JJF(晋) 129-2025 矿用乙烯传感器校准规范

　　矿用乙烯传感器校准规范

Specification for calibration of ethylene sensors for coal mines

2025-08-26 发布2025-11-01 实施

山西省市场监督管理局发布

山西省地方计量技术规范

JJF(晋)129-2025

JJF(晋)129-2025

矿用乙烯传感器

校准规范

Specification for calibration of

ethylene sensors for coal mines

归口单位：山西省市场监督管理局

主要起草单位：山西省节能中心有限公司

参加起草单位：晋城煤炭高新技术有限公司计量检定站

本规范委托山西省节能中心有限公司负责解释

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本规范主要起草人：

刘官虎(山西省节能中心有限公司)

杜小伟(晋城煤炭高新技术有限公司计量检定站)

王伟丽(山西省节能中心有限公司)

参加起草人：

焦立峰(晋城煤炭高新技术有限公司计量检定站)

董洁(山西省节能中心有限公司)

任星星(晋城煤炭高新技术有限公司计量检定站)

杜俊杰(晋城煤炭高新技术有限公司计量检定站)

杨艳琴(晋城煤炭高新技术有限公司计量检定站)

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目录

引言..............................................................................................................................................I

1 范围..........................................................................................................................................1

2 引用文件..................................................................................................................................1

3 概述..........................................................................................................................................1

4 计量特性..................................................................................................................................1

5 校准条件..................................................................................................................................2

6 校准项目和校准方法...............................................................................................................3

7 校准结果表达...........................................................................................................................5

8 复校时间间隔...........................................................................................................................6

附录A 矿用乙烯传感器校准原始记录格式(参考) ............................................................7

附录B 矿用乙烯传感器校准证书内页格式(参考) ............................................................8

附录C 矿用乙烯传感器示值误差的不确定度评定(示例) ................................................9

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I

引言

JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及

定义》及JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的

基础性系列规范。

本规范为首次发布。

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矿用乙烯传感器校准规范

1 范围

本规范适用矿用乙烯传感器(以下简称传感器)的校准。

2 引用文件

本规范引用了下列文件：

NB/T 10546-2021《煤矿用乙烯传感器》

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件，

其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

3 概述

传感器由检测单元、信号处理单元、显示单元等组成。当环境中存在乙烯气体时，

传感器通过电化学原理或者催化燃烧式原理等对气体进行检测，经信号处理传输单元处

理并显示乙烯浓度值。

4 计量特性

4.1 示值误差

传感器的示值最大允许误差应符合表1 规定。

表1 示值误差要求

测量范围

(μmol/mol)

最大允许误差

绝对误差相对误差

0< x ≤20 ±2 μmol/mol --

20< x ≤100 ±(2+标准值×2%)μmol/mol --

x >100 -- ±5%

注： x --气体浓度;

以上指标不用于合格性判定，仅作参考。

4.2 重复性

重复性不大于2%。

4.3 响应时间

传感器的响应时间应不大于60 s。

4.4 报警功能

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4.4.1 传感器的声光报警应正常。

4.4.2 报警声级强度应不小于80 dB(A)。

4.5 绝缘电阻

常态下，传感器的电源正极、负极、信号输出端与外壳之间的绝缘电阻应不小于50 MΩ。

5 校准条件

5.1 环境条件

5.1.1 环境温度：(15～35)℃;

5.1.2 相对湿度：≤85%;

5.1.3 应无影响传感器正常工作的气体和电磁场干扰。

5.2 测量标准及其他设备

5.2.1 气体标准物质

空气中乙烯气体标准物质，其相对扩展不确定度应不大于2%(k=2)。各校准项目

所用气体标准物质应符合表2 要求。

表2 标准气体浓度取值表

校准项目气体标准物质

示值误差20μmol/mol、约满量程的35%、50%、75%

重复性约满量程的35%

响应时间约满量程的50%

5.2.2 零点气体

清洁空气或氮气(氮气纯度不低于99.999%)

