中華人民共和國煤炭工業部1995—09—28批準 1995—10—01實施

1　主題內容與適用范圍

本標準規定了粉塵采樣器的技術條件、試驗方法、標志、包裝、運輸和貯存等。

本標準適用于短時、連續粉塵采樣器(以下簡稱采樣器)的設計。

2　引用標準

GB 998　低壓電器　基本試驗方法

GB 2423．1　電工電子產品基本環境試驗規程　試驗A：低溫試驗方法

GB 2423．2　電工電子產品基本環境試驗規程　試驗B：高溫試驗方法

GB 2423．3　電工電子產品基本環境試驗規程　試驗Ca：恒定濕熱試驗方法

GB 2423．4　電工電子產品基本環境試驗規程　試驗Db：交變濕熱試驗方法

GB 2423．5　電工電子產品基本環境試驗規程　試驗Ea：沖擊試驗方法

GB 2423．8　電工電子產品基本環境試驗規程　試驗Ed：自由跌落試驗方法

GB 2423．10　電工電子產品基本環境試驗規程　試驗Fc：振動(正弦)試驗方法

GB 3836．1　爆炸性環境用防爆電氣設備　通用要求

GB 3836．2　爆炸性環境用防爆電氣設備　隔爆型電氣設備“d”

GB 3836．4　爆炸性環境用防爆電氣設備　本質**型電路和電氣設備“i”

GB 4942．2　低壓電器　外殼防護等級

GB 5748　作業場所空氣中粉塵測定方法

GB 10111　利用隨機骰子進行隨機抽樣的方法

MT 394　呼吸性粉塵測量儀采樣效能試驗方法

JJG 257　玻璃轉子流量計檢定規程

3　術語

3．1　短時粉塵采樣器　instantaneous dust sampler

又稱短周期粉塵采樣器，短時、定點采集空氣中粉塵的儀器。

3．2　連續粉塵采樣器　continuous dust sampler

又稱長周期粉塵采樣器，在一個工作班連續采集空氣中粉塵的儀器。

3．3　采樣流量　sampling flowrate

采樣時單位時間通過采樣器采樣口空氣的體積。

3．4　采樣流量誤差　sampling flow error

采樣時采樣器上的流量計指示值與通過采樣口實際流量值之差和采樣口實際流量之比。

3．5　采樣流量穩定性　sampling flow stability

采樣時采樣器的采樣流量隨時間保持其穩定的能力。

3．6　負載能力　capacity of load

在規定的采樣流量下，采樣器克服氣路和采樣頭采塵過程增加阻力的能力。

3．7　采樣效能　sampling efficiency

又稱分離效率，透過采樣器前級分離裝置粉塵的能力(曾稱沉積效率、采樣效率)。

3．8　采樣口流速　average flow velocity at sampler inlet

采樣時采樣器采樣口氣流的平均流速。

4　技術要求

4．1　采樣器應符合本標準的規定，并應按照規定程序審批的圖樣和文件制造。

4．2　采樣器應能適用于下列環境條件：

a．　貯存溫度：－40～+55℃；

b．　工作溫度：井下用0～40℃，地面用－10～+40℃；

c．　相對濕度：≤95％；

d．　在爆炸環境中使用的采樣器應符合GB 3836．1、GB 3836．2和GB 3836．4的有關規定。

4．3　外觀與結構：

4．3．1　采樣器表面和粉塵分離裝置不應有明顯的凹痕、劃傷、裂隙、變形等缺陷；涂、鍍層不應起泡、龜裂和脫落；金屬零件不應有銹蝕和機械損傷。

4．3．2　開關、按鍵的操作應靈活、可靠，零部件應緊固。

4．4　采樣流量：

短時采樣器：≥15L／min；

連續采樣器：≥1．0L／min。

4．5　采樣流量誤差：

固定采樣流量采樣器：≤2．5％；

可調采樣流量采樣器：≤5．0％。

4．6　采樣流量穩定性：

短時采樣器30min內采樣流量穩定性：≤5％；

連續采樣器8h內采樣流量穩定性：≤5％。

4．7　負載能力：

采樣頭入口處增加的阻力≥1 000Pa。

4．8連續工作時間：

短時采樣器：≥100min；

連續采樣器：≥8h。

4．9　工作噪聲：

≤75 dB(A)；

個體采樣器：≤65dB(A)。

4．10采樣頭氣密性：

經試驗后不得漏氣。

4．11　流量計準確度：

不低于2．5級。

4．12　采樣時間誤差：

具有采樣時間顯示的采樣器，其采樣時間誤差應不大于0．1％。

4．13　采樣體積顯示誤差：

具有采樣體積顯示的采樣器，其采樣體積顯示誤差應不大于2．5％。

4．14　在正常大氣條件下，采樣器的充電端子與外殼裸露金屬件之間其絕緣電阻應不小于20MΩ，采樣器經濕熱試驗后其絕緣電阻應不小于1MΩ，經耐壓試驗應無擊穿、無閃爍現象。

