Госстандарт России

Всероссийский научно-исследовательский институтметрологической службы (ВНИИМС)

Всероссийский научно-исследовательский институт метрологииим. Д.И. Менделеева (ВНИИМ)

 

 

РЕКОМЕНДАЦИЯ

 

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

 

ТЕПЛОСЧЕТЧИКИ. МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ С ЦЕЛЬЮ

ПОДТВЕРЖДЕНИЯ МЕЖПОВЕРОЧНЫХ ИНТЕРВАЛОВ

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

МИ 2554-99

 

 

РАЗРАБОТАНАВсероссийским научно-исследовательским институтом метрологической службы иВсероссийским научно-исследовательским институтом метрологии им. Д.И.Менделеева

 

 

1. Область применения

 

Настоящаярекомендация устанавливает общие требования к методикам испытаний счетчиковтепловой энергии (далее - теплосчетчики) для оценки метрологической надежностис целью подтверждения межповерочного интервала.

Испытаниямподлежат теплосчетчики, которые являются средствами измерения количестватепловой энергии.

 

2. Нормативные ссылки

 

В настоящейрекомендации использованы ссылки на следующие нормативные документы.

1.Рекомендация МИ 2187-92. Методы определения межповерочных и межкалибровочныхинтервалов средств измерений. ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, Санкт-Петербург, 1992.

2.Рекомендация МИ 2308-94. Счетчики электрической энергии электронные. Программаи методика ускоренных испытаний с целью подтверждения межповерочного интервалаи показателя безотказности. ВНИИМС, Москва, 1994.

 

3. Общие положения

 

3.1.Межповерочным интервалом (МПИ) называется промежуток времени между двумяпоследовательными поверками СИ. Первичное значение МПИ определяетсяразработчиками СИ и вносится в эксплуатационную документацию.

3.2. В составтеплосчетчиков входят, как правило, следующие компоненты:

-преобразователи расхода (или объемные и массовые счетчики), устанавливаемые наподающем и (или) обратном трубопроводах системы теплоснабжения;

-термопреобразователи сопротивления или комплект термопреобразователейсопротивления, состоящий из двух подобранных термопреобразователейсопротивления. Термопреобразователи сопротивления устанавливаются в прямом иобратном трубопроводах системы;

-тепловычислители, которые обеспечивают определение тепловой энергии попоступающим сигналам от преобразователей расхода и термопреобразователейсопротивления.

3.3. МПИтеплосчетчиков определяют по МПИ входящих в их состав компонентов, при чем вкачестве МПИ теплосчетчика берут наименьший из МПИ его компонентов.

Критериями дляназначения МПИ компонент теплосчетчика при проведении испытаний, в соответствиис разделом 2 рекомендации МИ 2187-92, являются нормируемые показателиметрологической надежности. Применительно к компонентам теплосчетчиков, вкачестве критериев для назначения МПИ рекомендуется применять следующиехарактеристики.

3.3.1. Пределдопускаемых значений вероятности метрологической исправности компонента  в моменточередной поверки (либо предел средней доли компонентов, забракованных приповерке, ).Рекомендуемые значения  = 0,90 .. .0,95.

3.4. Принцип иисходные данные для выбора приемлемого режима форсированных испытаний.Форсированные испытания являются видом испытаний, позволяющих получитьнеобходимую для оценки метрологической надежности (стабильности) информацию вболее короткий срок, чем в режимах эксплуатации. Принцип форсированныхиспытаний, основывается на интенсификации процессов, вызывающих метрологическиеотказы или повреждения, в результате воздействия на теплосчетчики предельнодопускаемых по ТУ (спецификации¹) факторов (повышенной и (или)пониженной температуры, повышенной влажности, вибрационных и ударных нагрузок).При этом предполагается, что природа отказов при форсированных испытанияхостается той же, что и при эксплуатации теплосчетчиков в рабочих условиях.Однако, благодаря использованию предельно допускаемых значений величинвоздействующих факторов, отказы наступают значительно быстрее, чем прииспытаниях в нормальных условиях.