5.2.3 流量计

准确度级别不低于4.0 级。

5.2.4 秒表

电子秒表：1 h 内，最大允许误差±0.10 s。

机械秒表：30 min 内，最大允许误差±1.6 s。

5.2.5 声级计

测量范围为(30～130)dB(A)，准确度级别不低于2 级。

5.2.6 绝缘电阻表

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额定电压500 V，准确度等级不低于10 级。

5.2.7 减压阀和气路

其材料对被测气体应无吸附及化学反应。

5.2.8 标定罩

校准需使用专用标定罩。

6 校准项目和校准方法

6.1 校准项目见表3

表3 校准项目一览表

序号校准项目

1 示值误差

2 重复性

3 响应时间

4 报警功能

5 绝缘电阻

6.2 校准方法

6.2.1 校准前的准备工作

6.2.1.1 外观及通电检查

用目测法对传感器进行外观及通电检查。传感器应无影响其正常工作的损伤、变形

等现象，安全标志、防爆标志标识应齐全，各紧固件应连接可靠无松动。通电后传感器

显示应清晰、完整，且调校功能正常。

6.2.1.2 传感器校准前的调整

按照传感器使用说明书要求对传感器进行预热[如使用说明书无明确规定，一般不

少于15min]，并按照图1 连接校准用设备。

然后按照传感器使用说明书要求的通气流量[如使用说明书无明确规定，一般控制

在约200 mL/min] 依次通入零点气体、浓度约为满量程50%的空气中乙烯气体标准物质

调整传感器的零点和示值，分别调整3 次，在此后的校准过程中不得再次调整。

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图1 校准用设备连接示意图

6.2.2 示值误差

按规定流量，通入零点气体，待传感器示值回零后，依次通入浓度值约为20

μmol/mol、满量程35%、满量程50%、满量程75%的空气中乙烯气体标准物质，待示值

稳定后，记录传感器示值。通入零点气体待示值回零后，再通入上述气体标准物质。每

点重复测量3 次，取其算术平均值为其示值。按式(1)、式(2)分别计算传感器的

示值误差。

x  x  x 0 (1)

100 %

0

0 





x

x x  (2)

式中： x ——示值的绝对误差， μmol/mol;

δ —— 示值的相对误差，%;

x ——3 次示值的算术平均值， μmol/mol;

0 x ——气体标准物质的浓度值， μmol/mol。

6.2.3 重复性

按规定流量，通入零点气体，传感器示值回零后，通入浓度值约为满量程75%的空

气中乙烯气体标准物质，待示值稳定后，读取传感器示值。通入零点气体待示值回零后，

再通入上述气体标准物质，重复测量6 次。按式(3)计算传感器的重复性Sr

(3)

式中：

r s ——单次测量的相对标准偏差，%;

i x ——传感器第i 次的示值，μmol/mol;

流量计

传感器直流稳压电源

气体标准物质

100%

1

( )

1 1

2











n

x x

x

s

n

i

i

r

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x ——6 次示值的算术平均值，μmol/mol;

n ——测量次数。

6.2.4 响应时间

按规定流量，通入零点气体待传感器示值回零后，通入浓度值约为满量程50%的空

气中乙烯气体标准物质，待示值稳定后，读取传感器示值。通入零点气体待示值回零，

再通入上述浓度的气体标准物质，同时启动秒表，待传感器示值达到上述稳定示值的90%

时停止计时，记录秒表读数。重复测量3 次，取3 次测得值的算术平均值作为传感器的

响应时间。

6.2.5 报警功能

6.2.5.1 报警动作值

按规定流量，向传感器缓慢通入略大于报警设定点浓度的气体标准物质，观察仪器

声、光或振动报警功能是否正常，并记录仪器的报警浓度值，重复测量3 次，取3 次算

术平均值为仪器的报警动作值。

6.2.5.2 报警声级强度

环境噪音应小于50 dB(A)，将声级计置于传感器的报警声响器轴心正前方1 m 处，

测量3 次，取其平均值作为报警声级强度值。

6.2.6 绝缘电阻

传感器在未接通电源的情况下，将绝缘电阻表的一个接线端子分别接到电源的正极、

负极、信号输出端，另一接线端子接到传感器的外壳裸露金属件上，施加500 V 额定电

压，测量其绝缘电阻，取其最小值为传感器的绝缘电阻值。

7 校准结果表达

校准结果应在校准证书上反应，校准证书应至少包括以下信息：

a)标题：“校准证书”;

b)实验室名称和地址;

c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);

d)证书的唯一性标识(如编号)，每页及总页数的标识;

e)客户的名称和地址;

f)被校对象的描述和明确标识;

g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接

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收日期;

h)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号;

i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

j)校准环境的描述;

k)校准结果及其测量不确定度的说明;

l)对校准规范的偏离的说明;

m)校准证书签发人的签名、职务或等效标识;

n)校准结果仅对被校对象有效的声明;

o)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

8 复校时间间隔

传感器复校时间间隔，建议不超过1 年。

由于复校时间间隔的长短由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决

定，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。

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附录A

矿用乙烯传感器校准原始记录格式(参考)

送校单位

型号名称测量范围

制造厂家出厂编号

校准地点证书编号

环境条件温度： ℃; 相对湿度： % 校准员

校准依据核验员

校准用计量标准装置

名称测量范围

不确定度/准确度等级/最大允

许误差

计量标准证

书编号

有效期至

校准用计量标准器

名称测量范围

不确定度/准确度等级/最大允

许误差

证书编号溯源机构有效期至

序号

校准

项目

校准结果

1 外观

检查

2

示值

误差

标气

浓度

显示值

平均值

绝对

误差

相对

误差

Ur

(k=2)

1 2 3

3 重复性

标气浓度1 2 3 4 5 6 平均值重复性(%)

4

响应

时间

标气浓度1 2 3 平均值(s)

5

报警

功能

报警动作值

报警声级

强度

1 2 3 平均值dB(A)

6

绝缘

电阻

备注：本记录表中涉及到的气体浓度单位均为μmol/mol

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附录B

矿用乙烯传感器校准证书内页格式(参考)

