GB/T 25924-2010 在线气体分析器 试验方法
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资料介绍
ICS 71 ● 040 ● 01 N 53
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 25924—2010
在线气体分析器 试验方法
Test methods of on-line gas analyzers
201 1-01-14 发布 201 1-05-01 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
GB/T 25924—2010
前 言
请注意本标准的某些内容有可能涉及专利 , 本标准的发布机构不应承担识别这些专利的责任。本标准由中国机械工业联合会提出。
本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SAC/TC124)归口 。
本标准负责起草单位:重庆川仪分析仪器有限公司 、北京分析仪器研究所 、北京北分麦哈克分析仪器有限公司 、南京分析仪器厂有限公司 、聚光科技(杭州)有限公司 、北京市华云分析仪器研究所有限公司 、机械工业第十八计量测试中心站。
本标准主要起草人:胡体宝 、马雅娟 、宋志华 、徐淮明 、郭哓维 、唐青云 、欧信菊。
本标准为首次发布。
I
GB/T 25924—2010
在线气体分析器 试验方法
1 范围
本标准规定了在线气体分析器的试验条件和试验方法 。
本标准适用于连续测量气体组分含量的在线气体分析器(以下简称仪器) 。
2 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 。
GB4793 . 1—2007 测量、控制和试验室用电气设备的安全要求 第 1 部分:通用要求(IEC61010-1 : 2001 , IDT)
GB/T 11606—2007 分析仪器环境试验方法
GB/T 17626 . 2—2006
电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验(IEC61000-4-2:2001 ,
IDT)
GB/T 17626 . 3—2006
电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验(IEC61000-4-3 :
2002 , IDT)
GB/T 17626 . 4—2008
电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(IEC61000-4-
4:2004 , IDT)
GB/T 17626 . 5—2008
电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验(IEC 61000-4-5 :
2005 , IDT)
GB/T 17626. 6—2008
电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度(IEC61000-4-6 :
2006 , IDT)
GB/T 17626 . 8—2006
电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验(IEC 61000-4-8 : 2001
Electromagnetic compatiBility ( EMC )—part4-8 : Testing and measurement techniques—power frequency magnetic field immunity test , IDT)
GB/T 17626 . 11—2008 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降 、短时中断和电压变化的抗扰度试验(IEC 61000-4-11 :2004 , IDT)
JB/T 6214 仪器仪表可靠性验证试验及测定试验(指数分布)导则
3 试验条件
3 . 1 仪器的正常工作条件和参比工作条件见表 1 。仪器应在正常工作条件范围内 , 且相对稳定的条件下进行下列试验;若有争议 , 应在参比工作条件下进行 。
表 1 工作条件
序号
项 目
单位
正常工作条件
参比工作条件
1
环境温度
℃
5~40
23±2
2
相对湿度
%
≤90
45~75
3
大气压力
kpa
70 . 0~106 . 0
86 . 0~106 . 0
1
GB/T 25924—2010
表 1 (续)
序号
项 目
单位
正常工作条件
