中华人民共和国国家标准
(IEC617791:1998,MOD)
20070430发布20080401实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
前 言
本部分的全部技术内容为强制性。
GB20936《可燃性气体探测用电气设备》分为若干部分。
———第1部分:通用要求和试验方法;
———第2部分:显示空气中甲烷体积含量至5%的Ⅰ类探测器的性能要求;
———第3部分:显示空气中甲烷体积含量至100%的Ⅰ类探测器的性能要求;
———第4部分:显示气体体积含量至100%的Ⅱ类设备的性能要求。
本部分为GB20936的第1部分,修改采用IEC617791:1998《可燃性气体探测用电气设备 第1部分:通用要求和试验方法》(英文版)。
本部分规定了可燃性气体或蒸气与空气混合物用便携式、可移动式和固定式探测设备的结构、试验的通用要求及试验方法。这些探测设备或其部件可用于潜在爆炸性气体环境和易产生瓦斯的煤矿井下。
本部分与IEC617791的主要差异,是在第1章范围中增加了“显示至爆炸下限100%的Ⅱ类探测设备的性能要求由GB15322另行规定”。
删除了IEC617791中的3.5“扩散式传感器”。
本部分的附录A为规范性附录,附录B为资料性附录。
本部分由中国电器工业协会提出。
本部分由全国防爆电气设备标准化技术委员会归口。
本部分起草单位:南阳防爆电气研究所、国家防爆电气产品质量监督检验中心、国家消防电子产品质量监督检验中心、深圳特安电子有限公司、天津市浦海新技术有限公司、济南市长清计算机应用公司、海湾安全技术有限公司、河南汉威电子有限公司。
本部分主要起草人:张刚、丁宏军、陈士学、王吉同、王爱中、牛军、李书朝、陈彬。
本部分为首次发布。
Ⅰ
可燃性气体探测用电气设备
第1部分:通用要求和试验方法
1 范围
1.1 本部分规定了便携式、可移动式和固定式可燃性气体或蒸气探测设备结构、试验的通用要求以及
试验方法,其中显示至爆炸下限100%的Ⅱ类探测设备的性能要求由GB15322另行规定,这些探测设
备或其部件可用于潜在爆炸性气体环境(见3.1.8)和易产生瓦斯的矿井。本部分由下列各种型式的电
气设备性能的具体要求的标准给予补充。
GB20936.2《可燃性气体探测用电气设备 第2部分:显示空气中甲烷体积含量至5%的Ⅰ类探测
器的性能要求》
GB20936.3《可燃性气体探测用电气设备 第3部分:显示空气中甲烷体积含量至100%的Ⅰ类探
测器的性能要求》
GB20936.4《可燃性气体探测用电气设备 第4部分:显示气体体积含量至100%的Ⅱ类设备的性
能要求》
注1:本部分与上述标准结合使用,仅提出了对一般用途设备的安全性能要求,但对特殊用途的设备来说,产品购买
者(或合适的委托人)可对设备提出附加特殊试验或批准要求。例如:对于Ⅰ类探测器(即易产生瓦斯的矿用
设备)来说,在煤矿授权的法定机构批准之前,没有满足附加要求不允许在煤矿使用。这种专门试验/批准将
作为对上述的有关标准条款的附加和单独条款,并不妨碍对产品认证或符合这些标准。
注2:显示甲烷体积含量至100%的Ⅰ类及Ⅱ类探测器和显示气体体积含量至100%的Ⅱ类探测器仅适合用已经校
准的专用气体。
注3:对于本部分来说,术语“燃烧下限(LFL)”和“爆炸下限(LEL)”视为同义词。同样,术语“燃烧上限(UFL)”和
“爆炸上限(UEL)”也视为同义词。为便于引用,对所示的这两组术语可在正文中使用它们的缩写词LFL和
UFL。有法定授权的机构当使用这些术语词组的一组,而非其他术语时宜得到认可。
1.2 当制造商声明探测设备结构具有特殊特征或性能超过本部分的{zd1}要求时,本部分是适用的,但
这些声明应得到验证。必要时应扩展或附加一些试验程序,用来验证制造商声明的性能。附加试验应
在制造商和试验室之间协商一致。
1.3 本部分适用于具有信号指示、报警或其他输出功能的可燃性气体探测设备,这些探测设备用于对
爆炸危险发出警告,自动或手动触发联动保护装置。
1.4 本部分适用于内带采样系统的吸气式探测设备,用于商业和工业安全场合。
1.5 本部分不适用于外接采样系统、试验室设备、科研设备和仅用于过程控制的设备。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。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部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究
是否可使用这些文件的{zx1}版本。凡是不注日期的引用文件,其{zx1}版本适用于本部分。
GB/T2900.56—2002 电工术语 自动控制(eqvIEC60050351:1978)
GB3836.1—2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分:通用要求(eqvIEC600790:1998)
GB3836.2—2000 爆炸性气体环境用电气设备 第2部分:隔爆型“d”(eqvIEC600791:1990)
GB3836.3—2000 爆炸性气体环境用电气设备 第3部分:增安型“e”(eqvIEC600797:1990)
GB3836.4—2000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分:本质安全型“i”(eqvIEC6007911:
1
1999)
GB3836.5—2004 爆炸性气体环境用电气设备 第5部分:正压外壳型“p”(IEC600792:2001,
