《用砂尘试验箱测井下仪表粉尘防卡阻性能》

参考标准：GB/T 2423.37-2021《环境试验 第 37 部分：试验方法 砂尘》

应用领域：煤矿井下自动化监测仪表、矿用传感仪表、井下控制仪表防尘可靠性检测

方案摘要：针对井下高粉尘恶劣工况，利用砂尘试验箱模拟矿井扬尘环境，对井下常用仪表开展粉尘侵入测试，检测仪表传动结构、按键、转轴及传感腔体的防卡阻能力，验证设备防尘密封与运行稳定性，为矿用仪表选型、工况适配及结构优化提供试验依据。

一、实验目的

煤矿井下作业环境粉尘浓度高、颗粒细小，易侵入仪表缝隙、传动结构与活动部件，造成转轴卡顿、按键失灵、传感口堵塞、机芯卡滞等故障，影响井下监测数据准确性与设备运行安全性。本次试验通过人工模拟井下粉尘环境，精准检测矿用仪表在持续粉尘工况下的防卡阻性能，排查结构防尘缺陷，验证设备井下适配性。

二、实验仪器与耗材

试验仪器：可编程砂尘试验箱、数显力矩测试仪、精度 0.01g 电子天平实验耗材：矿用标准试验粉尘（粒径≤75μm，通过率 95% 以上）、无尘擦拭布、绝缘固定夹具试验样品：同批次矿用压力监测仪表 3 台（型号：YHY60）

三、实验过程

1. 样品预处理：选取外观完好、功能正常的 3 台待测仪表，清理表面浮尘，测试初始转轴、按键操作力矩及开合灵敏度，记录初始数据，将样品断电静置 2h，保证试验状态统一。

2. 设备参数设置：依据国标及井下工况设定参数，粉尘浓度 12kg/m³，吹尘风速 2.5m/s，试验温度 25℃，湿度≤50% RH，持续吹尘试验时长 8h，间歇吹扫，每 30min 停吹静置 10min。

3. 试验操作：将仪表通过夹具固定于试验箱中心位置，传感口、按键、转轴正对粉尘吹扫方向，关闭箱门启动设备。试验全程保持参数稳定，试验结束后取出样品，静置 30min 散去浮尘，不做深度清理，直接检测设备运行状态。

四、实验结果

试验完成后对 3 台仪表卡阻性能、操作力矩、传感灵敏度进行检测，实测数据如下：

1. 1# 仪表：无卡阻现象，转轴平均操作力矩 0.28N・m（初始 0.26N・m），按键回弹正常，传感数据无偏移；

2. 2# 仪表：轻微积尘，无卡滞卡顿，转轴力矩 0.31N・m（初始 0.27N・m），设备运行正常；

3. 3# 仪表：缝隙少量积尘，活动部件无卡阻，传感响应误差≤0.3%，符合矿用设备运行标准。

   （实拍：试验后仪表外观无破损，缝隙均匀积尘，无粉尘堆积堵塞活动结构，可直接展示试验前后样品对比实拍图）

五、数据分析

三组样品试验后操作力矩较初始值小幅上升，增幅分别为 7.7%、14.8%、11.5%，均未超过 20% 安全阈值，无卡阻、卡死故障。整体力矩波动较小，说明仪表密封结构可有效阻挡细微粉尘侵入机芯与活动结构。少量力矩提升仅为表面缝隙浮尘摩擦导致，未影响设备机械动作与传感性能，设备防尘结构稳定性良好。

六、讨论总结

本次砂尘试验精准模拟井下高粉尘工况，有效考核了矿用仪表的防卡阻核心性能。试验结果表明，该批次井下仪表密封设计合理，活动部件防护效果优异，长期处于井下粉尘环境可稳定运行，不易出现卡阻失效问题。同时发现仪表外壳拼接缝隙为粉尘易堆积位置，虽不影响使用，但长期工况下存在积尘隐患。后续可优化缝隙密封工艺，进一步提升设备防尘抗卡阻能力，满足煤矿井下长期作业的可靠性要求。

以上方案仅供参考，在实际试验过程中，可根据具体的试验需求、资源条件以及产品的特性进行适当调整与优化。

原创作者：广东皓天检测仪器有限公司