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量具校正规程解读之煤矿用风速传感器

编辑:永利电玩城????来源:未知????发布时间:2018-08-07 13:47????浏览量:

量具校正

煤矿用风速传感器可长时间连续监测各井巷、回风巷、风口的实时风速,以便对通风系统进行正确调度, 确保煤矿井下有毒有害气体迅速排出井口外,此类传感器对通风的监测是保证井下通风安全的重要保障。风速对于煤矿井下生产有着重要作用。风速过大会造成能源浪费,经济效益降低,井下工作人员的身体散热降温快,影响劳动效率;风速过小会导致有毒有害气体积聚,煤尘不能被带走,气温升高,不仅使生产效率降低,而且会严重危害工作人员的安全。
 
一、条款 1 范围
JJG (皖) 51-2016 《煤矿用风速传感器校正规程》适用于煤矿井下环境检测中使用的量程为 ( 0.4~15 )m/s 单、双向风速传感器(以下简称“仪器”)的首次量具校正、后续校正和使用中检验。
 
二、条款 3 计量性能
1. 示值误差
煤矿用风速传感器在实际应用中按设计原理分为两类:卡曼涡街式仪器和压差式仪器。在特定的流动条件下,一部分的流体动能转化为流体振动,其振动频率与流速(流量)有确定的比例关系,这个原理称为卡曼涡街式原理。 以卡曼涡街为基本原理,利用超声波束被涡旋调制量的变化来测量风速的传感器为卡曼涡街式仪器。在流动方向上设置一个固定的障碍物 (孔板、喷嘴等),这样根据流速不同便会产生一个压差。通过测量压差,可以转换成流速的测量,这个原理称为压差式原理。 以压差为基本原理,利用微压差变化来测量风速的传感器为压差式仪器。该两类仪器在使用中由于设计原理的不同,误差要求也不同。 对于卡曼涡街式仪器,最大允许误差在全量程内为 ±0.3m/s ;压差式仪器,最大允许误差在全量程内为 ±0.2m/s 。双向风速传感器,其两个方向上示值误差均应满足上述要求。
 
2. 报警功能
仪器一般采用超下限报警,即低于报警设定值时仪器发出声光报警信号。 报警声级强度采用 A 计权方式,A 计权声级是模拟人耳对 55dB 以下低强度噪声的频率特性。
 
3. 传输距离
测量传输距离误差,仪器连接使用单芯截面积为1.5mm 2 的铜芯电缆, 其传输距离应不小于 2km 。 为简化试验,量具校正时用 2km 仿真电路代替,该仿真电路直流电阻 ≤12.8Ω/km , 分布电容 ≤0.06μF/km , 分布电感 ≤0.8mH/km 。
 
4. 绝缘电阻
仪器在煤矿井下使用时要保证其绝缘电阻,当绝缘电阻过小,仪器会出现漏电或短路,有可能造成严重的煤矿安全事故。日常校正中,把连接航空信号电缆的航空插头插入航空插座中,用绝缘电阻表分别测量航空信号电缆的电源正、 负极与其仪器外壳裸露金属件之间的电阻。 该电阻值不小于 50MΩ
 
三、条款 5.3 校正方法
校正装置采用闭式风洞。开式风洞由于装置自身设计原因,受外界环境影响较大,校正时易出现粗大误差。
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将仪器的转换部分固定在标准风洞试验段中部,并使其风流通道轴线与风洞轴线平行, 其不平行度应小于 5 度,应保证在试验期间,环境温度波动不大于 1℃/h 。 接通传感器电源,预热时间不少于 15min 后,按仪器使用说明书,在风洞风速为零时,对仪器进行调零。 启动风洞风机,待风流稳定在 9m/s 附近时,将仪器示值调整至风洞风速实际值。 停止风机,按上述操作方式重新进行仪器零点和示值标校,重复调校 2 次或 3次。对于双向风速传感器只进行首个校正方向的校正,后续校正中不得再次调校传感器。
 
2. 示值误差
开启风洞装置, 风洞风速应由低向高逐渐增高,待风流稳定至校正点后读取仪器示值,继续调整风速至最高校正点, 并记录相应校正点示值后停止风机。重复上述步骤至各校正点分别记录 3 次,取各校正点 3次示值的平均值作为该点测量结果。由风洞装置给出各校正点的实际风速值,取测量结果与实际风速值的差值,作为该点的示值误差。 实际风速值也可由规程公式( 2 )、公式( 3 )求出。先求出空气密度: ρ=3.483×10 -3PT( 2 )式中: P —— — 大气压力, Pa ; T ——— 风洞工作环境温度,K , T= ( t℃+273 ) K 。则实际风速值: v t =2×P×ξρ%姨( 3 )式中: ρ —— — 风流空气密度, kg/m3 ; P ——— 微差压计读数, Pa ; ξ —— — 皮托管系数。测量结果与实际风速值的差值,作为该点的测量误差。测量误差: Δv 1 =v i -v t3. 传输距离校正方法同示值误差,风速稳定后记录各校正点仪器输出的信号值(即频率值),重复测量 3 次,取各校正点记录的 3 次频率值的平均值,根据规程式( 1 )换算成风速值,作为该点测量结果。v x = 〔( f-f 下 ) × ( x 上 -x 下 ) ÷ ( f 上 -f 下 )〕 +x 下 ( 1 )式中: f —— — 输出信号值, Hz/mA ; f 上 ——— 输出信号上限值, Hz/mA (根据被检仪器说明书给出固定值); f 下 ———输出信号下限值, Hz/mA (根据被检仪器说明书给出固定值); x 上 —— — 显示上限值, m/s (根据被检仪器说明书给出固定值); x 下 —— — 显示下限值, m/s (根据被检仪器说明书给出固定值)。测量结果与实际风速值的差值,作为该点的传输距离误差。传输距离误差: Δv 2 =v i -v t
 
4. 绝缘电阻
量具校正时,用绝缘电阻表的两极分别连接航空信号电缆的电源正极与仪器外壳裸露金属件并记录其电阻值;或者连接电源负极与仪器外壳裸露金属件并记录其电阻值。 每级重复操作 2 次,共记录 4 次数据,取 4次测量的最小值作为仪器的绝缘电阻。

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