MOD)
GB3836.6—2004 爆炸性气体环境用电气设备 第6部分:油浸型“o”(IEC600796:1995,IDT)
GB3836.7—2004 爆炸性气体环境用电气设备 第7部分:充砂型“q”(IEC600795:1997,IDT)
GB3836.8—2003 爆炸性气体环境用电气设备 第8部分:“n”型电气设备(IEC6007915:2001,
MOD)
GB3836.9—1990 爆炸性环境用防爆电气设备 浇封型电气设备“m”
GB3836.13—1997 爆炸性气体环境用电气设备 第13部分:爆炸性气体环境用电气设备的检
修(neqIEC6007919:1993)
GB3836.14—2000 爆炸性气体环境用电气设备 第14部分:危险场所分类(IEC6007910:
1995,IDT)
GB3836.15—2000 爆炸性气体环境用电气设备 第15部分:危险场所电气安装(煤矿除外)
(eqvIEC6007914:1996)
GB/T5163—2006 烧结金属材料(不包括硬质合金) 可渗性烧结金属材料 密度、含油率和开
口率的测定(ISO2738:1999,IDT)
GB/T5249—1985 可渗透性烧结金属材料 气泡试验 孔径的测定(eqvISO4003:1977)
GB/T5250—1995 可渗透烧结金属材料 流体渗透性的测定(idtISO4022:1987)
GB/T5274—1985 气体分析 校准用混合气体的制备 称量法(eqvISO6142:1981)
GB15322—2003 可燃气体探测器
GB/T17626.1—1998 电磁兼容 试验和测量技术 抗扰度试验总论(idtIEC6100041:1992)
GB/T17626.3—1998 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验(idtIEC6100043:1995)
GB/T17626.4—1998 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(idtIEC6100044:1995)
ISO61451:1986 气体分析 校准用混合气体的制备 动态容量法 第1部分:校正法
ISO61453:1986 气体分析 校准用混合气体的制备 动态容量法 第3部分:周期注入法 流
动气体流校验法
ISO61454:1986 气体分析 校准用混合气体的制备 动态容量法 第4部分:连续注入法
ISO61456:1986 气体分析 校准用混合气体的制备 动态容量法 第6部分:声孔注入法
ISO6147:1979 气体分析 校准用混合气体的制备 饱和法
IEC6007920:1996 爆炸性气体环境用电气设备 第20部分:与使用的电气设备有关的可燃性
气体和蒸气的数据
3 术语和定义
本部分及1.1条中所列标准使用下列术语和定义。
3.1 气体特性 犵犪狊狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊
3.1.1
环境空气 犪犿犫犻犲狀狋犪犻狉
设备周围的标准大气。
3.1.2
洁净空气 犮犾犲犪狀犪犻狉
无可燃性气体、干扰气体和污染物质掺入的空气。
2
3.1.3
爆炸性气体环境 犲狓狆犾狅狊犻狏犲犵犪狊犪狋犿狅狊狆犺犲狉犲
在大气条件下,气体或蒸气的可燃性物质与空气形成混合物,点燃后,燃烧传至全部未燃烧混合物
的环境。
注1:本定义不包括粉尘和纤维与空气形成的混合物,薄雾亦不在本部分之列。
注2:尽管混合物浓度高于爆炸上限(见3.1.9)不形成爆炸性环境,但在某些情况下,对场所分类来说,{zh0}视为爆
炸性气体环境。
注3:标准大气条件包括高于和低于101.3kPa以及20℃为基准点的偏差,其对可燃性物质爆炸性能产生的影响可
忽略不计。
3.1.4
瓦斯 犳犻狉犲犱犪犿狆
矿井中可燃性气体,主要成分为甲烷。
3.1.5
可燃性气体 犳犾犪犿犿犪犫犾犲犵犪狊
气体或蒸气,当空气与它们按一定比例混合时将形成爆炸性气体环境。
注:本部分使用的“可燃性气体”术语包括可燃性蒸气。
3.1.6
燃烧下限 犾狅狑犲狉犳犾犪犿犿犪犫犾犲犾犻犿犻狋;犔犉犔
空气中的可燃性气体或蒸气的浓度,低于该浓度就不能形成爆炸性气体环境。
3.1.7
(传感器的)中毒剂 狆狅犻狊狅狀狊(狅犳狊犲狀狊狅狉狊)
导致传感器灵敏度暂时失效或{yj}失效的物质。
3.1.8
潜在爆炸性环境 狆狅狋犲狀狋犻犪犾犾狔犲狓狆犾狅狊犻狏犲犪狋犿狅狊狆犺犲狉犲
可能形成爆炸的环境(具有潜在的危险性)。
3.1.9
燃烧上限 狌狆狆犲狉犳犾犪犿犿犪犫犾犲犾犻犿犻狋;犝犉犔
空气中的可燃性气体、蒸气的浓度,高于该浓度就不能形成爆炸性气体环境(见3.1.3的注2)。
3.1.10
体积比(犞/犞) 狏狅犾狌犿犲狉犪狋犻狅
在特定的温度和压力条件下,混合物中可燃性气体体积与可燃性混合物体积之比。
3.1.11
零气体 狕犲狉狅犵犪狊
无可燃性气体、干扰气体和污染物质的气体,这种气体用于校准/调整仪器零点。
3.2 探测器类型 狋狔狆犲狅犳犻狀狊狋狉狌犿犲狀狋狊
3.2.1
独立式探测器 犪犾犪狉犿狅狀犾狔犪狆狆犪狉犪狋狌狊
只具有报警功能而没有仪表或其他显示装置的探测器。
3.2.2
吸气式探测器 犪狊狆犻狉犪狋犲犱犪狆狆犪狉犪狋狌狊
通过吸入的方式将气体送至传感器的可燃性气体探测器,例如:通过手动操作或电子泵。
3.2.3
持续工作式探测器 犮狅狀狋犻狀狌狅狌狊犱狌狋狔犪狆狆犪狉犪狋狌狊
