GB T 20964-2007 粉尘采样器.pdf

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1、ICS 13100D 09 蝠雪中华人民共和国国家标准GBT 20964-20072007-07-02发布粉尘采样器Dust sampler2008-01-01实施宰瞀鹘鬻瓣訾矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会厘111目 次GBT 20964-2007前言1范围12规范性引用文件13术语和定义l4要求25试验方法46检验规则117标志、包装、运输和贮存12前 言本标准由中国煤炭工业协会提出。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；国家煤矿防尘通风安全产品质量监督检验中心。本标准起草人：陈福民、徐三民、孔令刚、付建涛、曹利波、孙健。GBT 20964-20071范固粉尘

2、采样器本标准规定了粉尘采样器的技术条件、试验方法、标志、包装、运输和贮存等。本标准适用于短时粉尘采样器和连续粉尘采样器(以下简称采样器)。GBT 20964-20072规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的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)或修订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。GBT 24231电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验A：低温(GBT 24231-2001，idtEC 6006821：1990)GBT 24232 电工

3、电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温(GBT 24232-2001，idt IEC 600682-2：1974)GBT 24233电工电子产品基本环境试验规程试验Ca：恒定湿热试验方法(GBT 24233-1993，eqv IEC 6823：1984)GBT 24234 电工电子产品基本环境试验规程 试验Db：交变湿热试验方法(GBT 24234-1993，eqv IEC 682-30：1985)GBT 24235 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(GBT 242351995。idt IEC 68-2-27：1987)GBT 24238电工电子产品环境试

4、验第2部分：试验方法试验Ed：自由跌落(GBT 24238-1995，idt IEC 68232：1990)GBT 242310电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 试验Fc和导则：振动(正弦)(GBT 2423101995，idt IEC 6826：1982)GB 38361一zooo爆炸性气体环境用电气设备第l部分：通用要求(eqv IEC 6007901998)GB 383622000爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”(eqv IEC 600791：1990)GB 383642000爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”(eqv IEC 6007911：1999

5、)GB 4208-1993外壳防护等级(IP代码)(eqv IEC 529：1989)GBT 5748-1985作业场所空气中粉尘测定方法GB 99691工业产品使用说明总则GBT 10111利用随机数骰子进行随机抽样的方法MTT 154i0煤矿用安全仪器仪表产品型号编制方法和管理办法MT 394呼吸性粉尘测量仪采样效能测定方法JJG 257转子流量计3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。GBT 20964-200731短时粉尘采样器instantaneous dust sampler短时、定点采集空气中粉尘的仪器，单次采样时间一般在1 h以内。32连续粉尘采样器continuous dus

6、t sampler在一个工作班连续采集空气中粉尘的仪器。33采样流量sampling flowrate采样时单位时间通过采样器采样口空气的体积。34采样流量误差sampling flow error采样时采样器上的流量计指示值与通过采样口实际流量值之差和采样口实际流量之比。35采样流量稳定性sampling flow stability采样时采样器的采样流量随时间保持其稳定的能力。36负载能力capacity of load在规定的采样流量下，采样器克服气路和采样头采尘过程增加阻力的能力。37采样效能sampling efficency粉尘透过采样器前级分离装置的能力(曾称沉积效率、采样效率)

7、。38采样口流速average flow velocity at sampler inlet采样时采样器采样口气流的平均流速。4要求41 采样器应按照规定程序审批的图样和文件制造。其型号命名方法参照MTT 15410的要求进行。42采样器应能适用于下列环境条件：a)贮存温度：(一4050)fb)工作温度：井下用(O40)，地面用(一1040)c)相对湿度：95d)在爆炸环境中使用的采样器应符合GB 383612000、GB 383622000和GB 38364-2000的有关规定。43外观与结构431 采样器表面和粉尘分离装置不应有明显的凹痕、划伤、裂隙、变形等缺陷；涂、镀层不应起泡、龟裂和脱

8、落金属零件不应有锈蚀和机械损伤。432开关、按键的操作应灵活、可靠，零部件应紧固。433每台采样器应在醒目的位置标明制造厂、规格、型号、测量范围、出厂编号、CMC标志、矿用产品安全标志(对在煤矿使用的仪器)。44采样流量短时采样器：15 Lmin；连续采样器：10 Lmin。2GBT 20964-200745采样流量误差固定采样流量采样器：3oFs可调采样流量采样器：5o oAFS。46采样流量稳定性短时采样器30 min内采样流量稳定性：3oFS；连续采样器8 h内采样流量稳定性：30FS。47负载能力短时采样器：200 Pa；连续采样器：1 000 Pa。48连续工作时间短时采样器：100

