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MT/T393-1995 矿用差压传感器通用技术条件
发布时间: 2026-01-05 | 分享到:

MT/T 393-1995 是我国矿用差压传感器的行业技术标准,适用于煤矿井下固定安装或携带式使用、测量气体或液体差压的传感器(以下简称传感器),测量范围覆盖微差压(01000Pa)至中高压差(01MPa)等多个区间。该设备核心作用是实时监测井下通风系统压差、风门压差、瓦斯抽采管路压差等参数,为通风阻力分析、瓦斯抽采效率评估、设备故障预警提供关键数据,是矿井安全生产监测系统的重要组成部分。标准规定的7项检测项目覆盖结构安全性、计量准确性、数据一致性、密封可靠性、抗过载能力、电压适应性六大核心维度,是传感器出厂检验、型式检验、使用中检验的核心依据,直接关系到井下压差监测的可靠性和系统决策的有效性。

1  外观与结构

1.1 检测目的

验证传感器的结构完整性、部件装配质量、外观防护性能及防爆安全性能,确保设备耐潮湿、耐粉尘、抗振动,外壳防护和防爆结构符合煤矿井下恶劣环境及安全规定,保障设备长期稳定运行和井下使用安全。

1.2 检测对象

传感器整机及关键零部件,包括:外壳(含防爆结构)、差压检测单元(敏感元件、膜片、压力接口等)、显示屏(若有)、接线端子、安装支架、铭牌标识、信号输出接口等。

1.3 检测设备与工具

• 标准放大镜(放大倍数≥5倍):用于观察敏感元件、隔爆面及细微标识

• 钢直尺(精度≥1mm):用于测量部件尺寸、隔爆面间隙

• 扭矩扳手:用于检查防爆连接件紧固扭矩(符合 GB 3836 防爆标准要求)

1. 密封性能测试装置(初检用):用于验证外壳防尘防水性能(防护等级≥IP54

○ 落锤冲击试验装置(可选):冲击质量0.5kg,落高1m,验证外壳抗冲击性能

1.4 检测内容与要求

所有项目需全部满足以下要求:

○ 外观完整性

○ 外壳无裂纹、变形、凹陷,表面涂层均匀无剥落、锈蚀;防爆外壳的隔爆面无划痕、锈蚀、磕碰,隔爆间隙和粗糙度符合防爆标准要求,无影响防爆性能的缺陷。

○ 差压检测单元的压力接口无变形、堵塞,敏感元件(如膜片)无破损、污染;显示屏(若有)无划痕、裂纹,显示清晰无缺笔、残影。

2. 接线端子、信号输出接口防护盖闭合紧密,开启灵活;安装支架强度满足使用要求,承重≥10kg时无变形、断裂。

○ 结构与装配质量

○ 所有连接件(螺钉、螺母、卡扣等)紧固可靠,无松动、缺失;防爆连接件的紧固扭矩符合产品技术文件要求,拆卸后重装仍能保持防爆性能。

○ 内部组件(拆解检验时)安装牢固,无虚焊、脱焊,线路布置整齐,无绝缘层破损;敏感元件与信号处理电路连接可靠,无接触不良现象。

3. 传感器整体密封性能良好,经防尘防水测试后,内部无进水、积尘现象,通电后功能正常。

○ 标识规范性

○ 外壳需有清晰铭牌标识,包含产品名称、型号、生产厂家、出厂编号、制造日期、测量范围、精度等级、防爆标志、防护等级、工作电压、输出信号类型、执行标准(MT/T 393-1995)等。

○ 显示屏(若有)需标注差压单位(PakPa MPa)、报警标识(如“ALARM”);接线端子需有清晰的功能标识(如电源正负极、信号输出、报警输出等)。

1. 压力接口需标注高压端”“低压端“+”“-”标识,避免连接错误。

1.5 合格判定规则

2. 所有外观与结构检查项目均满足要求,判定合格。

3. 若存在外壳裂纹、防爆面损伤、敏感元件破损、标识缺失等影响设备性能或防爆安全的缺陷,判定不合格。

• 若存在涂层轻微剥落、标识轻微模糊等不影响性能的缺陷,可要求修复后复检;修复后满足要求则判定合格。

2  基本误差

2.1 检测目的

测定传感器在全量程内的测量基本误差,验证其不同差压段检测结果的准确性。基本误差是传感器的核心计量性能指标,直接反映设备是否符合矿井全差压范围监测的精度要求,是设备能否投入使用的关键判定依据。

