РД 52.08.319-2002

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ



МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ


Лотки градуировочные типов ГР-19 и ГР-19М.

Программа и методика аттестации


РД 52.08.319-2002


Дата введения 2003-01-01



Предисловие


1 РАЗРАБОТАН Государственным учреждением "Государственный гидрометеорологический институт" (ГУ ГГИ) Росгидромета


2 РАЗРАБОТЧИКИ Д.А. Коновалов, канд. физ.-мат. наук (руководитель темы); Н.И. Зайцев, канд. техн. наук; Ю.Д. Коновалов


3 ОДОБРЕН Центральной комиссией Росгидромета по приборам и методам получения и обработки информации о состоянии природной среды (ЦКПМ), протокол N 1 от 26.02.2002


4 СОГЛАСОВАНО с ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева"


5 УТВЕРЖДЕН Руководителем Росгидромета 28.02.2002


6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ЦКБ ГМП за № РД 52.08.319-2002, дата регистрации 05.08.2002


7 ВЗАМЕН РД 52.08.319-92


1 Область применения


Настоящие методические указания устанавливают программу и методику проведения первичной, периодической и повторной аттестации лотков градуировочных (далее - лотки) типов ГР-19 и ГР-19М. Аттестация проводится к соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.568 и настоящего руководящего документа.

Методические указания предназначены для межрегиональных управлений по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и других организаций (далее - организации) Росгидромета, использующих лотки.


2 Нормативные ссылки


В настоящем документе использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2.601-95 ЕСКД. Эксплуатационные документы.

ГОСТ Р 8.568-97 ГСИ. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения.

ГОСТ 7502-98. Рулетки измерительные металлические. Технические условия.

ГОСТ 15126-80. Вертушки гидрометрические Общие технические требования


3 Общие положения


3.1 Целью проведения аттестации является экспериментальное определение нормированных технических характеристик лотков и установление их пригодности к использованию.

3.2 Лотки следует подвергать первичной, периодической и, в случае необходимости, повторной аттестации.

3.3 Первичной аттестации подвергают лотки при вводе в эксплуатацию в данной организации.

3.3.1 Первичную аттестацию лотков проводит комиссия. В состав комиссии включают представителей:

- метрологической службы организации, осуществляющей поверку средств измерений скорости водного потока (далее - вертушка);

- метрологической службы Государственного учреждения "Государственный гидрологический институт" (ГУ ГГИ), как базовой организации метрологической службы Росгидромета по методам и техническим средствам наблюдений за гидрологическими характеристиками поверхностных вод суши.

3.3.2 Комиссию назначает руководитель организации по согласованию с ГУ ГГИ. Председателем комиссии назначают представителя метрологической службы ГУ ГГИ.

3.4 Периодическую аттестацию лотков проводят в процессе эксплуатации, через интервалы времени, установленные при первичной аттестации, но не реже 1 раза в 3 года.

3.4.1 Периодическую аттестацию проводят сотрудники метрологической службы организации, уполномоченные руководителем метрологической службы (главным метрологом) организации для выполнения данной работы, с участием представителей метрологической службы ГУ ГГИ.

3.4.2 Протоколы периодической аттестации лотков подлежат экспертизе и согласованию в ГУ ГГИ.

3.5 Повторную аттестацию лотков проводят:

- после проведения ремонта, который включает в себя ремонт или замену электропривода;

- после проведения ремонта, который может привести к изменению конфигурации или шероховатости внутренней поверхности лотка;

- после модернизации;

- при ухудшении качества поверяемых в лотках вертушек;

- по указанию представителей Госстандарта России, осуществляющих проверку организаций.

Повторную аттестацию лотков проводят в порядке, указанном в 3.4.1.

Протоколы повторной аттестации подлежат экспертизе и согласованию в ГУ ГГИ.


4 Операции аттестации


4.1. При проведении аттестации выполняют операции, указанные в таблице 1.


Таблица 1


Операция

Номер пункта

Обязательность проведения при аттестации

первичной

периодической

повторной

1 Рассмотрение технической документации

9.1

+

-

-

2 Внешний осмотр

9.2

+

+

+

3 Опробование

9.3

+

+

+

4 Определение диапазона создаваемых скоростей водного потока в лотке

9.4

+

+

+

5 Определение погрешности поддержания скорости водного потока в лотке

9.5

+

+

+

6 Определение погрешности воспроизведения скорости водного потока в лотке

9.6

+

+

+

7 Определение погрешности компарирования

9.7

+

+

+

Примечание - Знак "+" означает обязательное выполнение операции, знак "-" означает невыполнение.