9、 rain连续采样器：-8 h。注；对使用交流电源的粉尘采样器，不要求该项目。49工作噪声大气粉尘采样器：85 dB(A)；矿用粉尘采样器：75 dB(A)；个体采样器：65 dB(A)。410采样头气密性在1 000 Pa压力下，1 rain内其压力变化值不得超过100 Pa。411流量计准确度不低于25级。412采样时间误差具有采样时间显示的采样器，其采样时间误差应不大于10 s。413采样体积显示误差具有采样体积显示的采样器，其采样体积显示误差应不大于3oFS。414绝缘电阻和绝缘强度4141 各带电回路与外壳(或大地)之间绝缘电阻在常态下应不小于20 MQI交变湿热试验后，应不小于15

10、 M0。4142各带电回路与外壳(或大地)之间，按其工作电压不同，应能承受表1的绝缘强度试验。表1 绝缘强度试验电压值 单位为伏额定工作电压 绝缘强度电压值60 50060(不舍)125 1 000125 1 500415采样口平均流速：(o54o)ms。416采样准确度：10。417呼吸性粉尘采样器采样效能应符合“BMRC”采样效能曲线，采样效能允许误差应符合表2的规定。衰2 呼吸性粉尘采样器采样效能允许误差f粒径,urn 71 59 5o 39 22l采样效能 0 30 50 70 90l采样效能允许误差 士5 士5 士5 土5 5GBT 20964-2007对单点切割的采样器，其切割点的

11、采样效能偏差应不大于5。418采样器经工作温度、贮存温度、湿热、振动、冲击、跌落、运输试验后，均应符合44、45、47的要求。419采样器用滤膜性能应符合GB 5748-1986附录A要求(粉尘阻留率不得小于99o，阻力不得大于1 000 Pa，质量变化不得大于01)。420安全性能4201在爆炸性甲烷气体和煤尘环境中使用的粉尘采样器，应符合GB 383612000IGB 38362-2000和GB 383642000的规定，并经国家授权的产品检验机构检验合格。4202如果是塑料外壳，当表面积100 cm2时。其表面电阻应不大于1 GD,。4203如果是轻金属外壳，应符合GB 38361200

12、0中第8章的要求，并通过摩擦火花试验。4204外壳防护等级应不低于GB 4208-1993中IP54的要求。4205本安电路，应能通过本质安全火花试验。4206电池的安全性能应符合GB 383642000的规定。4207本安参数检验在爆炸性甲烷气体和煤尘环境中使用的粉尘采样器，应按GB 383642000的规定检测产品的本安参数，包括最大工作电流，最高工作电压，电池短路电流等，其技术指标应符合企业标准规定和防爆检验的要求。5试验方法51试验环境条件a)温度：(1525)ib)相对湿度：(4575)；c)大气压力：(86106)kPa。52试验用仪器设备见表3。裹3试验用仪器设备序号 主要仪器设

13、备 测量范围 准确度粉尘采样器检定装 流量范围t不小于被检采样器 1置或钟覃式气体计 测量范围(Lrain)1 流量量标准装置或标准 压差t(O199)10 Pa 15“标准 流量表 (2002 000)10 Pa装置2 皂膜流量计组 100 mL、400 121L、1 L 13 气体计量器 200 L 054 水银温度计 (O50) 分度值t01c5 液体压力计 (O5)kPa 16 电子计量器 001 s24 h 3级7 声级计 (25140)dB(A) 士05 dB8 兆欧表 (O500)Mn 10级9 分析天平 最大称量：20 g 感量：001 mg10 游标卡尺 (O100)mill

14、 分度值1002 mm粉尘质量浓度t(1l 000)mgm311 测尘仪表检测装置 5风速t(054)ms12 采样效能测定装置 (0550)“m 0213 耐压测试仪 (O2 000)V 15GBT 20964-200753本标准43用感官检查法。54采样流量和采样流量误差测定541 采样流量大于或等于5 Lmin的粉尘采样器选用粉尘采样器检定装置(或钟罩式气体计量标准装置或标准流量表)进行检测I采样流量小于5 Lmin的选用粉尘采样器检定装置或皂膜流量检定装置进行检测。542对采样流量固定的粉尘采样器只检测固定流量点，对采样流量可调的粉尘采样器检测采样流量范围内上、中、下均匀分布的三个流量