长期供电的可燃性气体探测器,但传感器可持续性或间歇性工作。
3
3.2.4
扩散式探测器 犱犻犳犳狌狊犻狅狀犪狆狆犪狉犪狋狌狊
相对吸气式探测器,通过分子的不规则运动实现把气体从大气中输送到传感器中的设备。
3.2.5
固定式探测器 犳犻狓犲犱犪狆狆犪狉犪狋狌狊
在规定场所内要求所有的部件{yj}安装的探测器。
3.2.6
Ⅰ类探测器 犵狉狅狌狆Ⅰ犪狆狆犪狉犪狋狌狊
矿井用探测器。
3.2.7
Ⅱ类探测器 犵狉狅狌狆Ⅱ犪狆狆犪狉犪狋狌狊
除矿井外其他爆炸性气体环境用探测器。
3.2.8
便携式探测器 狆狅狉狋犪犫犾犲犪狆狆犪狉犪狋狌狊
设计制成易于从一处携带到另一处使用的点读或持续工作式设备。便携式探测器由电池供电,包
括但不限于:
a) 手持式设备:一般小于1kg,适合于单手操作,不带附件(如采样探头,采样管线);配接
b) 个人监视器:尺寸和质量类似于手持式设备,使用时连续工作(但不必连续感应);和
c) 用户可操作的其他设备:操作时可采用手或用背带背,或用肩扛的方式。
3.2.9
点读式探测器 狊狆狅狋狉犲犪犱犻狀犵犪狆狆狉犪狋狌狊
在不定期的时间间隔内仅操作几分钟的探测器。
3.2.10
可移动式探测器 狋狉犪狀狊狆狅狉狋犪犫犾犲犪狆狆犪狉犪狋狌狊
非携带式探测器,但可从一个地方容易地移到另一个地方。
3.3 传感器 狊犲狀狊狅狉狊
3.3.1
远程传感器 狉犲犿狅狋犲狊犲狀狊狅狉
传感器与探测器主体不是一个整体。
3.3.2
传感器 狊犲狀狊狅狉
内装感应元件,也可包含相关电路的装置。
3.4 探测气体管道 狊狌狆狆犾狔狅犳犵犪狊狋狅犻狀狊狋狉狌犿犲狀狋
3.4.1
取样管 狊犪犿狆犾犲犾犻狀犲
取样气体被输送到传感器的通路。
3.4.2
取样探头 狊犪犿狆犾犻狀犵狆狉狅犫犲
按要求连接到设备上的独立的取样管道,设备可附带,也可不附带。通常较短(1m左右),比较坚
硬(尽管可伸缩),但可用软管连接到设备上。
3.5 信号和报警 狊犻犵狀犪犾狊犪狀犱犪犾犪狉犿狊
3.5.1
报警设定值 犪犾犪狉犿狊犲狋狆狅犻狀狋
探测器预置气体浓度的可调或非可调的整定值,该设置值能够使探测器自动发出信号、报警或输出
4
其他功能。
3.5.2
故障信号 犳犪狌犾狋狊犻犵狀犪犾
区别于报警的声、光或其他输出信号,该信号可直接或间接警示探测设备处于异常工作状态。
3.5.3
报警保持 犾犪狋犮犺犻狀犵犪犾犪狉犿
一旦发生报警,报警锁定,需谨慎报警解除。
3.6 时间 狋犻犿犲狊
3.6.1
漂移 犱狉犻犳狋
在任意固定的气体浓度上(包括清洁空气),探测设备的显示随时间而发生的变化。
3.6.2
最终显示 犳犻狀犪犾犻狀犱犻犮犪狋犻狅狀
探测设备稳定后的显示值。
3.6.3
最短操作时间(点读式探测器) 犿犻狀犻犿狌犿狋犻犿犲狅犳狅狆犲狉犪狋犻狅狀(狊狆狅狋狉犲犪犱犻狀犵犪狆狆犪狉犪狋狌狊)
从开始测量到设备达到规定的最终显示百分比时的时间间隔。
3.6.4
量程 犿犲犪狊狌狉犻狀犵狊狆犪狀
测量范围的上限和下限的代数差[IEV3510539修订]。
3.6.5
稳定 狊狋犪犫犻犾犻狕犪狋犻狅狀
在两分钟时间间隔内,连续测取设备的三个有效读数,显示变化不大于±1%测量范围所处的状态。
3.6.6
响应时间(不适用于点读式探测器) 狋犻犿犲狅犳狉犲狊狆狅狀狊犲(狀狅狋犪狆狆犾犻犮犪犫犾犲狋狅狊狆狅狋狉犲犪犱犻狀犵犪狆狆犪狉犪狋狌狊)
狋(狓)
当设备预热后,在设备进气口处气体浓度发生瞬间变化时和响应达到最终显示值百分比(狓)时的
间隔。
3.6.7
预热时间(不适用于点读式探测器) 狑犪狉犿狌狆狋犻犿犲(狀狅狋犪狆狆犾犻犮犪犫犾犲狋狅狊狆狅狋狉犲犪犱犻狀犵犪狆狆犪狉犪狋狌狊)
当设备处于规定的环境时,设备接通时和达到并保持在规定公差之内(见图1和图2)的时间间隔。
3.7 其他 犿犻狊犮犲犾犾犪狀犲狅狌狊
3.7.1
额定工作电压 狀狅犿犻狀犪犾狊狌狆狆犾狔狏狅犾狋犪犵犲
由制造商给出的、建议作为气体探测的工作电压。
3.7.2
专用工具 狊狆犲犮犻犪犾狋狅狅犾
可以使用、调整或控制设备的工具。其结构可阻止未经许可的改动。
3.7.3
防爆型式 狋狔狆犲狅犳狆狉狅狋犲犮狋犻狅狀
对电气设备的结构采取措施,防止设备点燃周围爆炸性环境(见4.1.2)。
5
图1 在洁净空气中的预热时间(有代表性的)
图2 在标准试验气体中的预热时间(有代表性的)
4 通用要求
4.1 引言
4.1.1 设备应符合本部分和1.1列出相关标准的要求。
当制造商声明设备的结构或性能超过本部分的{zd1}要求时,本部分是适用的,但这些声明应得到验
证。必要时应扩展或附加试验程序,来验证制造商声明的性能。
4.1.2 如果适用,电气组件和元件应符合4.2和第5章的结构和试验要求。此外,用于危险场所的可
燃性气体探测器部件的材料应符合1.1所列标准和GB3836相关标准规定的结构和防爆类型。相关
标准如下:
GB3836.1GB3836.2GB3836.3GB3836.4GB3836.5GB3836.6GB3836.7GB3836.8GB3836.9IEC60079136
4.1.3 对于Ⅰ类探测设备,与传感器安装在相同危险场所中的任何电路,包括传感器的内部电路都应
是本质安全型(“ia”);传感元件也应是本质安全型,或其外壳符合1.1所列标准规定的安全要求。
4.1.4 对于具有软件控制的探测设备,设计时应考虑程序设计缺陷引起的风险。
注:没有要求进行特殊试验,但要考虑这些因素。
4.2 结构
4.2.1 总则
气体探测设备或部件(如:远程传感器)专用于腐蚀性蒸气或气体环境,或者在探测过程中(如:催化
氧化或其他化学过程)可能产生腐蚀性副产品时,应用抗腐蚀性材料设计制成。