4．15　采樣口平均流速：0．5～4．0m／s。

4．16　采樣準確度：≤10％。

4．17　呼吸性粉塵采樣器采樣效能應符合“BMRC”采樣效能曲線，采樣效能允許誤差應符合表1的規定。

表1

粒徑，μm
≥7.1
5.9
5.0
3.9
2.2
采樣效能，％
0
30
50
70
90
采樣效能允許誤差，％
±5
±5
±5
±5
±5

4．18　采樣器經工作溫度、貯存溫度、濕熱、振動、沖擊、跌落、運輸試驗后，均應符合4．4、4．5、4；7、4．12、4．13條的要求。

4．19　采樣器用濾膜性能應符合GB 5748附錄A要求(粉塵阻留率不得小于99．0％，阻力不得大于1 000Pa，質量變化不得大于0．1％)。

4．20　采樣器外殼的防護性能應符合GB 4942．2中IP54的規定。

5　試驗方法

5．1　試驗環境條件：

a．　溫度：15～25℃；

b．　相對濕度：45％～75％；

c．　大氣壓力：86～106kPa。

5．2　試驗用儀器設備見表2。

表2

序號
主要儀器設備
測量范圍
準確度
1
粉塵采樣器檢定裝置
流量范圍：1～100L／min

壓差：0～199×10Pa

200～2 000×10 Pa
1％

1％

2％
2
皂膜流量計組
100 mL、400 mL、1 L
1％
3
氣體計量器
200L
0.5%
4
水銀溫度計
0~50℃
分度值：0．1℃
5
液體壓力計
0~5kPa
1%
6
電子計時器
0.001s~24h
3級
7
聲級計
25~140dB(A)
±0.5dB
8
兆歐表
0~500MΩ

9
分析天平
*大稱量：20g
感量：0．01mg
10
游標卡尺
0~100mm
分度值：0．02mm
11
測塵儀表檢測裝置
粉塵濃度：1～1 000mg／m3

風速；0．8～4m／s
5%
12
采樣效能測定裝置
0．5～50μm
2.5%

5．3　本標準4．3條用感官檢查法。

5．4　采樣流量和采樣流量誤差測定：

按圖1所示，啟動采樣器并調好采樣流量，再將采樣器采樣口接在粉塵采樣器檢定裝置上(見圖1a)或皂膜流量計上(見圖1b)。對固定采樣流量的采樣器，測量固定流量那點；對采樣流量可調采樣器，測量上限、下限流量點。每點測量兩次，取其平均值。采樣流量誤差用式(1)計算：

……………………………………(1)

式中：　——采樣流量誤差，％；

q1——檢定裝置流量計或皂膜流量計示值，L／min；

q2——被檢采樣器流量示值，L／min。

圖1

1—粉塵采樣器檢定裝置；2—檢定裝置測量接口；3—連接膠管；4—采樣頭；5—受檢采樣器；6—皂膜流量計組

5．5　采樣流量穩定性測定：

按圖1所示連接好采樣器。開機1min后測量采樣流量q3，并開始計時，在不調節采樣流量的情況下，對短時采樣器，工作30min測量采樣流量q4；對連續采樣器，工作8h測量采樣流量q4，采樣流量穩定性δs(％)由式(2)計算：

……………………………………(2)

5．6　負載能力測定：

采樣頭內裝好濾膜，啟動粉塵采樣器，對可調采樣流量采樣器，將采樣流量調到下限值，固定采樣流量采樣器在其采樣流量點，按圖2所示將三通、壓力計、截止閥連接在采樣頭上，然后逐步關閉閥門，使采樣流量下降5％時，讀取檢定裝置或液體壓力計數值。

圖2

1—閥門；2—三通；3—濾膜；4—采樣器流量計；5—檢定裝置或液體壓力計

5．7　連續工作時間測定：

采樣器充好電，裝上濾膜，啟動采樣器，使采樣流量達到規定值并開始記時，對短時采樣器工作時間達到100min，對連續采樣器工作時間達到8h后，均在10min內按5．4和5．6條測定其采樣流量和負載能力。

5．8　工作噪聲測定

測定位置如圖3所示，背景噪聲小于50dB(A)。采樣器處于正常采樣狀態下進行測量，每臺測量兩次，取其*大值。

圖3

1—采樣器；2—聲級計

5．9　采樣頭氣密性試驗；

取下采樣頭與流量計連接的軟管，按圖4所示進行連接，然后用粉塵采樣器檢定裝置向濾膜夾上裝有塑料薄膜的采樣頭送氣加壓，當壓差達到100×10Pa時，關斷氣源，在1 min內其壓力下降不得超過30 Pa。