15、点。543被检粉尘采样器按其使用说明要求作好准备，包括充好电，装上滤膜。544用粉尘采样器检定装置或钟罩、皂膜流量检定装置的检测方法启动粉尘采样器，调节流量到待检测点，按图l或图2将粉尘采样器的采样口接在粉尘采样器检定装置或钟罩、皂膜流量检定装置的测试口上，调节标准器排气流量大小，使之与采样器流量达到平衡，压力计显示为零。对粉尘采样器检定装置，读取其标准流量计的刻度值得到该点的采样流量；对钟罩或皂膜流量检定装置，气流达到平衡后读取所排出气体的体积、排气时间、温度和压力，按式(1)计算出该点的采样流量g，： 圹竽甓屠式中：V钟罩式气体计量标准装置或皂膜流量检定装置气流平衡后排出气体的体积，单位为

16、升(L)与排出气体体积对应的排气时间，单位为分(min)；A为钟罩式气体计量标准装置或皂膜流量检定装置内气体的绝对压力，单位为帕(Pa)；T|为钟罩式气体计量标准装置或皂膜流量检定装置内气体的绝对温度，单位为开(K)I户。为标准状态下大气压p。一101 325 PaTN为标准状态下气体温度，虱=29315 K“为被检仪器前气体的绝对压力，单位为帕(Pa)T。为被检仪器前气体的绝对温度，单位为开(K)。l粉尘采样器检定装置I2检定装置测量口I3连接软管-4采样头；5被检粉尘采样器。圈1 用粉尘采样器检定装置测量采样流量的示意圈GBT 20964-2007l钟覃式气体计量标准装置或皂胰流量检定装置

17、2检定装置测量口3连接软管l4采样头I5被检粉尘采样器；6温度计I7压力计。圈2用钟罩式气体计量标准装置或皂膜流量检定装置测采样流量的示意图545使用标准表流量标准装置检测采样流量误差的方法将标准流量表串接到被检粉尘采样器的入口气路上，并按图3所示接人压力计和温度计，分别测出标准流量计和被检流量计气体进口处的压力和温度，根据式(2)计算出被检流量计在刻度状态下的实际流量q(Lmin)；e鸹矗式中：q。标准流量计在刻度状态下的刻度流量，单位为升每分(Lmin)；A、分别为标准流量计和被检流量计气体进口处的绝对压力，单位为帕(Pa)L、T。分别为标准流量计和被检流量计气体进口处的绝对温度，单位为开

18、(K)。1压力计l2温度计3标准流量表，4压力计l5温度计l6采样头l7被检粉尘采样器。图3用标准流量衰测量采样流量的示意图546每点检测两次，取其平均值，用式(3)计算检测点的采样流量误差：6(2)如一蛩棚。GBT 20964-2007(3)式中：d采样流量误差，；q被检粉尘采样器采样流量范围的最大值(或固定流量点)，单位为升每分(Lrain)；q。；被检粉尘采样器指示流量值，单位为升每分(Lrain)q。两次采样流量测量值的平均值，单位为升每分(Lrain)。取各检测点中采样流量误差的最大值作为该台采样器的采样流量误差。55采样流量稳定性测定按图1或图2所示连接好采样器。开机1min后测量

19、采样流量吼，并开始计时，在不调节采样流量的情况下，对短时采样器，工作30 min后测量采样流量q。；对连续采样器，工作8 h后测量采样流量q：，采样流量稳定性疋()由式(4)计算： 盈一哑100ql56负载能力的测定561对采样流量固定的粉尘采样器，检测固定流量点对采样流量可调的粉尘采样器，检测上限流量点。562启动粉尘采样器，并将采样流量调节到待检测点，再按图4所示将三通、压力计、调节阀连接在采样头上，然后逐渐关闭阀门，使采样流量下降5时，立即读取压力计示值，此时的阻力(压力)即为采样器的负载能力。1调节阀2三通I3采样头4被检粉尘采样器；5压力计或粉尘采样器检定装置。图4测量负载能力的示意

20、圈57连续工作时间测定采样器充好电，装上滤膜，启动采样器，使采样流量达到规定值并开始计时，对短时采样器工作时间达到100 min后，对连续采样器工作时间达到8 h后，均在10 min内按54和56测定其采样流量和负载能力。58工作噪声测定采样器处于正常工作状态下，采样流量调节到最大流量点，被检的粉尘采样器与声级计处于距地面800 mm高的同一水平面上，两者相距1 000 mm，背景噪声小于50 dB(A)，每台测量两次，取其最大值。59采样头气密性试验断开粉尘采样器流量计排气端的连接管，用粉尘采样器检定装置(如图5所示)或手动微加压泵或采样器抽气泵(如图6所示)向流量计和滤膜夹上装有不透气的塑