Учитывая, чтотеплосчетчик состоит из различных компонент, условия эксплуатации для которыхразличны, испытания необходимо проводить отдельно для каждого компонентатеплосчетчика.

__________ 

¹ Спецификация - перечень технических характеристик длясредств измерений производства зарубежных фирм.

 

3.5. Суммарнаянаработка при поочередных (последовательных) испытаниях в различных режимахустанавливается соотношением

,                                                        (1)

где  - значение коэффициента ускорения в i-м режиме;

 - долясуммарной наработки  при испытаниях в i-мфорсированном режиме;

 - суммарнаянаработка до отказа в режиме эксплуатации;

m - количество используемых форсированныхрежимов.

Если испытанияв форсированном режиме проводятся при одновременном воздействии несколькихфакторов, суммарная наработка определяется соотношением

,                                                     (2)

где m - число одновременно влияющихфакторов форсированного режима.

3.6. Режимыфорсированных испытаний выбираются в соответствии с технической документациейна компоненты с учетом номенклатуры испытательных установок, обеспечивающихприемлемое воспроизведение климатических и эксплуатационных условий, а такжетребуемых объемов, обеспечивающих размещение испытываемых объектов.

3.7.Испытаниям подвергаются компоненты, прошедшие технологическую наработку иприемно-сдаточные испытания. Выборку компонентов формируют методом случайныхчисел по ГОСТ 18321.

 

4. Методика испытаний

 

4.1. Режимыфорсированных испытаний компонентов теплосчетчика.

4.1.1.Термопреобразователи сопротивления и комплекты термопреобразователейсопротивления.

4.1.1.1. Подметрологической исправностью понимают нахождение погрешности измерениятемпературы в пределах допускаемых значений, - для отдельныхтермопреобразователей сопротивления; нахождение погрешности в допускаемыхпределах по температуре или по разности температур, - для комплектатермопреобразователей сопротивления. При этом пределы допускаемых погрешностейтермопреобразователей сопротивления соответствуют ТУ (спецификации) на теплосчетчик.

4.1.1.2.Воздействующим фактором форсированных испытаний является повышеннаятемпература. Пример определения ориентировочных коэффициентов ускорениятермопреобразователей сопротивления приводится в приложении А.

4.1.2.Тепловычислители.

4.1.2.1. Подметрологической исправностью тепловычислителей понимают нахождение всехнормированных метрологических характеристик в пределах допускаемых значений:

погрешности потепловой энергии;

погрешности пообъему теплоносителя;

погрешности порасходу;

погрешности потемпературе;

погрешности поразности температур;

погрешности подавлению.

4.1.2.2.Воздействующим фактором форсированных испытаний является повышенная влажность итемпература окружающей среды, повышенная частота включения. Коэффициентыускорения и параметры режимов форсированных испытаний вычислителя приводятся втаблице 1 приложения А.

4.1.3.Преобразователи расхода.

4.1.3.1.Межповерочный интервал преобразователя расхода определяется при контрольныхиспытаниях на безотказность в соответствии с требованиями ТУ (спецификации).При этом отказом следует считать несоответствие значений нормируемых MX требованиям ТУ (спецификации).

4.2.Проведение испытаний.

4.2.1. Объемпартии компонентов теплосчетчиков, длительность проведения испытаний,периодичность измерения контролируемых параметров, должны соответствоватьтребованиям п. 1.2 приложения 1 рекомендации МИ 2187-92.

4.2.2.Испытания компонентов на воздействие повышенной температуры проводят в камерахтепла. Образцы компонентов размещают в камере тепла с зазором между образцамине менее 50 мм и зазором между образцами и стенками камеры не менее 100 мм.

4.2.3.Испытания термопреобразователей сопротивления (комплектов термопреобразователейсопротивления) проводят при температуре, равной верхнему пределу измерений(если иное не установлено в технической документации на термопреобразователисопротивления).