参比工作条件
4
阳光辐射
无直接照射
5
空气流速
m/s
0~0 . 5
0~0 . 2
6
外界电场 、磁场 、电磁场
按制造厂规定
达到可忽略不计的程度
7
工作位置
。
( )
按制造厂规定
正常工作位置 ±1
8
通风
按制造厂规定
无阻碍 , 但不得对流
9
机械振动
按制造厂规定
可忽略不计的含量
10
有害性气体
按制造厂规定
达到可忽略不计的程度
11
电源电压
v
额定值 ±额定值的 10%
额定值 ±额定值的 1%
12
电源频率
Hz
额定值 ±额定值的 2%
额定值 ±额定值的 1%
3 . 2 校准气可由气瓶或气体动态发生装置(如气体混合泵)提供 。试验时 , 校准气应采用国家二级或二级以上的标准气 。
3 . 3 试验用测量装置和记录设备其准确度应优于受试仪器准确度 。
3 . 4 当能保证测量结果的正确性时 , 允许校准气通过串联或并联对几台仪器同时进行试验 。
3 . 5 仪器操作应遵守有关安全规程 。
3 . 6 对于多组分 、多量程仪器分别试验 。
3 . 7 试验期间 , 不允许用外部方法调整仪器 , 除非能证明这种调整不影响试验结果 。如果仪器有 自动调整功能则应说明 。
4 试验方法
4 . 1 仪器成套性与外观检查
用目测和手感等方法进行 。
4 . 2 气路的密封性
仪器的密封性试验用空气或氮气进行 。
在仪器气路出口端接压力测量装置 , 在其入口端通气 , 使气路系统内充气压力不小于仪器额定工作压力的 1 . 5 倍 。密封气路入口 , 3 min后开始读数 , 在外接管道容积不大于 0. 5 L 的条件下 , 测量15 min内压力降 , 并按式(1)计算 。
p …………………………( 1 )
式中:
p— 压力变化率 ;
p1 — 开始的压力值 ;
p2 —15 min后的压力值 。
当采用其他方法检查密封性时 , 应在具体类型仪器的标准中规定 。
4 . 3 安全要求
4 . 3 . 1 标志和文件
目测检查 。
4 . 3 . 2 防电击试验
4 . 3 . 2 . 1 接触电流
4 . 3 . 2 . 1 . 1 试验豁免条件
在正常工作条件下 , 当可触及零部件与参考地之间 , 或在同一台上在 1 . 8 m(沿表面或通过空气)的
2
GB/T 25924—2010
距离内的任意两个可触及零部件之间电压值不超过 33 v(交流有效值)或直流 70 v , 可以不进行该项试验 。
4 . 3 . 2 . 1 . 2 试验方法
按 GB4793 . 1—2007 的有关规定进行试验 。
4 . 3 . 2 . 2 保护接地
按 GB4793 . 1—2007 附录 F 的有关规定进行试验 。
4 . 3 . 2 . 3 介电强度
4 . 3 . 2 . 3 . 1 试验要求
潮湿预处理按 GB4793 . 1—2007 中 6 . 8. 2 规定进行(该项试验仅在仪器鉴定检验时进行) 。
在正常工作条件下 , 仪器处于非工作状态 , 电源开关置于接通位置 , 按表 2 规定的试验电压值对受试仪器进行试验 。
可任选交流 、直流或峰值脉冲试验 , 仪器能通过三者之一即可 。但在产品标准中应明确一种试验方法 。
脉冲试验在每个极上至少进行三个脉冲 , 最小间隔时间为 1 s 。
4 . 3 . 2 . 3 . 2 试验方法
用耐电压测试仪 , 在一端为连接在一起的电源线插头的相线和中线 , 另一端为连接在一起的所有可触及导电零部件之间 , 在 5 s 内升至规定的试验电压值 , 并保持 1 min 。 电源线与可接触导电件间的抗干扰电容不应开路;若这些电容不能用于进行试验 , 则可以用一个数值为交流电压 1 . 4 倍的直流电压试验 。
表 2 试验电压 单位为伏特
相线-中线电压交流有效值或直流值
交流有效值
直流或交流峰值
脉冲电压峰值(1 . 2/50 μs)
>0~≤60
500
707
806
>60~≤130
1 000
1 420
1 950
>130~≤250
1 500
2 120
2 890
>250~≤660
2 000
2 830
3 600
4 . 3 . 2 . 3 . 3 施加试验电压应遵循的基本规定
试验电压(交流有效值)不超过 2 000 v 时 , 仪器在 100%试验电压下可进行多次重复试验 。
试验电压(交流有效值)超过 2 000 v 时 , 仪器在 100%试验电压下只允许进行二次试验 , 若要再进行试验 , 则只应施加 80%的试验电压 。
注 : 其他电路可参照 GB4793 . 1—2007 附录 F。
4 . 3 . 3 其他要求
按 GB4793 . 1—2007 的有关规定进行试验 。
4 . 4 预热时间
检查预热时间时用记录设备记录输出信号 。