21、料薄膜的采样头送(或抽)气加压，当GBT 20964-2007压力差达到1 200 Pa左右时关断气源和连接气源的阀门，稳定(35)min后读取初始压力值，并开始计时，在(1 oool 100)Pa的压力下保持I rain后读取结束压力值，两者之差的绝对值即为压力变化值。1粉尘采样器检定装置2连接软管3流量计l4采样头I5塑料薄膜。图5用粉尘采样器检定装置检测气密性示意图I手动加压泵或采样器抽气泵；2阀门；3压力计；4流量计I5采样头I6塑料薄膜。图6用手动加压泵或采样器气泵检测气密性的示意图510流量计准确度测定采样器上流量计不可拆下时，其示值误差按54测定方法进行，对单支流量计按JJG 2

22、571994的要求进行。示值误差用式(5)计算：盈一qa-q100 (5)qn式中：岛流量计示值误差f玑流量计在刻度状态下的实际流量，单位为升每分(Lrain)；玑流量计的刻度流量，单位为升每分(Lmin)；g。流量计的上限刻度流量，单位为升每分(Lmln)。511采样时同误差测定5111用秒表或粉尘采样器检定装置进行检测。5112将被检粉尘采样器的时间设定为5 min，起动被检粉尘采样器的同时按下秒表或粉尘采样器检定装置的计时器开始计时，当被检粉尘采样器停止工作时停止秒表或计时器的计时。5113每台粉尘采样器检测两次，取平均值，设定时间与测量平均值之差即为采样时间误差。512采样体积显示误差

23、测定8GBT 20964-2007按图1连接采样器后，采样5 min后，采样器显示的采样流量累计体积与粉尘采样器检定装置或皂膜流量计的瞬时值进行计算比对，用式(6)计算采样体积显示误差： 品一擎100Oq5(6)式中：乱采样体积显示误差，；y显示累计体积，单位为升(L)qs粉尘采样器检定装置或皂膜流量计示值，单位为升每分(Lmin)。513绝缘电阻和绝缘强度试验用绝缘电阻表分别测定采样器电源插孔两极对地及对外壳上裸露金属件之间的绝缘电阻，取其最小值为采样器的绝缘电阻。将耐压试验仪的输出端子分别接在粉尘采样器的交流输入端及外壳裸露金属件上，使耐压试验仪输出本标准表1规定的交流电压，并保持1 ra

24、in，观察采样器是否有击穿或飞弧现象。514采样口流速测定用游标卡尺测量出采样口截面尺寸。用式(7)计算采样1：3平均流速：口一010_6q (7)式中：一采样口平均流速。单位为米每秒(ms)吼测量采样流量，单位为升每分(Lrain)，A采样口截面积，单位为平方米(m2)。515采样准确度测定5151采样准确度测定装置如图7所示。1给尘装置I2风速传感器；3标准粉尘采样装置；4受检采样器I5-粉尘浓度监控探头I6粉尘测试段7通风机。圈7 采样准确度测定装置示意图试验条件为：a)试验粉尘：采用74 pm以下的试验粉尘；b)粉尘风峒工作段风速：(054O)ms，c) 风速流场均匀性相对标准偏差：5

25、d)粉尘质量浓度范围：(11 000)mgm3GBT 20964-2007e) 工作段截面粉尘质量浓度均匀性相对标准偏差：5f)同一水平面上粉尘质量浓度均匀性相对标准偏差：5。5152在粉尘风洞中将风速控制在(15士02)ms、粉尘质量浓度控制在(50200)mgm3的范围内，用标准粉尘采样装置与被检采样器同时并列采样，用式(8)和式(9)计算出粉尘采样准确度：p：翌二旦l 000q”c式中：p一粉尘质量浓度，单位为毫克每立方米(mgm3)；m滤膜采集粉尘前的质量，单位为毫克(rag)；m。滤膜采集粉尘后的质量，单位为毫克(mg)；钆采样流量，单位为升每分(Lrain)；p一采样时间，单位为分

26、(min)。疋一A-。P2100式中；疋粉尘采样准确度，；n采样器采取的粉尘质量浓度，单位为毫克每立方米(mgm3)；岛标准粉尘采样装置采取的粉尘质量浓度，单位为毫克每立方米(mgm3)。共测量10个样品，取平均值。516采样效能测定按MT 394的规定进行。517工作温度试验5171低温试验按GBT 24231试验Ab方法进行。严酷程度：防爆型采样器，温度0CI非防爆型的采样器温度一10C：持续时间2 h。5172高温试验接GBT 24232试验Bb方法进行。严酷程度；温度40C，持续时间2 h。518贮存温度试验518。1低温试验按GBT 24231试验Ab方法进行。严酷程度：温度一40，