2.2 检测对象

传感器整机的全量程测量精度,涵盖差压敏感元件、信号处理电路、显示系统(若有)及温度、压力补偿功能的综合性能。

2.3 检测设备与条件

• 核心设备

1. 标准压力校准装置:精度等级≥0.1级,能稳定输出标准差压,调节精度≥±0.1% 满量程(FS

○ 数字万用表:精度≥±0.1mA(电流测量)或±0.01V(电压测量)

○ 数据记录仪(可选):用于自动记录标准差压和传感器示值/输出信号

○ 检测条件

2. 环境温度:20℃±2℃

○ 相对湿度:≤75%

○ 大气压力:86~106kPa

3. 传感器通电预热≥30min,处于正常工作状态;压力接口连接正确,无泄漏

2.4 检测步骤

○ 测试点选取

○ 按传感器标称测量范围均匀选取至少5个测试点,必须包含:零点(0Pa)、量程下限点(20% FS)、中间点(50% FS)、量程上限点(80% FS)、满量程点(100% FS)。

○ 差压稳定与校准

4. 调节标准压力校准装置,输出某一测试点的标准差压(ΔP₀),稳定时间≥10min,确保差压无波动。

○ 示值读取与记录

○ 待传感器示值(或输出信号)稳定后,连续读取3次示值(或输出信号换算值),取平均值作为传感器的示值差压(ΔP₁)。

1. 基本误差计算

2. 绝对误差公式:ΔΔP = ΔP₁ - ΔP₀

3. 相对误差公式:γ = (ΔΔP / FS) × 100%FS 为传感器满量程差压)

• 全量程测试

• 依次完成所有测试点的测量,测试顺序按从低差压到高差压进行;每个测试点重复测试3次,取3次测试的平均误差作为该点的最终基本误差。

2.5 评定标准

• 核心指标要求

传感器的基本误差需满足下表规定,相对误差限值适用于全量程:

传感器精度等级

基本误差限值(相对误差,% FS

0.5

±0.5

1.0

±1.0

1.5

±1.5

> 注:煤矿常用矿用差压传感器精度等级多为1.0级或1.5级。

 

• 合格判定规则

1. 所有测试点的基本误差均满足对应精度等级的限值要求,判定基本误差测定合格。

○ 若有1个测试点的误差超标,需重新检查压力接口密封性、设备预热状态或补偿功能,修复后复检;复检仍超标则判定计量性能不合格。

3  回程误差

3.1 检测目的

测定传感器在全量程升程(差压从低到高)和降程(差压从高到低)过程中,同一差压点的示值差值,验证其测量的一致性和滞后性。回程误差直接反映敏感元件的弹性滞后、传动机构的间隙等问题,确保传感器在差压波动工况下的测量稳定性。

3.2 检测对象

传感器整机的滞后性能,主要反映差压敏感元件(如膜片、应变片)的弹性恢复性能、信号处理电路的响应一致性。

3.3 检测设备与条件

○ 核心设备

2. 与基本误差测定相同的标准压力校准装置、数字万用表、数据记录仪

○ 检测条件

○ 与基本误差测定的环境条件一致

○ 传感器通电预热≥30min,压力接口连接正确,无泄漏

3.4 检测步骤

○ 测试点选取

1. 选取与基本误差测定相同的5个测试点(含零点、满量程点)。

2. 升程测试

3. 从零点开始,逐步升高标准差压至各测试点,每个测试点稳定≥5min,记录传感器的升程示值(ΔP₁₊)。

1. 升程测试至满量程点后,保持满量程差压≥10min,再进行降程测试。

○ 降程测试

○ 从满量程点开始,逐步降低标准差压至各测试点(与升程测试点一致),每个测试点稳定≥5min,记录传感器的降程示值(ΔP₁₋)。

○ 回程误差计算

2. 单个测试点回程误差公式:ΔPᵣ = |ΔP₁₊ - ΔP₁₋|

○ 全量程最大回程误差:取所有测试点回程误差中的最大值,记为ΔPᵣ(max)