所有的设备应设计成便于常规检查精度的结构。
用于设备结构的所有材料和元件应在制造商的额定值或极限范围内使用,相关安全标准中另有规
定的除外。
4.2.2 指示装置
4.2.2.1 探测设备应有电源工作状态指示。
注:指示可以显示在中央设备上。
4.2.2.2 对于独立式探测器或读数装置的分辨率不足以证明与本部分一致的设备,制造商应识别连接
显示装置或记录装置的合适的测量点来检验设备与本部分一致性。
4.2.2.3 如果读数装置不能满足这种方法,那么它应有足够的精度防止与通过辅助显示或记录装置得
到的结果产生矛盾。
4.2.2.4 如果设备有多个测量范围,所选择的范围应清楚地指示。
4.2.2.5 如果使用单色指示灯,它们应具有以下要求的颜色:
a) 报警指示灯应为红色;
b) 故障指示灯应为黄色;
c) 电源指示灯应为绿色。
4.2.2.6 除颜色要求之外,应标记指示灯功能。
4.2.3 报警或输出功能
对于持续工作式探测器,如果报警装置、输出触点或报警信号输出成为固定式探测器或持续工作便
携式探测器的组成部分,当探测到气体浓度达到报警时,报警或输出状态保持直至手动复位。当输出与
集成或辅助系统相连时,报警保持和复位功能可纳入到该系统。如果有两个或两个以上的报警设定值,
那么用户可根据具体情况对较低的设定值报警不采用报警保持方式。
注:整机或报警保持型式可以保存在软件中。
4.2.4 故障信号
固定和可移动式探测器在下列故障条件下发出故障信号:
a) 电源故障;
b) 传感器连线故障;
c) 传感器故障。
自动吸气式探测器应设置:
a) 对于固定式和可移动式探测器:气流指示装置,当气流故障时该装置应产生故障信号;
b) 对于便携式探测器:确认气流存在的措施。
4.2.5 调试
所有的调试装置应设计成能阻止未经许可或非故意调节的结构。例如,程序装置的键盘式仪表盘,
或需要使用工具的机械装置的盖。
防爆外壳结构的固定式防爆探测器,如果需要调试工具进行常规再校准、复位或类似的操作,调试
应在外部进行。探测器调试的方式不应降低防爆等级。
7
调零和信号放大调整不能互相影响。
4.2.6 蓄电池供电探测器
内含蓄电池供电的探测器应有欠压指示,欠压说明应在使用说明中注明(见4.4j))。所有的电池供
电的探测器,当按照5.4.19试验时,设备应符合1.1所列相应标准的要求。
4.3 标牌和标志
如果适用,设备应符合4.1.2中GB3836相关标准涉及爆炸性气体用电气设备的标志要求。
设备应按GB3836标准编号(即第1、2、3、4或5部分)进行标志,且符合性能要求。标志应与
4.1.2有关标准所要求的标志相邻。
所有设备和保护系统的标志应按下列{zd1}要求标出,并清晰和耐久:
a) 制造商名称和地址;
b) 防爆合格证编号;
c) 名称或型号;
d) 序列号;
e) 防爆型式的特殊标志。
连接远程传感器的Ⅱ类固定式探测器和每个传感器上均应带有标牌,标牌上标有探测气体种类。
4.4 使用说明书
探测设备应提供包括下列内容的使用说明书:
a) 完整的各种说明,指导安全正确操作的图表和接线图,安装和维护说明;
b) 操作说明和调试程序;
c) 常规初始检查和校准,如果提供现场校准工具(见第6章),包括现场校准工具的使用说明;
注:用户参照IEC617796。
d) 如果适用,包括下列内容的详细的使用条件:
1) 探测设备适用的探测气体和探测气体的相对灵敏度;
2) 对设备敏感的其他气体的灵敏度;
3) 温度范围;
4) 湿度范围;
5) 电源工作电压范围;
6) 连接电缆的详细特征和结构;
7) 蓄电池数据;
8) 大气压力范围;
9) 取样流量;
10) 预热时间;
11) 稳定时间。
e) 如果适用,探测设备、更换零件和附件储存期限的详细资料,包括以下内容:
1) 温度;
2) 湿度;
3) 周期;
4) 大气压力。
f) 把可燃性气体浓度的燃烧极限下限由毫克每升转换成体积百分比换算表;
g) 中毒剂、干扰气体或物质、富氧或贫氧环境对设备的正常性能(和富氧对电气安全的影响)产
生不利影响的信息;
h) 对于吸气式探测设备,气流最小和{zd0}流速、大气压力、吸管类型及其最远长度和尺寸;
i) 对于吸气式探测设备,取样管道防护说明,建立气流说明(见4.2.4);
8
j) 如果适用,对所有报警和故障信号的特征和意义、报警和信号的持续时间(如果有时间限制或
非保持型式)、消音或复位报警信号的方法进行说明;
k) 确定潜在故障源的方法和纠正措施(即查找故障)的详细资料;
l) 如果适用,对报警、输出、触点为非保持式时进行说明(见4.2.3);
m) 对于电池供电源的设备,蓄电池的安装与维护说明;
n) 推荐的更换零件一览表;
o) 在提供可选择附件(例如:采样收集罩,气候防护罩)的地方,制造商应列出这些附件,并且说明
其对仪器性能的影响(包括响应时间和灵敏度)和对其识别的方法(例如将零件编号纳入使用
说明书中);
p) 认证和标志,特殊使用条件的详细资料;
q) 如果很关键,更换部件及附件贮存期限和推荐的储存条件;
r) 如果因设备特殊(例如非线性敏感)而需要附加的说明或特殊情况与4.3和4.4a)~q)有交叉
或补充时,这些说明或情况应反映在使用说明书中。
5 试验方法
5.1 引言
5.2~5.4所述的试验方法和试验程序作为验证探测设备是否符合1.1所列有关标准中对设备性
能的基本要求。
5.2 试验通用要求
5.2.1 样品和试验顺序
5.2.1.1 对于型式试验,试验应在一台设备上进行;5.2.1.2规定的试验应在另一台设备上进行。