校准依据

校准地点及环境条件：

地点温度℃

相对湿度% 其他

校准所用主要计量标准器具

名称出厂编号

不确定度/准确度等

级/最大允许误差

证书编号有效期至

校准用计量标准器

名称测量范围

不确定度/准

确度等级/最

大允许误差

出厂编号

检定/校准

证书编号

有效期至

校准结果

一、外观检查：

二、示值误差：

标准示值

(μmol/mol)

被检仪器示值

(μmol/mol)

示值误差

扩展不确定度

(k=2)

三、重复性： %

四、响应时间： s

五、报警功能：

报警动作值： μmol/mol

报警声级强度： dB(A)

六、绝缘电阻： MΩ

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附录C

矿用乙烯传感器示值误差的不确定度评定(示例)

C.1 测量方法

环境条件:温度:23.6℃，相对湿度:3 2%;

测量标准:多功能气体传感器校准装置;

测量对象:矿用乙烯传感器，测量范围为(0~1000)μmol/mol。

测量方法:对传感器预热后，零点和示值调整后，用空气中乙烯标准气体以直接比对

的方法测量，将标准气体以规定的流量通入被校准的传感器中，传感器示值稳定后读取

仪器显示值，传感器显示值与标准气体浓度值之差，即为传感器的示值误差(以绝对误

差为例)。

C.2 测量模型

x  x  x 0

式中： x ——示值的绝对误差，μmol/mol;

x ——3 次示值的算术平均值，μmol/mol;

0 x ——气体标准物质的浓度值，μmol/mol。

C.3 标准不确定度的分量评定

C.3.1 测量重复性引入的标准不确定度分量u

1，按A 类进行评定。

重复性条件下，对被校仪器在(0～1000)连续测量10 次，单位为μmol/mol 数据如

下：

C.1 各校准点测量数据

校准点

次数

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 q s(q)

20 20 20 21 20 20 21 21 20 19 20 20.2 0.63

350 347 347 357 348 356 356 355 355 347 346 351.4 4.70

500 504 504 499 498 498 505 498 504 504 505 501.9 3.18

750 756 756 756 745 746 745 755 754 755 747 751.5 5.02

在实际测量中，连续测量3 次，则

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C.2 各校准点不确定度

测量点20 350 500 750

u1

= s(q) / 3 0.36 2.71 1.84 2.90

C.3.2 气体标准物质引入的标准不确定度分量u

2。

由标准物质证书可知，乙烯气体标准物质的相对扩展不确定度U

rel=2%，k=2，则各标

准点对应的标准不确定度分量u

2 值如下：

C.3 各校准点不确定度

测量点20 350 500 750

u 2(μmol/mol) 0.20 3.50 5.00 7.50

C.3.3 被检定仪器的分辨力引入的标准不确定度分量u

3，按B 类进行评定。

由仪器说明书知，仪器分辨力为1 μmol/mol，即区间半宽度为0.5μmol/mol，假设为

均匀分布，即k= 3 ，则U

3 = 0.5 μmol/mol/ 3 =0.29 μmol/mol。

u1

和u

3 取绝对值较大的数值。

C.4 标准不确定度分量汇总表

C.4 标准不确定度分量汇总表

不确定度

来源

测量点

(μmol/mol)

不确定度

(μmol/mol)

灵敏系数

标准不确定度分量

(μmol/mol)

测量重复性

20 0.36

1

u(C)=0.36

350 2.71 u(C) =2.71

500 1.84 u(C)=1.84

750 2.90 u(C)=2.90

气体标准

物质

20 0.20

-1

u(C) =0.20

350 3.50 u(C) =3.50

500 5.00 u(C) =5.00

750 7.50 u(C) =7.50

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C.5 合成标准不确定度

输入量C 和C 彼此独立互不相关，则合成标准不确定度

浓度为20 μmol/mol 测量点:

 2  2 ( ) ( ) 1 2 u C  c u(C)  c u C = (0.36)2 (0.20)2 =0.41 μmol/mol

浓度为350 μmol/mol 测量点:

 2  2 ( ) ( ) 1 2 u C  c u(C)  c u C = (2.71)2 (3.50)2 =4.43 μmol/mol

浓度为500 μmol/mol 测量点:

 2  2 u(C)  c1u(C)  c2u(C) = (1.84)2 (5.00)2 =5.33 μmol/mol

浓度为750μmol/mol 测量点:

 2  2 ( ) ( ) 1 2 u C  c u(C)  c u C = (2.90)2 (7.50)2 =8.04 μmol/mol

C.6 扩展不确定度

取包含因子k=2，

U  u(C) k =0.41×2=0.82 μmol/mol (测量点20 μmol/mol)

U  u(C) k =4.43×2=8.86μmol/mol (测量点350 μmol/mol)

U  u(C) k =5.33×2=10.66 μmol/mol(测量点500 μmol/mol)

U  u(C) k =8.04×2=16.08 μmol/mol(测量点750 μmol/mol)

C.7 测量不确定度报告和表示

测量点为20 μmol/mol 时，U=1 μmol/mol

测量点为350 μmol/mol 时，Urel=2.5%

测量点为500 μmol/mol 时，Urel=2.1%

测量点为750 μmol/mol 时，Urel=2.1%