○ 相对回程误差公式:γᵣ = (ΔPᵣ(max) / FS) × 100%

3.5 评定标准

○ 核心指标要求

○ 传感器的相对回程误差基本误差限值的绝对值(如1.0级传感器,相对回程误差≤±1.0% FS)。

1. 升程和降程测试中,传感器无死机、示值跳变、信号输出异常现象。

○ 合格判定规则

○ 全量程最大相对回程误差满足限值要求,判定回程误差测定合格。

2. 若回程误差超标,需检查敏感元件是否疲劳、传动机构是否有间隙,修复后复检;复检仍超标则判定不合格。

4  重复性

4.1 检测目的

测定传感器在相同测试条件下,对同一差压点进行多次重复测量的示值一致性,验证其测量的可靠性和稳定性。重复性反映传感器随机误差的大小,确保设备在长期连续工作中,同一差压条件下的测量结果无显著波动。

4.2 检测对象

传感器整机的重复测量性能,主要反映差压敏感元件的稳定性、信号处理电路的抗干扰能力、压力校准装置的重复性。

4.3 检测设备与条件

○ 核心设备

○ 与基本误差测定相同的标准压力校准装置、数字万用表、数据记录仪

○ 检测条件

3. 与基本误差测定的环境条件一致,且测试过程中环境参数无波动

○ 传感器通电预热≥30min,压力接口连接正确,无泄漏

▪ 每次重复测试前,传感器需在零点差压下稳定≥5min

4.4 检测步骤

▪ 测试点选取

▪ 选取传感器量程内的3个典型测试点:低差压点(30% FS)、中间差压点(50% FS)、高差压点(70% FS)。

1. 重复测量

2. 对每个测试点,连续进行6次重复测量:每次测量从零点开始,升高差压至测试点,稳定≥5min后记录示值,再降低差压至零点,稳定≥5min后进行下一次测量。

○ 重复性计算

○ 对每个测试点的6次示值,计算其标准偏差S):

 

其中,n=6 6次示值的平均值。

1. 单个测试点重复性误差:ΔPᵣₚ = 2S(取2倍标准偏差,置信概率约95%

○ 相对重复性误差:γᵣₚ = (ΔPᵣₚ / FS) × 100%

○ 结果取值

○ 3个测试点相对重复性误差中的最大值,作为传感器的最终重复性误差。

4.5 评定标准

2. 核心指标要求

○ 传感器的最大相对重复性误差基本误差限值绝对值的1/2(如1.0级传感器,相对重复性误差≤±0.5% FS)。

○ 6次重复测量中,传感器无示值跳变、信号输出异常现象。

1. 合格判定规则

○ 最大相对重复性误差满足限值要求,判定重复性测定合格。

2. 若重复性误差超标,需检查敏感元件是否老化、压力接口是否泄漏,修复后复检;复检仍超标则判定不合格。

5  密封性

5.1 检测目的

验证传感器压力接口、外壳及内部气路/液路的密封性能,确保在额定差压和过载差压下,无泄漏、无渗气/渗液现象,保障设备测量精度和井下使用安全(避免瓦斯、有害气体泄漏或进水导致设备故障)。

5.2 检测对象

传感器的密封系统,包括压力接口与气路/液路的密封、外壳的防爆密封、内部组件的密封连接。

5.3 检测设备与条件

○ 核心设备

○ 标准压力校准装置:能输出稳定的正压或负压,压力范围覆盖传感器额定压力和过载压力

3. 皂膜检漏仪或气泡检漏装置:用于检测外部泄漏

○ 微差压计:精度≥±1Pa,用于检测内部泄漏

○ 密封测试工装:适配传感器压力接口,确保连接密封

4. 检测条件

○ 环境温度:20℃±5℃

1. 相对湿度:≤80%

2. 传感器断电状态(外壳密封测试)或通电状态(气路/液路密封测试)

4.4 检测内容与要求

○ 气路/液路密封测试

○ 额定差压密封:向传感器压力接口通入额定满量程差压(FS),稳定保压≥30min

1. 外部泄漏:皂膜检漏仪检测压力接口、气路接头处,无气泡产生,判定无外部泄漏。

○ 内部泄漏:通过微差压计监测差压变化,压力降1% FS/h,判定无内部泄漏。

○ 真空密封(若适用):对传感器抽真空至额定真空度(如-100kPa),稳定保压≥30min,真空度下降≤1% FS/h,判定密封合格。

○ 外壳密封测试

○ 对传感器外壳进行防尘防水测试(防护等级IP54):