5.2.1.2 设备应经受5.4所列的相应探测设备类型适用的所有试验。试验应按下列顺序进行,但
4)和5)项试验可按制造商和试验室之间双方商定的日程进行。
一台设备应进行包括1)~7)项试验在内的所有的试验,另一台设备可进行项8)和9)的试验。
1) 不通电贮存试验(5.4.2);
2) 准备和校准:
———校准和调试(5.4.3);
———报警设定值(5.4.6);
———流速(5.4.11);
———预热时间(5.4.15);
———响应时间(5.4.16);
———运行的最短时间(5.4.17);
———附加取样探头验证(5.4.22);
———现场校准工具(第6章)。
3) 短期稳定性(5.4.4.1):
———点读式探测器的试验(5.4.5)。
4) 机械试验:
———振动试验(5.4.13);
———跌落试验(5.4.14)。
5) 电池容量(5.4.19);
———电压波动(5.4.20);
———电源瞬变,快速脉冲群干扰和电压跌落(5.4.21);
———电磁干扰(5.4.25)。
9
6) 方位试验(5.4.12);
7) 气候环境试验:
———温度(5.4.7);
———大气压力(5.4.8);
———湿度(5.4.9);
———气流流速(5.4.10)。
8) 稳定性:
———持续工作式探测器长期试验(5.4.4.2~5.4.4.5)。
9) 环境:
———高浓度淹没(5.4.18);
———粉尘(5.4.23);
———中毒试验(5.4.24)。
5.2.1.3 如果适用,4.2对设备结构要求也应得到验证。这些要求中除了4.2.4短路故障外都可检查
验证。采用镇流电阻替代连接远程传感器的每一根导线,应在使用说明书(见4.4d))中说明远程传感
器与主控单元之间最远距离时允许的电阻值。短路试验装置本身的电阻应很小可忽略不计,短路试验
装置应加在镇流电阻连接传感器端的合适位置。
5.2.1.4 有多个选择范围或刻度的设备,每一范围都应试验。对于第二个范围和随后的范围来说,所
需的试验应在制造商和试验室之间商定。
5.2.2 试验前设备的准备
按照使用说明书的要求,包括所有需要相互连接、起始调整和初始校准在内,设备应在尽可能接近
于典型运行条件的情况下准备和安装。如果适宜,每项试验开始时可进行调试。
对下列各项应特别注意:
a) 带远程传感器的探测设备
按5.4的规定进行试验时,要求传感器暴露时,整个远程传感器(包括任何或所有的正常安装的保
护性机械部件)均应暴露。
对于有多个远程传感器连接的设备,仅一个远程传感器进行试验即可。对上述试验,保留连接一个
远程传感器,其他远程传感器允许用模拟电阻代替,模拟电阻值按照最不利负载条件选择。最不利负载
条件应由试验室根据使用说明书(4.4d))规定范围来确定。
对于带远程传感器的设备,所有的试验应在设备制造商规定的{zd0}线电阻(温度系数与互连导线相
似)情况下进行,在试验室评价中提供有最小线电阻更严格的试验时除外。
b) 自带传感器的设备
在试验时,设备应完整,不能拆卸正常工作时连接部件,包括5.4.11、5.4.15、5.4.16和5.4.17试
验用的取样探头。
c) 独立式探测器
对于独立式探测器,读数值应使用外接测量仪表来获取,读数取样点按照4.2.2.2规定选取。
在所有情况下,可选部件应按试验时给出的最不利结果的条件(试验室自行决定)连接或拆卸。
5.2.3 校准和试验用防护罩
当防护罩用于校准或将试验气体注入传感器时,防护罩的形状与操作,特别是进入防护罩内的压力
和速度不应对设备响应时间或得到的结果产生不容允许的影响。
注:建议在确定校准用防护罩的形状时,试验室宜和制造商协商。制造商可提供一个带建议压力或设备校准气体
流量详细数据的合适的校准用防护罩。
5.3 试验的正常条件
5.3.1 通则
5.3.2~5.3.10规定的试验条件适用所有试验,另有规定的除外。
01
5.3.2 试验气体
用于初始试验和所有随后试验的可燃性气体与洁净空气的混合物应按下列项a)或b)选择:
a) 甲烷,用于探测对甲烷瓦斯敏感的设备,或对含有甲烷气体可燃性气体探测的设备;
b) 特殊气体或代表性气体,用于对特殊可燃性气体或化学性质类似可燃性气体的特殊气体敏感
的设备。
注:这些气体或蒸气通常由制造商推荐。
对于适合于其他设备的气体,校准曲线和响应时间应由制造商提供,由试验室校验代表性样品。
注1:对于本部分来说,如果使用零气体优于洁净空气,洁净空气可视为是参考零气体。
注2:气体混合物可通过合适的方法配制。
注3:如果使用蒸气,标准试验气体体积比的精度为±2%。
5.3.3 标准试验气体
标准试验气体的体积比应如下:
a) 对于显示值小于5%(体积比)甲烷的Ⅰ类探测器:可取(1.5±0.15)%或(2.0±0.2)%,制造
商和试验室之间可协商确定;
b) 对于其他Ⅰ类探测器和显示气体体积含量至100%的Ⅱ类探测器:45%~55%,无论选择何
值,均不能在爆炸范围之内;
c) 标准试验体积比精度为所选数值的±2%。
5.3.4 试验气体流速
当设备暴露于试验气体中时,包括空气在内,气体流速应符合制造商使用说明书的要求。
注:对于用扩散取样的设备,使用符合5.2.3规定和校验用保护罩试验箱(见附录B)。
5.3.5 电压
a) 交流供电设备应在电源额定电压和频率值的±2%条件下进行。
b) 电池供电设备,在进行短期试验时,应在每一系列试验开始时使用新的或电量充足的电池。
长期试验时,可以用稳压电源供电。
5.3.6 环境温度
环境空气和试验气体温度应在15℃~25℃范围内的任一温度犜(±2℃)条件下完成试验。
5.3.7 大气压力