在未通电的情况下放置最少 12 h , 接通仪器电源 , 与此同时连续地向仪器通入规定浓度的校准气 ,用记录仪记录仪器的输出信号 。
注 : 规定浓度校准气指浓度为满量程 60%~90%的标准气(以下同) 。
从仪器接通电源起 , 到记录线出现在 30 min 内输出信号的偏差不大于量程漂移的二分之一为止这段的时间为预热时间 。
按式(2)计算偏差 δW :
3
GB/T 25924—2010
…………………………( 2 )
式中 :
Amax — 最大指示值 ;
Amin — 最小指示值 ;
R— 满量程值(以下值同义) 。
4 . 5 零点漂移和量程漂移
启动仪器,按规定时间预热后,通入零点校准气,指示调到量程的 5%与测量下限之和处(以下简称规定处),稳定后,记录仪器的示值 。通入规定浓度的校准气,记录稳定后的仪器的示值(至少六次,在试验周期内近似 均 匀 分 布) 。 分 别 记 录 零 点 值 为 Ai 和 终 点 值 si (i= 1 , 2 , … , n ; n≥6) 。 计 算 差 值△Ai =(Ai —A1 )及 △si =(si — Ai )—(s1 —A1 ),取绝对值最大的为 △Amax、△smax 。
零点漂移量按式(3)计算 :
………………………………( 3 )
量程漂移量按式(4)计算 :
………………………………( 4 )
注 : 如果大气压力变化对仪器指示值的影响不可忽略,应记录大气压力值,以便对测量结果进行修正 。Ai、si 值应为受压力影响的修正值 。
4 . 6 线性误差
校准仪器零点 、满度,依次通入校准气(在量程范围内均匀分布,不少于三种),稳定后,分别记录仪器的示值 。上述步骤至少重复三次,求出相应的示值平均值 。求这些平均值与校准气标称值的差值△A,按式(5)计算 δl 。
………………………………( 5 )
取绝对值最大者为仪器的线性误差 。
4 . 7 输出波动
向仪器连续通入零点校准气,把指示调到规定处,持续 5 min,记录在此期间内随机的最大峰-峰值uimax;重复测量三次,取其平均值 。按式(6)计算仪器的输出波动(δu ) :
………………………………( 6 )
注 : 测量过程中如有电源或机械振动等引起的尖峰,则应重新测量 。
4 . 8 重复性
向仪器通入零点校准气,待指示稳定后,再通入规定浓度的校准气,记录稳定后仪器的示值 Ai 。上述步骤重复六次,求出其平均值 。按式(7)计算标准偏差(s) 。
s ( 7 )
重复性以相对标准偏差 Cv 表示,按式(8)计算 。
Cv ………………………………( 8 )
4 . 9 滞后时间(T10 ) 、上升时间(Tr )和下降时间(Tf )
4 . 9 . 1 仪器的输出信号值用记录设备记录,校准气压力 、流量恒定 。
4
GB/T 25924—2010
4 . 9 . 2 向仪器分别通入零点校准气和规定浓度的校准气,记录稳定后的示值 A1 和 A2 。计算 AT10 = A1 +0 . 1 × (A2 —A1 )和 AT90 =A1 +0 . 9×(A2 —A1 )的值 。
4 . 9 . 3 重新通入零点校准气,待示值稳定后,通入规定浓度的校准气 。从仪器进气口通入校准气起,用秒表分别记录仪器指示到 AT10 处所经过的时间间隔和仪器指示从 AT10 到 AT90 处所经过的时间 。 这两个时间分别为滞后时间(T10 )和上升时间(Tr ) 。
下降时间(Tf )的测定 。再通入规定浓度的校准气,待示值稳定后,向仪器通入零点校准气,用秒表记录示值从 AT90 到达 AT10 处所经过的时间 。
4 . 9 . 4 上述测量结果如有争议,可根据记录设备记录的图形来确定滞后时间 、上升时间和下降时间 。
4 . 10 流量影响偏差
流量检测用流量计,其准确度应为二级以上 。
在仪器气路入口处,连接流量计,然后,向仪器通入规定浓度的校准气 。试验时,分别测定校准气在额定流量和相对于该额定流量变化 ±30%的仪器的示值,按式(9)计算差值 △A,取绝对值最大者 。
流量变化引起的偏差(δi )按式(10)计算 。
△A =A2 —A1 ………………………………( 9 )
………………………………( 10 )
式中 :
A2 — 额定流量变化 ±30%的仪器的示值 ;
A1 — 额定流量下仪器的示值 。
注 : 对某一具体类型仪器,校准气流量有特殊规定时,则应按规定进行 。
4 . 1 1 干扰误差
4 . 1 1 . 1 原则
凡是被测气体中存在干扰组分(包括水蒸气),均应按用户要求或双方协议分别测定其干扰误差 。
4 . 1 1 . 2 干扰气
4 . 1 1 . 2 . 1 若干扰组分浓度大小对测量结果有影响,则应基于用户或双方协议的干扰组分浓度,制备在其具有最大影响时的浓度值 。