2. 防尘测试:将传感器置于含尘环境中≥8h,内部无明显积尘,通电后功能正常。

○ 防水测试:向传感器外壳喷洒水(喷水压力0.1MPa,流量10L/min≥30min,内部无进水现象,通电后功能正常。

○ 防爆外壳密封:检查隔爆面间隙、粗糙度及密封件状态,确保符合GB 3836防爆标准要求,无影响防爆密封的缺陷。

5.5 合格判定规则

○ 气路/液路密封和外壳密封测试均无泄漏、无进水积尘现象,判定密封性测试合格。

1. 若存在压力接口泄漏、内部气路渗气、外壳进水等问题,判定不合格。

○ 若轻微外部密封不良(如接头处少量气泡),可重新紧固或更换密封件后复检;修复后满足要求则判定合格。

6  过载性能

6.1 检测目的

验证传感器在超过额定满量程差压的过载工况下,承受压力而不损坏的能力,以及过载后恢复至额定差压时的性能稳定性。过载性能确保传感器在井下突发压差波动(如风门突然关闭、管路堵塞)时,不发生永久损坏,且能恢复正常测量精度。

6.2 检测对象

传感器整机的抗过载能力,主要反映差压敏感元件(如膜片)的机械强度、外壳的耐压性能、内部组件的抗冲击性能。

6.3 检测设备与条件

2. 核心设备

○ 标准压力校准装置:能输出稳定的过载差压,压力范围≥150% FS

○ 数字万用表:用于测量过载后传感器的输出信号

▪ 标准差压计:用于验证过载后传感器的基本误差

▪ 检测条件

3. 与基本误差测定的环境条件一致

○ 传感器通电预热≥30min,先完成额定差压下的基本误差测试,作为过载前性能基准

6.4 检测步骤

4. 过载压力确认

○ 查阅产品技术文件,确认传感器的额定过载压力(通常为120%~150% FS,记为ΔPₒᵥₑᵣ)。

1. 过载测试

○ 从零点开始,缓慢升高差压至额定过载压力(ΔPₒᵥₑᵣ),稳定保压≥60min

○ 保压过程中,观察传感器外壳无变形、裂纹,压力接口无泄漏,通电状态下无死机、信号中断现象。

○ 性能恢复测试

○ 过载保压结束后,缓慢降低差压至零点,稳定≥30min

2. 按本标准2.4条的方法,重新测定传感器在额定差压范围内的基本误差回程误差

○ 永久损坏检查

○ 检查传感器敏感元件是否有永久变形、外壳是否有裂纹、内部组件是否有松动,记录外观和结构状态。

6.5 评定标准

1. 核心指标要求

○ 过载保压过程中,传感器无永久损坏:外壳无裂纹、变形,压力接口无泄漏,敏感元件无破裂。

○ 过载后恢复至额定差压时,基本误差和回程误差仍满足原精度等级要求(如1.0级传感器,基本误差≤±1.0% FS)。

○ 传感器功能正常,无死机、信号输出异常现象。

○ 合格判定规则

2. 过载后无永久损坏,且性能指标满足原要求,判定过载性能测试合格。

○ 若过载后出现外壳裂纹、敏感元件损坏、性能指标超标等问题,判定不合格。

7  电源波动性

7.1 检测目的

验证传感器在规定工作电压波动范围内的性能稳定性,模拟井下供电系统电压波动(如电网压降、备用电源切换、负载变化)工况,确保传感器在电压波动范围内仍能正常工作,无示值漂移、功能故障、信号输出异常,保障监测数据持续准确传输。

7.2 检测对象

传感器的电源电路与整机电压适应性,主要反映电源稳压模块、信号处理电路、差压敏感元件对电压波动的耐受能力。

7.3 检测设备与条件

○ 核心设备

1. 直流稳压电源:输出电压范围覆盖传感器标称工作电压范围,精度≥±0.1V,能模拟电压波动

○ 标准压力校准装置:能稳定输出传感器量程中间点差压(50% FS

2. 数字万用表:精度≥±0.1mA(电流测量)或±0.01V(电压测量)

