

26、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

27、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

28、.4 O 17 表面绝缘电阻 5.11.5 6.15.5 O 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

29、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

30、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； 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。