5 Средства аттестации, необходимое оборудование и приспособления


5.1 При проведение аттестации используются средства измерений и другие технические средства, приведенные в таблице 2.


Таблица 2


Средство измерений, техническое средство

Количество

Стандарт, нормативный документ

Метрологическая характеристика

1 Вертушки гидрометрические речные эталонные

6

ГОСТ 15126

Нижний предел диапазона измерения скорости не более 0,06 м/с;




Верхний предел диапазона измерения скорости не менее 3,00 м/с;




Относительная погрешность не более 1/3 относительной погрешности рабочей вертушки, %,




δр = ±100 [0,015 + 0,002(5/V - 1)]

2 Частотомеры электронно-счетные

6


Диапазон измерения от 0,1 до 100,0 Гц; относительная погрешность измерения не более ±0,5%

3 Рулетка

1

ГОСТ 7502

3-й класс

4 Секундомер

1

ТУ 25.1894.003.90

Класс точности 2

5 Поплавок:

1

МРТУ 6-05-1178-69

-

пенопласт ПС-1-350, размеры - 15×15×15 мм




Примечание - Средства измерений по пункту 2 допускается заменять на другие средства измерений с аналогичными метрологическими характеристиками


5.2 Поплавок перед применением нагружают отрезками металлической проволоки (диаметр и материал проволоки - любые) до обеспечения нулевой плавучести в водном потоке лотка при конкретных условиях испытаний.

Допускается изготовление поплавка из пенопласта других марок, в этом случае критерием применения является надежность крепления отрезков проволоки в теле поплавка при обеспечении нулевой плавучести.

5.3 Средства измерений, применяемые при аттестации, должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке (клейма).


6 Условия аттестации


6.1 При проведении аттестации должны соблюдаться следующие условия:


а) температура окружающего воздуха, °С

от +15 до +25;

б) относительная влажность воздуха, %

от 30 до 80;

в) давление атмосферное, мм рт. ст.

от 650 до 800;

г) температура воды в лотке, °С

от +15 до +25.


7 Требования безопасности и охраны окружающей среды


7.1 При подготовке и проведении аттестации следует соблюдать требования безопасности, установленные в эксплуатационной документации на лоток и средства измерений.


8 Подготовка к аттестации


8.1 Перед проведением аттестации средства аттестации и лоток должны быть подготовлены и настроены в соответствии с требованиями эксплуатационной документации.

8.2 Вертушки устанавливают на штангах крышек лотка по две в люке в соответствии с требованиями эксплуатационной документации.




9 Методика аттестации


9.1 Рассмотрение технической документации

Лоток представляют на первичную аттестацию вместе с технической документацией, прошедшей метрологическую экспертизу, в состав которой должны входить эксплуатационные документы по ГОСТ 2.601.


9.2 Внешний осмотр

При внешнем осмотре проверяют:

- соответствие комплектности лотка технической документации;

- отсутствие повреждений корпуса лотка;

- отсутствие течи корпуса лотка;

- отсутствие повреждений внешнего покрытия лотка;

- наличие пояснительных надписей и символов обозначений на органах управления и регулировки лотка.


9.3 Опробование

При опробовании проверяют:

- возможность включения, функционирования лотка;

- работоспособность органов управления и регулировки лотка.


9.4 Определение диапазона создаваемых скоростей водного потока в лотке

9.4.1 Определение минимальной скорости водного потока, создаваемой в лотке

Включают лоток. Устанавливают ручку управления привода в положение, соответствующее минимальной скорости водного потока в лотке. Спустя время выдержки, равной 3 мин, секундомером измеряют время ti, за которое поплавок передвинется на расстояние li, заранее измеренное между метками на иллюминаторах лотка при помощи рулетки.

Измерения проводят не менее 10 раз. Результаты заносят в протокол.

9.4.2 Определение максимальной скорости водного потока, создаваемой в лотке

На штангах крышек лотка устанавливают шесть эталонных вертушек - по две в каждом люке. Допустимо устанавливать две эталонные вертушки в один из люков лотка, в этом случае в другие люки устанавливают рабочие вертушки. Затем рабочие вертушки меняют местами с эталонными так, чтобы измерения в каждом люке лотка проводить при помощи эталонных вертушек.

Включают лоток. Ручку управления привода переводят в положение, соответствующее максимальной скорости водного потока в лотке. Спустя время выдержки, равной 3 мин, частотомером определяют частоту вращения лопастного винта ni1 и ni2 эталонных вертушек, установленных в среднем люке лотка.

Для вертушек, дающих один электрический импульс на 20 оборотов лопастного винта, следует использовать приспособление, конструкция которого приведена в приложении А. Это приспособление позволяет получать один электрический импульс на каждый оборот лопастного винта вертушки.