4.2.4.Испытания тепловычислителей проводят при температуре, равной максимальнойтемпературе окружающего воздуха, указанной в технической документации натепловычислитель (если иное не оговорено в технической документации натепловычислитель).

4.2.5. Режимциклического воздействия температур устанавливается в конкретной методикеиспытаний.

4.2.6.Измерения параметров компонентов для определения метрологических характеристикпроизводят в нормальных условиях или при повышенной температуре непосредственнов камере тепла. В последнем случае необходимо предусмотреть подключение ккомпонентам средств измерений, находящихся вне камеры тепла.

4.2.7. Дляизмерения параметров компонентов применяют эталонные средства, указанные в НТДна поверку этих компонентов, погрешность которых не превышает 0,1 от пределасоответствующей определяемой метрологической характеристики.

4.2.8.Определение метрологических характеристик компонентов производят в соответствиис НТД на поверку этих компонентов.

4.3. Обработкарезультатов испытаний.

4.3.1.Обработку результатов испытаний и определение МПИ компонентов теплосчетчиков повыбранным критериям проводить в соответствии с МИ 2187-92. Применительно квыбранному критерию определения МПИ () обработка результатов испытанийсводится к следующему.

4.3.2.Полученные в результате измерений метрологические характеристики компонентовкаждого типа составляют ряд , где i - номер образца компонента данного типа, j - номер измерения. Считаютраспределение вероятности  нормальным.

4.3.3. Длякаждого номера измерения j определяют МО и СКО , :

,                                                          (1)

,                                              (2)

По полученнымзначениям , методомнаименьших квадратов находят коэффициенты в разложениях:

,                                                  (3)

,                                                     (4)

4.3.4.Формируют ряд , где  - значения МПИ из ряда1, 2, 3 и т.д., через 1 год;  - коэффициент ускорения дляданного компонента.

4.3.5.Вероятность метрологической исправности в момент времени  определяют по формуле

 

,                                   (5)

где ,

 - пределдопускаемых значений MX.

4.3.6.Выбирают номер l, такой, что

 и

В качестве МПИкомпонента берется

4.3.7.Определяют МПИ теплосчетчика как наименьшее значение  по всем компонентам.

 

 

Приложение А

(рекомендуемое)

 

Воздействующие факторы форсированных испытаний икоэффициенты ускорения компонент теплосчетчика

 

1.Термопреобразователи сопротивления.

Воздействующимфактором форсированных испытаний является повышенная температура. Коэффициентускорения, равный отношению  равен (Справка - отчет«Подтверждение ресурса работы и надежности термометров сопротивления ТМ 274»,НПО ИТ, 1992 г.):

,                                                         (4)

где

Е -энергия активации материала термочувствительного элемента (например, для меди              Е= 15000 ккал/моль),

R - универсальная газовая постоянная (1,9872 ккал/мольК),

 - температуратеплоносителя в условиях эксплуатации,  - температура теплоносителя вусловиях испытаний (в °К),

,  - ресурс вусловиях эксплуатации и длительность испытаний. Например, для медныхтермопреобразователей сопротивления при  = 180 °С,  = 80°С, получаем =112.

1.3.Коэффициенты ускорения и параметры режимов форсированных испытаний вычислителяприводятся в таблице 1. (Рекомендация МИ 2308-94. Счетчики электрическойэнергии электронные. Программа и методика ускоренных испытаний с цельюподтверждения межповерочного интервала и показателя безотказности. ВНИИМС,Москва, 1994.)

Таблица 1

 

Коэффициенты ускорения и параметры режимов форсированныхиспытаний вычислителя

 

№ п/п	Воздействующие факторы	Значение воздействующих факторов	Значение коэффициента ускорения
1	Повышенная температура	+50°С +55°С	6,4 8,2
2	Пониженная температура	-40°С	9,5
3	Повышенная влажность	+ 40 °С при 95% влажности + 45 °С при 95% влажности	9,2 12,5
4	Циклический режим (включение и выключение источников питания)	( = 9 мин, ( = 2 мин)	5,3