4 . 1 1 . 2 . 2 若干扰组分浓度大小对测量结果无影响,则可用其浓度不加限定的干扰气进行试验,也可按用户提供或双方协议给定的干扰组分浓度处进行试验 。
4 . 1 1 . 3 试验步骤
4 . 1 1 . 3 . 1 干扰组分的干扰误差
仪器校准后,向仪器通入按上述 4. 11 . 2 要求制备的干扰气,测定仪器的示值,上述步骤重复三次,计算平均值 △A,组分的干扰误差参照式(10)计算 。
4 . 1 1 . 3 . 2 水蒸气的干扰误差
向仪器通入干燥的校准气(含水量按体积比低于 0. 1%) 。记录仪器的示值 Ai;然后让其通过一个水蒸气发生装置(如水鼓泡器),该装置的温度控制在某一温度点上,使产生的蒸汽浓度满足给定要求,记录稳定后仪器的示值 Ai’ 。上述步骤重复三次 。
试验过程中,应避免水蒸气进入仪器传感器之前发生冷凝现象 。
按式(11)计算 △A。
△A ( 11 )
水蒸气的干扰误差参照式(10)计算 。
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GB/T 25924—2010
4 . 12 大气压力变化对输出信号的影响
将仪器安装在大气压力试验室(箱)内 , 室内压力在 70. 0 kpa~106 . 0 kpa 范围内可调 。
向仪器连续通入规定浓度的校准气 , 调节室内压力到 70 kpa , 测定仪器的示值 A1 ;调节室内压力到106 kpa , 测定仪器的示值 A2 , 按式(12)计算 △A。
△A ……………………………………( 12 )
大气压力变化 1 kpa 时对输出信号的影响参照式(10)计算 。
4 . 13 仪器工作位置倾斜对输出信号的影响
将仪器放在试验装置上 , 当仪器处于正常工作位置时 , 向仪器连续通入规定浓度的校准气 , 得一读数为 A0 。再使仪器分别向前 、后 、左 、右四个方向倾斜按制造厂规定的角度 , 分别获得读数为: A1 , A2 , A3 , A4 。按式(13)求出其变化量 △A。
△A =Ai —A0 (i=1 , 2 , 3 , 4) ………………………………( 13 )
仪器偏离正常工作位置引起的偏差参照式(10)计算 。
4 . 14 电源电压变化的影响
向仪器通入规定浓度的校准气 , 分别测定仪器在电源电压为额定值(有效值)和相对于该额定值变化 ±10%时仪器的示值 , 求出与额定值条件下仪器的示值之差 △A。
偏差参照式(10)计算 。
4 . 15 电源频率变化的影响
向仪器通入规定浓度的校准气 , 分别测定仪器在额定频率和相对于该额定频率变化 ±2%时仪器的示值 , 求出与额定值条件下仪器的示值之差 △A。频率用优于 0. 5 级的频率计测定 。
偏差参照式(10)计算 。
4 . 16 环境温度变化的影响
将仪器安放在环境试验室(箱)内 。
向仪器通入规定浓度的校准气 , 将环境试验室(箱)依次均匀调节到参比温度和正常工作范围上 、下限温度 , 升降温度速率不大于 1 ℃/min 。在各温度下保持 4 h , 分别测定仪器在参比温度和正常工作范围上 、下限温度时仪器的示值 , 求出与参比条件下仪器的示值之差 △A。
偏差参照式(10)计算 。
4 . 17 电磁兼容
4 . 17 . 1 静电放电抗扰度
按 GB/T 17626 . 2—2006 规定的接触放电试验程序试验 。
4 . 17 . 2 射频电磁场辐射抗扰度
按 GB/T 17626 . 3—2006 规定的试验程序试验 。
4 . 17 . 3 电快速瞬变脉冲群抗扰度
按 GB/T 17626 . 4—2008 规定的试验程序试验 。
4 . 17 . 4 浪涌(冲击)抗扰度试验
按 GB/T 17626 . 5—2008 规定的试验程序试验 。
4 . 17 . 5 射频场感应的传导骚扰抗扰度
按 GB/T 17626 . 6—2008 规定的试验程序试验 。
4 . 17 . 6 工频磁场抗扰度试验
按 GB/T 17626 . 8—2006 规定的试验程序试验 。
6
GB/T 25924—2010
4 . 17 . 7 电压暂降 、短时中断和电压变化的抗扰度试验按 GB/T 17626 . 11—2006 规定的试验程序试验。
4 . 18 输出接口和输出信号
用万用表和示波器检测输出信号。
4 . 19 仪器的运输 、运输贮存
仪器在包装状态下 , 按 GB/T11606—2007 中第 8 章 、第 15 章 、第 16 章 、第 17 章的方法进行 , 恢复后的性能检查项目可按具体类型仪器的标准规定进行。
4 . 20 仪器的可靠性
试验方法按 JB/T 6214 的规定进行。
