РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
РД 52.08.319-2002

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Лотки градуировочные типов ГР-19 и ГР-19М
Программа и методика аттестации

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 № 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

5 Средства аттестации, необходимое оборудование и приспособления

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

Таблица 2

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 t_i, за которое поплавок передвинется на расстояние l_i, 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 n_i1 и n_i2 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 n_i 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 n_ij 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 n_ij каждой вертушки.

Результаты измерений заносят в протокол.

9.5.4 Спустя 3 мин вновь определяют частоту вращения лопастного винта n_ij 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 n_ij 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 n_ij 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 V_min - нижний предел диапазона создаваемых скоростей водного потока в лотке, м/с;

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

t_i - 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 V_max - 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 n_i1 и n_i2 - 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, а₂ , 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 ∆V_i определяют по формуле

(7)

где t_P,n - коэффициент Стьюдента, зависящий от значения доверительной вероятности Р и числа измерений n (при Р = 0,95 и n = 9 значение t_P,n = 2,262);

S - среднее квадратическое отклонение, которое определяют по формуле

(8)

 

Vij = anij + b,

(9)

 

(10)

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

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

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

а и b - коэффициенты ИФП вертушки, расположенной в исследуемой точке лотка.

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

δVi = ∆Vi/Viср

(11)

Относительная погрешность поддержания скорости водного потока в лотке δV_i 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 n_ij берут из протоколов наблюдений по 9.6.

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

δV_i ± [0,025 + 0,0015(3/V - 1)] × 100 %

10.4 Обработка результатов наблюдений при определении погрешности компарирования

Абсолютную погрешность компарирования ∆_к определяют как разность между значениями V_iср 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 δ_к вычисляют по формуле

(13)

Относительная погрешность компарирования не должна превышать значения, равного

δ_к ± [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

Содержание