○ 数据记录仪:用于同步记录电压、差压示值及输出信号

▪ 检测条件

▪ 与基本误差测定的环境条件一致

▪ 传感器压力接口通入量程中间点差压(50% FS),稳定≥10min

▪ 传感器通电预热≥30min,在标称额定电压下示值稳定后开展测试

7.4 检测步骤

3. 工作电压范围确认

○ 查阅产品技术文件,确认传感器的标称额定电压(如12V DC24V DC)和允许工作电压范围(通常为额定电压的85%110%,即10.213.2V DC20.4~26.4V DC)。

1. 电压上限测试

2. 将直流稳压电源输出电压调至允许工作电压上限值,稳定供电≥10min

○ 记录传感器的示值差压(或输出信号换算值),计算与标准差压的基本误差(ΔΔP₁₁)。

○ 检查传感器的显示功能(若有)、信号输出功能是否正常,无死机、重启、示值跳变现象。

1. 额定电压测试

○ 将电源电压调至标称额定电压,重复步骤2的测试,记录示值和基本误差(ΔΔP₁₀),作为参考基准。

○ 电压下限测试

○ 将电源电压调至允许工作电压下限值,稳定供电≥10min

○ 重复步骤2的测试,记录示值和基本误差(ΔΔP₁₂)。

2. 电压波动模拟测试

○ 模拟井下电压波动工况,将电源电压在允许范围内以1V/min的速率从下限升至上限,再降至下限,持续测试≥30min

○ 记录全过程中传感器的示值波动幅度和输出信号稳定性,示值波动幅度基本误差限值的1/2

7.5 评定标准

1. 核心指标要求

○ 在允许工作电压范围内的任意电压值下,传感器均能正常工作,无死机、重启、功能异常。

○ 电压上限、下限及额定电压下的差压示值基本误差,均满足本标准2.5条的误差限值要求。

2. 输出信号稳定,与额定电压下的信号值偏差≤±0.1mA(电流输出)或±0.05V(电压输出)。

○ 电压波动测试中,示值波动幅度基本误差限值的1/2,无连续跳数现象。

○ 合格判定规则

1. 电压上限、下限及额定电压下,传感器性能均满足要求,判定电源波动性测试合格。

○ 若某一电压点下出现功能异常、示值误差超标、信号输出漂移等问题,判定不合格。

通用检测质量控制要求

○ 环境控制

2. 所有计量性能检测(基本误差、回程误差、重复性)必须在标准温湿度、压力环境下进行,避免环境参数波动影响测试结果。

○ 密封性和过载性能测试时,需确保压力校准装置输出稳定,无压力突变;测试后需对传感器进行充分泄压,避免残余压力影响后续测试。

○ 电源波动性测试时,需使用低纹波稳压电源,避免电压纹波干扰信号处理电路。

1. 设备校准

○ 标准压力校准装置、数字万用表、直流稳压电源等设备需定期计量检定,确保在有效期内使用,校准周期不超过12个月。

○ 传感器的基本误差、回程误差、重复性需经专业机构校准,校准数据需纳入设备档案。

2. 人员资质

○ 检测人员需熟悉矿用差压传感器的工作原理和压力校准操作流程,具备煤矿安全仪器检测资质。

○ 计量性能检测操作人员需持计量检定员证,严格按照标准步骤进行测试和数据计算,重点关注差压稳定时间和电压调节精度。

3. 记录与报告

○ 检测记录需包含传感器型号、出厂编号、测试环境参数、标称测量范围、各测试点标准差压与传感器示值、过载压力、工作电压范围及各电压点性能数据等关键信息。

○ 检测报告需明确判定结果(合格/不合格),对不合格项目需注明缺陷类型和处理建议(如更换密封件、优化稳压模块、重新校准敏感元件等)。

4. 关键安全底线

○ 7项检测项目均为煤矿安全仪器使用的强制性项目,全部合格方可入井使用。

○ 基本误差、密封性为否决项,若任意一项不合格,设备严禁用于差压监测,需维修校准后重新检验。

5. 防爆结构完整性和过载性能直接关系到井下使用安全,若防爆面损伤或过载后永久损坏,需立即报废处理,不得修复后使用。

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