Значения частоты вращения лопастного винта ni записывают с точностью до трех знаков после запятой. Время осреднения равно 10 с.

Измерения проводят 3 раза. Результаты заносят в протокол.


9.5 Определение погрешности поддержания скорости водного потока в лотке

9.5.1 Погрешность поддержания скорости водного потока в лотке определяют в следующих скоростных точках: 0,06, 0,10; 0,20; 0,50; 1,50 м/с и в точке, соответствующей максимальной скорости водного потока, создаваемой в лотке, но не более 3,0 м/с.

Время осреднения устанавливают в зависимости от создаваемой в лотке скорости водного потока следующим образом:

- при скоростях водного потока от 0,06 до 0,20 м/с включительно - не менее 300 с;

- при скоростях водного потока от 0,20 до 1,00 м/с включительно - не менее 100 с;

- при скоростях водного потока свыше 1,00 м/с - не менее 10 с.

Значения частоты вращения лопастного винта nij записывают с точностью до трех знаков после запятой.

9.5.2 Вертушки в лотке устанавливают по 9.4.2. Измерения производят во всех люках лотка.

9.5.3 Включают лоток. Ручку управления привода лотка устанавливают в положение, соответствующее первой скоростной точке. Спустя время выдержки, равной 3 мин, частотомерами определяют частоту вращения лопастного винта nij каждой вертушки.

Результаты измерений заносят в протокол.

9.5.4 Спустя 3 мин вновь определяют частоту вращения лопастного винта nij каждой вертушки.

Измерения повторяют 9 раз. Результаты заносят в протокол.

9.5.5 Изменяют скоростной режим в лотке поочередно от меньших скоростей к большим и на каждой скоростной точке по 9.5.1 выполняют измерения по 9.5.3 и 9.5.4.


9.6 Определение погрешности воспроизведения скорости водного потока в лотке

9.6.1 При определении погрешности воспроизведения скорости водного потока в лотке скоростные точки, время осреднения и точность записи значений частоты вращения лопастного винта nij устанавливают согласно 9.5.1.

9.6.2 Вертушки в лотке устанавливают по 9.4.2. Измерения производят во всех люках лотка.

9.6.3 Включают лоток. Устанавливают в лотке скоростной режим, соответствующий скорости 0,06 м/с.

Спустя время выдержки, равной 3 мин, частотомерами определяют частоту вращения лопастного винта nij каждой вертушки.

Результаты измерений заносят в протокол. Выключают лоток.

9.6.4 Измерения по 9.6.3 повторяют 9 раз.

9.6.5 Изменяют скоростной режим в лотке поочередно (от меньших скоростей к большим) и на каждой исследуемой скоростной точке выполняют измерения по 9.6.3 и 9.6.4.


9.7 Определение погрешности компарирования

При определении погрешности компарирования по 10.4 используют результаты измерений, полученные при выполнении операций по 9.6.


10 Обработка результатов


Обработка результатов включает в себя обработку результатов измерений и определение точностных характеристик лотка.

Расчеты точностных характеристик по 9.5 и 9.6 проводят для всех люков лотка и всех исследуемых скоростных точек.

Точностную характеристику по 9.7 определяют для всех люков лотка.


10.1 Обработка результатов измерений при определении диапазона создаваемых скоростей водного потока в лотке

10.1.1 Нижний предел (минимальную скорость) диапазона создаваемых скоростей водного потока в лотке определяют как среднее из десяти измерений, приводимых по 9.4.1:

,                                                                (1)

,                                                                         (2)

где Vmin - нижний предел диапазона создаваемых скоростей водного потока в лотке, м/с;

li - расстояние, взятое из протоколов наблюдений по 9.4.1, м;

ti - время, взятое из протоколов наблюдений по 9.4.1, с.

Нижний предел диапазона создаваемых скоростей в лотке не должен превышать 0,04 м/с.

10.1.2 Верхний предел (максимальную скорость) диапазона создаваемых скоростей водного потока в лотке определяют как среднее из двух измерений скорости, проведенных двумя вертушками, установленными в среднем люке лотка:

Vmax = (V1 + V2)/2,                                                                (3)

где Vmax - верхний предел диапазона создаваемых скоростей водного потока в лотке, м/с.

Значения скорости V1 и V2 рассчитывают как среднее из десяти наблюдений, проведенных по 9.4.2:

,                                                                   (4)

,                                                                  (5)

Vi1 = a1ni1 + b1,   Vi2 = a2ni2 + b2,                                                   (6)

где     ni1 и ni2 -

частоты вращения лопастных винтов соответственно первой и второй вертушек, расположенных в среднем люке лотка, взятые из протоколов наблюдений по 9.4.2, с-1;

a1, a2, b1 и b2 -

коэффициенты индивидуальных функций преобразования (ИФП) вертушек, используемых для наблюдений, взятые из свидетельств о поверке вертушек.