27、持续时间2 h。5182高温试验按GBT 24232试验Bb方法进行。严酷程度：温度60。持续时间2 b。5183高低温试验后，均在正常环境中恢复2 h。再按54和56进行测定。519湿热试验5191 防爆型采样器交变湿热试验后按GBT 24234试验Db方法进行。严酷程度：温度40C，周期6 d。5192非防爆型采样器湿热试验按GBT 24233试验ca方法进行。严酷程度：温度40C，周期2 d。5193湿热试验后，均在正常环境中恢复z h，再按54、56和5，13进行罚定。520振动试验按GBT 242310试验Fc方法进行。严酷程度：频率范围(10150)Hz，加速度20 ms2(29)

28、每轴线上扫频循环次数10次；】0采样器振动试验时为非工作、非包装状态，试验后按54和56进行测定。521冲击试验按GBT 24235试验Ea方法进行。严酷程度：峰值加速度500 ms2(509)脉冲持续时间(61)ms；脉冲波形为半正弦波，冲击次数三个面各三次，共九次；试验后按54和56进行测定。522跌落试验根据产品完整包装后的总质量按表4规定确定跌落高度。衰4跌落高度GBT 20964-2007毛i(G)kg GlO 10G龟25 25G50 50G75趺落高度mm 800 600 450 350按表4规定的高度，按GBT 24238的规定方法，依次将底、前、后、左、右面向平整的水泥地地面

29、跌落一次，跌落试验时应保持初速度为零，试验面应与地面平行。试验后再按54和56进行测定。523运输性能试验采样器完整包装后固定在强化模拟汽车运输试验台上，试验时间2 h，试验后再按54和56进行性能测定。524安全性能试验和本安参数测试防爆型采样器的防爆检验，按GB 383612000、GB 383622000、GB 383642000规定的试验方法由国家授权的防爆检验单位进行。525外壳防护性能按GB 4208规定的试验方法进行。6检验规则61出厂检验611 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。612出厂检验项目如表5。裹5检验项目衰序号 检验项目 要求

30、试验方法 出厂检验 型式检验1 外观与结构 43 53 a2 采样流量 44 54 3 采样流量误差 45 54 4 采样流量稳定性 46 55 5 负载能力 47 56 a a6 连续工作时间 48 57 A a7 工作噪声 49 58 a 8 采样头气密性 410 59 9 流量计准确度 411 510 A a10 采样时间误差 412 511 aGBT 209642007表5(续)序号 检验项目 要求 试验方法 出厂检验 型式检验11 采样体积显示误差 413 512 12 绝缘电阻 414 513 13 绝缘强度 414 513 14 采样口流速 415 514 15 采样准确度 41

31、6 515 16 采样效能 417 516 17 环境适应性能 418 517523 18 安全性能 420 5。24 19 外壳防护性能 4204 525 20 本安参数 4207 524 注，表中“”为应检验项目。一”为不检项目。62型式检验621 有下列情况之一者应进行型式检验：a)新产品或老产品转厂生产的型式评价b)正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变可能影响产品的性能时；c)正常生产时，每两年次；d)停产一年后的产品恢复生产时；e) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时If) 国家质量监督机构提出进行型式检验要求时。622型式检验项目如表5。623按GBT 10111的规定在出

32、厂检验合格的采样器中进行抽样(至少3台)。624表5中检验项目中1、7、14有2台项不合格，其他有1台项不合格，则判该批仪器不合格，再抽3台重新进行试验，仍有一台项不合格。则判该批仪器不合格。7标志、包装、运输和贮存71采样器的标志包括；)制造厂名lb)产品型号和名称；c)主要技术性能；d)制造计量器具许可证标志和编号，e) 防爆型采样器应有防爆型式标志及合格证编号f)产品编号和制造日期g)煤矿用的采样器应有矿用产品安全标志及准用证编号。72包装721产品包装箱外壁应有明显标志，其内容包括：a)厂名或厂标Ib)产品型号和名称Ic)“小心轻放”、“防潮”、“向上”等标志d)外形尺寸和总质量；12e)出厂日期。722包装箱内应附有下列文件：a)装箱清单；b)产品合格证，c)产品说明书，应按GB 99691的要求编写。73运输采样器成品包装应符合海、陆、空运输的有关规定。74贮存存放采样器的库房应保持通风良好，并防止其与腐蚀性物质接触。GBT 20964-2007