圖4

1—粉塵采樣器檢定裝置；2—連接膠管；3—采樣頭；4—塑料薄膜

5．10　流量計準確度測定：

采樣器上流量計不可拆下時，其示值誤差按5．4條測定方法進行，對單支流量計按JJG 257的要求進行。示值誤差用式(3)計算：

……………………………………(3)

式中：δ1——流量計示值誤差，％；

q5——流量計在刻度狀態下的實際流量，L／min；

q6——流量計的刻度流量，L／min；

qmax——流量計的上限刻度流量，L／min。

5．11　采樣時間誤差測定：

同時啟動粉塵采樣器檢定裝置計時器(或秒表)和采樣器，測量兩次，取其平均值。用式(4)計算定時誤差：

……………………………………(4)

式中：δt——采樣時間誤差，％；

t1——采樣器設定采樣時間，s；

t2——計時器測量時間，s。

5．12　采樣體積顯示誤差測定：

按圖1連接采樣器后，采樣器顯示的采樣流量體積與粉塵采樣器檢定裝置或皂膜流量計的示值進行比對，用式(5)計算采樣體積顯示誤差：

……………………………………(5)

式中：δv——采樣體積顯示誤差，％；

V——顯示體積，L；

q7——粉塵采樣器檢定裝置或皂膜流量計示值，L／min；

ta——采樣時間，min。

5．13　絕緣電阻和耐壓試驗：

按GB 998規定的試驗方法進行。

5．14　采樣口流速測定：

用游標卡尺測量出采樣口截面尺寸，用式(6)計算采樣口平均流速：

……………………………………(6)

式中：v——采樣口平均流速，m／s；

qa——采樣流量，m3/h；

A——采樣口截面積，m2。

5．15　采樣準確度測定

5．15．1　采樣準確度測定裝置如圖5所示。試驗條件為：

圖5

1—給塵裝置；2—風速傳感器；3—標準粉塵采樣裝置；4—粉塵濃度監控探頭；5—通風機；6—受檢采樣器；7—粉塵測試段

a．　試驗粉塵：采用測塵儀表試驗粉塵；

b．　粉塵風洞工作段風速：0：8～4．0m／s；

c．　流場風速均勻性相對標準偏差不大于5％；

d．　粉塵濃度范圍1～1 000mg／m3；

e．　工作段截面粉塵濃度均勻性相對標準偏差不大于5％；

f．　同一水平面上粉塵濃度相對標準偏差不大于2％。

5．15．2　在粉塵風洞中將風速控制在1．5±0．2m／s、粉塵濃度控制在50～200mg／m3的范圍內，用標準粉塵采樣裝置與受檢采樣器同時并列采樣，用公式(7)計算出粉塵采樣準確度：

………………………………………(7)