通常,试验应在大气压力犘±1kPa时进行,但对于易产生压力变化的仪器,采用压力试验结果时
应考虑压力变化影响(5.4.8)。
5.3.8 相对湿度
每次试验的相对湿度都应在30%~70%范围内任一相对湿度犎(±10%)条件下完成试验。
5.4.2、5.4.7和5.4.9的试验除外。
5.3.9 稳定周期
当设备进行不同的试验时,在进行下一试验前,允许设备先行稳定。
5.3.10 方位试验
设备应在由制造商指定的试验方位上进行试验。
5.4 试验方法
5.4.1 通则
设备应按5.3的规定进行随后的试验,另有规定的除外。所有试验都应进行,在每一次试验结束
时,显示值应在洁净空气和标准试验气体中取得,另有规定的除外。用于检验是否符合第1章中所列标
准性能的显示值应是洁净空气和标准试验气体读数的最终显示值(见3.6.2),另有规定的除外。
5.4.2 不通电贮存
设备的所有部件应按下列顺序暴露于洁净空气中:
11
a) 温度为-25℃±2℃,保持24h;
b) 环境温度,至少24h;
c) 温度为55℃±2℃,保持24h;
d) 环境温度,至少24h。
仅在制造商和试验室之间达成协议之后,上述温度才可改变。如果使用不同于上述温度范围,它们
应列在认证文件中。
5.4.3 校准和调试
5.4.3.1 设备的初始准备
为获得制造商使用说明书中提供正确的显示值,如果需要,设备应进行校准和调试。
对于具有多个可选范围或相同或不相同气体或蒸气比例的设备,试验应在制造商和试验室之间
协商。
5.4.3.2 校准曲线(不适用于独立式探测器)
设备应暴露于按5.3.2选择的气体中,在测量范围内均匀选取四个测量点,在{zd1}的体积比中开始
试验,在{zg}的体积比中结束。测量操作应连续进行三次。
5.4.3.3 不同气体的响应(不适用于独立式探测器)
对于显示气体体积含量至100%的Ⅱ类探测器,制造商使用说明书中给出的响应曲线或修正的精
度应对每一气体组中代表性气体测其响应,测量点选取在20%和100%测量范围之间,均匀分布。
5.4.4 稳定性(仅对持续工作式探测器)
注:以下试验,设备可通过外部电源供电。
5.4.4.1 短期稳定性
设备应在洁净空气中持续运行1h。在大约10min的时间内,设备应暴露在标准试验气体中直到
稳定为止。对于每一次暴露在空气和标准试验气体中测量记录显示值。
5.4.4.2 长期稳定性(对固定式和可移动式探测器———仅对Ⅰ类探测器)
设备应在洁净空气中持续运行四周,每周一次暴露在标准试验气体中运行8h。在操作前、稳定后
和xx标准试验气体前应记录显示值。
5.4.4.3 长期稳定性(便携式探测器———仅对Ⅰ类探测器)
设备运行四周,每天应在洁净空气中运行8h,在标准试验气体中运行1h。在操作前、稳定后和清
除标准试验气体前应记录显示值。
5.4.4.4 长期稳定性(固定式和可移动式探测器———仅对显示气体体积含量至100%的Ⅱ类探测器)
设备应在洁净空气中持续运行3个月。在三个月内每两个星期结束时,设备应暴露在标准试验气
体直到稳定为止。在操作前和xx标准试验气体前应记录显示值。
在{dy}个试验周期结束时,设备应暴露在标准试验气体中8h。在操作前、稳定后和xx标准试验
气体前应记录显示值。
5.4.4.5 长期稳定性(便携式探测器———仅对显示气体体积含量至100%的Ⅱ类探测器)
设备应在洁净空气中持续运行,在四周内每日运行8h。设备应暴露在标准试验气体中直到稳定,
每个运行周期一次。在操作前、稳定后和xx标准试验气体前应记录显示值。
5.4.5 稳定性(仅对点读式探测器)
5.4.5.1 显示甲烷体积比为5%的Ⅰ类点读式探测器和显示气体体积含量至100%的Ⅱ类点读式探
测器
设备应暴露在洁净空气1min,接着暴露在标准试验气体中1min,该操作应重复进行200次。在
试验结束稳定之后,在洁净空气和标准试验气体中应记录终显示值。
5.4.5.2 显示甲烷体积比为100%的Ⅰ类点读式探测器
设备应暴露在洁净空气1min,接着暴露在标准试验气体中1min,该操作应重复进行200次。在
21
200次操作结束稳定之后,在洁净空气和标准气体中应记录最终显示值。
注:上述试验,设备可通过外部电源供电。
5.4.6 报警点设置
当设备在下列任何一种情况下时:
a) 具有外部设置一个或多个报警设定值;或
b) 内部预置报警设定值。
按照下列方式使用报警设定值浓度的试验气体空气混合物校验,设备应动作报警:
1) 对于带有单个报警设定值的a)类设备,报警点应设在等于标准试验气体体积比90%的位
置;对于带有多个报警设定值的a)类设备,每个报警点分别设在等于标准试验气体体积
比的90%位置,xxx应在随后施加标准试验气体浓度时动作。
2) 对于预置报警设定值设在标准试验气体体积比70%~90%的范围内b)类设备,xxx应
在随后施加标准试验气体浓度时动作。
3) 对于a)类和b)类报警设置值设在低于标准试验气体的体积比70%和高于90%时的设
备,报警点应设置在尽可能接近标准试验气体体积比90%的位置。传感器应暴露在气
体—空气混合物浓度等于报警设定值体积比(120±10)%。xxx应在随后施加标准试
验气体时动作。
在上述试验中,应施加试验气体直到xxx动作或两倍的狋(90)浓度,两者取较低值。
5.4.7 温度
试验应在具有保持传感器或设备规定温度犜(±2℃)的恒温箱内进行。当设备(或试验中的部件)
已经达到本部分1.1中所列标准规定的温度时,视情况而定,传感器应依次暴露在空气和标准试验气体
中,试验气体的温度应与试验箱中的环境温度相同。空气或标准试验气体的露点应低于试验箱的{zd1}