10.2 Обработка результатов измерений при определении погрешности поддержания скорости водного потока в лотке

Абсолютную погрешность поддержания скорости водного потока в лотке ΔVi определяют по формуле

ΔVi = tP, n S,                                                                     (7)

где tP, n -

коэффициент Стьюдента, зависящий от значения доверительной вероятности P и числа измерений n (при P = 0,95 и n = 9 значение tP, n = 2,262);

S -

среднее квадратическое отклонение, которое определяют по формуле

,                                                          (8)

Vij = anij + b,                                                                    (9)

,                                                               (10)

где Vij -

текущее значение скорости водного потока в исследуемой точке лотка, м/с;

Viср -

среднее значение скорости водного потока в исследуемой точке лотка, м/с;

nij -

частота вращения лопастного винта вертушки, взятая из протоколов наблюдений по 9.5, с-1;

a и b -

коэффициенты ИФП вертушки, расположенной в исследуемой точке лотка.

Относительную погрешность поддержания скорости водного потока в лотке δVi определяют по формуле

δVi = ΔVi/Viср.                                                                (11)

Относительная погрешность поддержания скорости водного потока в лотке δVi не должна превышать 1/2 погрешности рабочих вертушек, поверяемых в лотке.


10.3 Обработка результатов измерений при определении погрешности воспроизведения скорости водного потока в лотке

Значения погрешности воспроизведения скорости водного потока в лотке определяют по формулам (7)-(11).

Значения nij берут из протоколов наблюдений по 9.6.

Относительная погрешность воспроизведения скорости водного потока в лотке не должна превышать значения, равного

δVi ± [0,025 + 0,0015(3/V - 1)]·100 %.


10.4 Обработка результатов наблюдений при определении погрешности компарирования

Абсолютную погрешность компарирования Δк определяют как разность между значениями Viср первой и второй вертушек, установленных в данном люке лотка:

.                                                              (12)

Значения и берут из результатов расчета по 10.3 при воспроизведении одного и того же скоростного режима.

Относительную погрешность компарирования δк вычисляют по формуле

.                                                        (13)

Относительная погрешность компарирования не должна превышать значения, равного

δк ± [0,03 + 0,0015(3/V - 1)]·100 %.


11 Оформление результатов аттестации


11.1 Результаты первичной аттестации оформляют протоколом, содержание которого приведено в ГОСТ Р 8.568. Протокол первичной аттестации подписывают председатель и члены комиссии, проводившие аттестацию.

11.2 При положительных результатах первичной аттестации на основании протокола первичной аттестации оформляют аттестат по форме, приведенной в ГОСТ Р 8.568. Аттестат подписывает руководитель метрологической службы ГУ ГГИ.

11.3 Отрицательные результаты первичной аттестации указывают в протоколе.

11.4 Сведения о выданном аттестате (номер и дата выдачи), полученные значения характеристик лотка, а также срок последующей периодической аттестации и периодичность ее проведения в процессе эксплуатации вносят в эксплуатационную документацию.

11.5 Результаты периодической (повторной) аттестации лотка оформляют протоколом, содержание которого приведено в ГОСТ Р 8.568. Протокол с результатом периодической (повторной) аттестации подписывают председатель и члены комиссии, проводившие аттестацию. Утверждает протокол руководитель метрологической службы ГУ ГГИ.

11.6 При положительных результатах периодической (повторной) аттестации в эксплуатационной документации лотка делают соответствующую отметку, а на лотке прикрепляют бирку с указанием даты проведенной аттестации и срока последующей периодической аттестации.

11.7 При отрицательных результатах периодической (повторной) аттестации в протоколе указывают мероприятия, необходимые для доведения технических характеристик лотка до требуемых значений.



ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)


Приспособление для преобразования электрических импульсов вертушек



1 - лопастной винт гидрометрической вертушки; 2 - кольцо бронзовое разрезное подпружиненное для установки на винте магнита 3 и груза балансира 4; 3 - постоянный магнит, воздействующий на контакты геркона 5; 4 - груз балансира, уравновешивающий магнит 3; 5 - геркон в герметичном латунном корпусе; 6 - кольцо для крепления корпуса геркона 5; 7 - провод гибкий (МГШВ - 0,5 мм2) для соединения одного из контактов геркона с сигнальным входом частотомера; 8 - корпус вертушки


Рисунок А.1