式中：δc——粉塵采樣準確度，％；

C1——采樣器采取的粉塵濃度，mg／m3；

C2——標準粉塵采樣裝置采取的粉塵濃度，mg／m3。

5．16　采樣效能測定

按MT 394的規定進行。

5．17　工作溫度試驗。

5．17．1　低溫試驗按GB 2423．1試驗Ab方法進行。

嚴酷程度：溫度0℃，持續時間2h。

5．17．2　高溫試驗按GB 2423．2試驗Bb方法進行。

嚴酷程度：溫度40℃，持續時間2h。

5．18貯存溫度試驗

5．18．1　低溫試驗按GB 2423．1試驗Ab方法進行。

嚴酷程度：溫度－40℃，持續時間2h。

5．18．2　高溫試驗按GB 2423．2試驗Bb方法進行。

嚴酷程度：溫度55℃，持續時間2h。

5．18．3　高低溫試驗后，均在正常環境中恢復2h，再按5．4和5．6條進行測定。

5．19　濕熱試驗

5．19．1　防爆型采樣器交變濕熱試驗按GB 2423．4試驗Db方法進行。

嚴酷程度：溫度40℃，周期6d。

5．19．2　非防爆型采樣器濕熱試驗按GB 2423．3試驗Ca方法進行。

嚴酷程度：溫度40℃，周期2d。

5．19．3　濕熱試驗后，均在正常環境中恢復2h，再按5．4、5．6和5．13條進行測定。

5．20　振動試驗

按GB 2423．10試驗Fc方法進行。

嚴酷程度：

頻率范圍10～150Hz，加速度20m／s2(2g)；

每軸線上掃頻循環次數10次；

采樣器振動試驗時為非工作、非包裝狀態，試驗后按5．4和5．6條進行測定。

5．21　沖擊試驗

按GB 2423．5試驗Ea方法進行。

嚴酷程度：

峰值加速度300m／s2(30g)；

脈沖持續時間6±1ms；

脈沖波形為半正弦波，沖擊次數三個面各三次，共九次；

試驗后按5．4和5．6條進行測定。

5．22　跌落試驗

根據產品完整包裝后的總質量按表3規定確定跌落高度。

表3

毛重(G)，kg
G≤10
10<G≤25
25<G≤50
50<G≤75
跌落高度，mm
800
600
450
350

按表3規定的高度，依次將底、前、后、左、右面向平整的水泥地面各跌落一次。跌落試驗時應保持初速度為零，試驗面應與地面平行。試驗后再按5．4和5．6條進行測定。

5．23運輸性能試驗

采樣器完整包裝后固定在強化模擬汽車運輸試驗臺上，試驗時間2h，試驗后再按5．4和5．6條進行測定。

5．24**性能試驗

防爆型采樣器的防爆檢驗，按GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．4規定的試驗方法由國家指定的防爆檢驗單位進行。

5．25　外殼防護性能

按GB 4942．2規定的試驗方法進行。

6　檢驗規則

6．1　出廠檢驗

6．1．1　出廠檢驗應由制造廠質量檢驗部門逐臺進行，檢驗合格并發給合格證后方可出廠。

6．1．2　出廠檢驗項目如表4。

表4

序號
檢驗項目
技術要求
試驗方法
出廠檢驗
型式檢驗
1
外觀與結構
4．3
5．3
△
△
2
采樣流量
4．4
5．4
△
△
3
采樣流量誤差
4．5
5．4
△
△
4
采樣流量穩定性
4．6
5．5
△
△
5
負載能力
4．7
5．6
△
△
6
連續工作時間
4．8
5．7
△
△
7
工作噪聲
4．9
5．8
△
△
8
采樣頭氣密性
4．10
5．9
△
△
9
流量計準確度
4．11
5．10
△
△
10
采樣時間誤差
4．12
5．11
△
△
11
采樣體積顯示誤差
4．13
5．12
△
△
12
絕緣電阻
4．14
5．13
△
△
13
耐壓
4．14
5．13
—
△
14
采樣口流速
4．15
5．14
—
△
15
采樣準確度
4．16
5．15
—
△
16
采樣效能
4．17
5．16
—
△
17
環境適應性能
4．18
5．17~5．23
—
△
18
**性能
4．2d
5．24
—
△
19
外殼防護性能
4．20
5．25
—
△

注：表中“△”為應檢驗項目，“—”為不檢項目。

6．2　型式檢驗

6．2．1　有下列情況之一者應進行型式檢驗：

a．　新產品或老產品轉廠生產的試制定型鑒定；

b．　正式生產后，如結構、材料、工藝有較大改變可能影響產品的性能時；

c．　正常生產時，每兩年一次；

d．　停產一年后的產品恢復生產時；

e．　出廠檢驗結果與上次型式檢驗有較大差異時；

f．　國家質量監督機構提出進行型式檢驗要求時。

6．2．2　型式檢驗項目如表4。

6．2．3　按GB 10111的規定在出廠檢驗合格的采樣器中進行抽樣(至少3臺)。

6．2．4　表4中檢驗項目中1、7、14有2項不合格，其他有1項目不合格，則判該臺不合格，再抽3臺重新進行試驗，仍有一臺不合格，則判該批產品不合格。

7　標志、包裝、運輸、貯存

7．1　采樣器的標志包括：

a．　制造廠名；

b．　產品型號和名稱；

c．　主要技術性能；

d．　制造計量器具許可證標志和編號；

e．　防爆型采樣器應有防爆合格證和防爆型式標志；

f．　產品編號和制造日期；

g．　煤礦用的采樣器應有**標志合格證和編號。

7．2　包裝

7．2．1　產品包裝箱外壁應有明顯標志，其內容包括：

a．　廠名或廠標；

b．　產品型號和名稱；

c．　“小心輕放”、“防潮”、“向上”等標志；

d．　外形尺寸和總質量；

e．　出廠日期。

7．2．2　包裝箱內應附有下列文件：

a．　裝箱清單；

b．　產品合格證；

c．　產品說明書。

7．3　運輸

采樣器成品包裝應符合海、陸、空運輸的有關規定。

7．4　貯存

存放產品的庫房應保持通風良好，并防止產品與腐蝕性物質接觸。

附加說明：

本標準由煤炭工業部煤礦**標準化技術委員會提出。

本標準由煤炭工業部煤礦**標準化技術委員會粉塵防治技術及設備分技術委員會歸口。

本標準由煤炭科學研究總院重慶分院負責起草和解釋。