温度,并在试验中保持恒定。
5.4.8 压力
压力变化的影响应通过放置在试验箱中的传感器或设备(包括吸气式探测器的吸气装置)观察到。
在进行读数或试验之前,压力应在规定的范围内保持5min。读数应在洁净空气和标准试验气体
分别读取。
5.4.9 湿度
将恒温箱或试验罩的传感器施加三个不同湿度的洁净空气,三个湿度选取在规定湿度范围内的均
布三点,然后施加上述三个不同湿度的标准试验气体重复上述试验程序。相对湿度精度应在湿度
犎(±3%)内。
试验气体浓度应保持恒定,即试验气体被水稀释的浓度变化应在容许的范围内。
5.4.10 空气流速
5.4.10.1 通则
在0m/s~6m/s范围的风速对带扩散式传感器的设备的试验应根据5.4.10.2给出试验条件
确定。
5.4.10.2 试验条件
对于带有远程传感器的探测设备,应对所有传感器试验;对于一体传感器式设备,在可行时,对探测
设备整体试验,试验应在没有强制通风条件和空气速度为6m/s的流速箱内进行。
注:流速箱宜适合于施加符合1.1中所列标准要求的洁净空气和标准试验气体。
对于体积过大在流速箱内不能进行试验的一体式传感器的设备允许采用其他形式的流速装置进行
试验。
保持探测设备方位不变,从三个不同方向施加气流到探测设备上,气流的方向应互相垂直。
注1:由于探测器的结构使在操作时不可能出现的气流方向,或制造商明确禁止操作的气流方向可不进行试验。
31
注2:气流的影响效果取决于气流对传感器的进气口(例如烧结金属板)伴随出现或突然出现时,两种情况均应
试验。
5.4.11 气体流量
对于自动吸气探测设备,应安装流量故障指示器。
应通过改变流量来进行该项试验:
———从标称流量的130%开始,或如果不可能,从标称流量开始;
———至50%的标称流量,或至故障报警的流量,如果该流量比50%的标称流量较高时。
5.4.12 方位性
5.4.12.1 便携式设备
传感器,或整个探测设备,如果相关时,应分别绕3个互相垂直的(以90°的幅度)每一个轴线上旋转
360°。
5.4.12.2 固定式设备和可移动式探测器
传感器,或一体式传感器的探测设备,应按制造商说明书规定的方位范围试验,绕3个互相垂直的
轴线上每一个轴旋转,如果制造商规定了标称方位±15°或更小的斜度范围,就按标称方位±15°范围进
行测试。
5.4.13 振动
5.4.13.1 设备
振动试验装置应由能产生可变振动频率和可变移动振幅(或可变加速峰值)的振动台组成,按照下
列试验方法的要求将被试设备固定上面。
5.4.13.2 试验方法
5.4.13.2.1 设备应通电并安装在振动试验装置上,在与探测设备边缘平行的3个互相垂直平面方向
上振动。
报警设定值应不高于20%。
探测设备应安装在振动台上,用一些为设备提供的标准件,如弹性装置、托架或支撑固定。
探测设备应在规定的振幅或恒定加速度峰值上按照规定的振动频率范围振动,3个互相垂直平面
每个方向振动1h。频率变化不应超过10Hz/min。
5.4.13.2.2 程序1
对于远程传感器,振动条件如下:
10Hz至30Hz,振幅1.0mm;
31Hz至150Hz,加速度峰值2犵。
注:该条件也适用于传感器与控制单元一体的探测器。
5.4.13.2.3 程序2
与远程传感器连接的控制单元,振动条件应如下:
10Hz至30Hz,振幅1.0mm;
31Hz至150Hz,加速度0.5犵。
5.4.13.2.4 在结束试验前,传感器从标准试验气体取出暴露在洁净空气中。
5.4.14 便携式探测器跌落试验
试验仅适用于便携式探测器和与固定式探测设备连接的远程传感器。如果制造商推荐该仪器在其
携带箱中使用,试验应带箱进行。
5.4.14.1 试验时,设备应从1m高度跌落到混凝土地面上,自由降落。
5.4.14.2 5.4.14.1要求的试验,应分别进行3次,每一次从不同侧面朝下跌落。
5.4.14.3 如果设备在试验后明显地失去作用,应视为试验失败。
注:在随后要求的试验进行前,试验失败可能表现不明显。
41
5.4.14.4 设备传感部分首先经受洁净空气试验接着进行试验气体试验。
5.4.15 预热时间(不适用于点读式探测器)
报警设定值不高于20%。
设备应切断电源,在洁净空气中放置24h之后,设备应在洁净空气中通电,测量预热时间。
Ⅰ类探测器,除点读式探测器外,应在洁净空气中切断电源24h以上,在此时间之后,设备应暴露
于标准试验气体中5min,然后在试验气体中通电,测量预热时间。
5.4.16 响应时间(不适用于点读式探测器)
设备应在洁净空气中通电,在经过至少按5.4.15测量的两倍预热时间以后,在不切断电源的情况
下探测设备或传感器应:
a) 经受从洁净空气到标准试验气体浓度梯级改变的气体,这些气体应通过适当的设备施加(见附
录B);
b) 在标准试验气体稳定后,经受回到洁净空气的梯级改变。
应测量狋(50)和狋(90)两个响应时间,每个方位都要进行测量(见3.6.6)。
响应时间应在探测设备规定的条件下和不包括选件情况下进行,这些选件包括收集罩,气候防护
罩,特殊用途的传感器附件。
5.4.17 最短操作时间(点读式探测器)
施加标准试验气体与开始测量同时进行。
5.4.18 高浓度淹没试验(仅适用于显示甲烷体积百分比为5%的设备)
整个探测设备,或连接固定式、可移动式探测设备的远程传感器应经受5.4.18.1和5.4.18.2的试
验,在附录B中描述了试验设备如何可完成模拟探测设备突然暴露于高浓度气体的情况。
5.4.18.1 高浓度淹没
探测设备或远程传感器,应经受从洁净空气到体积百分比为100%气体的梯级变化试验,在这种气
体浓度中应持续2min,或对具有完整时间周期的点读式探测器试验时应持续最短的工作时间。
5.4.18.2 剩余效应
5.4.18.2.1 点读式探测器
设备应经受50周期的试验,在每一个周期,在暴露于洁净空气中持续最短的工作时间之后,再暴露
在体积百分比50%的气体中持续最短工作时间。{zh1}周期完成后,在洁净空气中应进行5次操作试
验,每一次试验时间等于{zd1}工作时间,然后设备应经受标准试验气体的试验。
5.4.18.2.2 点读式探测器之外的设备
探测设备或远程传感器,应经受从洁净空气到体积百分比为50%气体的梯级变化试验,在这种气
体中应持续3min,传感器在标准试验气体试验之后应经受洁净空气试验20min。
5.4.19 蓄电池容量
5.4.19.1 电池供电的便携式持续工作式探测设备
5.4.19.1.1 试验开始时,使用xx充满电电池,设备应在洁净空气中工作,周期为:
a) 如果具有电源“开/关”,8h。
b) 如果未装用户可操作的“开/关”,10h;或
c) 按照制造商规定的较长时间。
d) 在规定时间结束时,设备暴露于标准试验气体中。
5.4.19.1.2 设备应继续运行,直到显示电量不足时为止,设备应再继续运行10分钟。
5.4.19.2 电池供电的便携式点读式探测设备
5.4.19.2.1 试验开始时,使用xx充满电的电池,设备应在洁净空气中试验200次。
每次运行的持续时间应等于{zd1}的运行时间,在每次运行之后持续时间应为1分钟。
当运行200次结束时,设备应暴露在试验气体中。
51
5.4.19.2.2 运行周期应继续,直到显示电量不足时为止,设备应再继续运行10次。
5.4.20 电压波动试验
5.4.20.1 通则
设备应在正常条件下(见5.3),在额定电源电压和额定频率(如果适用)下进行试验。对于带远程
传感器的探测设备,试验应分别在具有{zd0}和最小互联电缆电阻条件下进行,设备应经受5.4.20.2和
5.4.20.3规定的试验。
5.4.20.2 交流和直流电源设备
设备应在额定工作电压为115%和80%条件下正常工作。
5.4.20.3 其他供电方式
如果设备制造商规定的电源范围超出了5.4.20.2的规定之外,设备应在制造商规定的电源电压上
限和下限进行试验。
5.4.21 供电电源中断、电压瞬变和电压跌落
5.4.21.1 通则
按照5.3的规定,设备应在正常条件下设置,然后应经受5.4.21.2至5.4.21.4规定的仅在洁净空
气中试验。
报警设定值应不超过20%。
5.4.21.2 供电电源短期中断
电源在平均10s时间内,每次断电时间持续10ms,随机断电10次。
5.4.21.3 电压瞬变
设备应按照GB/T17626.4—1998中2级严酷程度试验标准的规定进行试验。型式试验应在试验
室进行,每一个被测线路或终端的试验持续时间应为1min。
5.4.21.4 电压跌落
对于交流和外部直流供电设备,电源电压应提高10%,维持在该电压上直到设备稳定,然后减少到
低于标称电压的15%。每一梯级变化应在10ms内完成。
5.4.22 附加取样探头
当需要附加取样探头时,设备首先应不带探头在标准试验气体校准,然后增加取样探头,重复试验。
5.4.23 粉尘(仅对空气通过自然扩散法取样的设备)
在设备进行洁净空气或标准试验气体试验前粉尘效应可通过均匀地减少50%的气体进口面积来
模拟。
5.4.24 中毒剂及其他气体
5.4.24.1 中毒剂(仅适用于带催化作用的传感器的Ⅰ类探测器)
设备应暴露于甲烷体积含量为1%与六甲基二硅氧烷体积含量为10-5的空气混合物中,对持续工
作式探测器应进行40min连续运行试验,对点读式探测器进行100次试验。
5.4.24.2 在工业环境可能会出现一些物质,导致“中毒”或其他不良反应,引起气体传感器灵敏度的
改变。
注:如果制造商频繁地声称提高了这些物质容许的含量,那么用确认或验证这些声明或试验结果的试验程序的物
证可经用户、制造商和试验室同意后提供。可能的“中毒剂”和它们对传感器性能的影响在IEC617796出版物
草案中讨论。
5.4.24.3 其他气体
设备应分别用下列气体混合物试验:
a) 空气中显示甲烷体积比为5%的Ⅰ类探测器:
1) 氮气中1.5%的甲烷+13%的氧气;
2) 空气中1.5%的甲烷+5%的二氧化碳;
61
3) 空气中1.5%的甲烷+0.075%的乙烷。
b) 显示甲烷体积含量为100%的Ⅰ类探测器:
1) 氮气中50%的甲烷+6.5%的氧气;
2) 氮气中50%的甲烷+5%的氧气;
3) 氮气中50%的甲烷+2.5%的乙烷。
气体混合物可按任何合适的方法配制。体积比或每组分气体的容差应在标称气体浓度±10%的范
围内。
甲烷体积比的精度应在±2%范围内。
5.4.25 电磁兼容
包括传感器和互连导线在内的设备应经受按GB/T17626.1—1998和GB/T17626.3—1998有关
射频电磁场抗扰度试验的规定进行试验。
试验要求应按3级严酷程度进行,试验场强为10V/m。
报警设定值应不超过20%。
试验应在洁净空气中进行。
如果在带远程传感器的现场系统中控制单元使用通用支架或等效物,那么控制器应装入制造商提
供的机箱内进行上述试验。
使用说明书应告知用户这些探测探测设备应使用相同的机箱,以避免带来不利的电磁影响。
注:对电磁辐射的规定可参照其他标准。
6 现场校准工具
如果设备提供有现场校准工具,进行下列试验:
a) 按照5.4.3.1要求,采用5.3规定的试验条件和5.4规定的试验设备对设备进行校准;
b) 使用现场校准工具按制造商提供的说明书检查设备的响应时间。