ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ    ГОСТР

стандарт    8.789—

российской    2012

ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства

измерений

КАЛОРИМЕТРЫ СЖИГАНИЯ С БОМБОЙ

Методика поверки

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2015

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И. Менделеева» (ФГУП «ВНИИМ им Д И Менделеева») Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

2    ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии. ТК 206 «Эталоны и поверочные схемы»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2012 г. № 1235-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.m)

© Стандартинформ. 2015

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р 8.789-2012

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Сокращения и обозначения..............................................²

4    Операции поверки....................................................²

5    Средства поверки.....................................................3

6    Условия поверки и требования безопасности...................................3

7    Подготовка к поверке..................................................⁴

7.1    Определение энергетического эквивалента.................................⁴

7.2    Подготовка реактивов, лабораторной посуды и материалов.......................⁴

8    Проведение поверки...................................................⁴

8.1    Внешний осмотр..................................................⁴

8.2    Определение удельной энергии сгорания эталонной меры — ГСО 5504—90 «Бензойная кислота К-З».......................................................⁴

9    Обработка результатов измерений..........................................5

10 Оценка работы калориметра.............................................6

11 Оформление результатов поверки.........................................6

Приложение А (обязательное) Нормированные метрологические характеристики калориметров различных типов . .............................................. 8

Приложение Б (справочное) Перечень лабораторной посуды, реактивов и материалов, применяемых

при поверке................................................9

Приложение В (обязательное) Пример расчета энергетического эквивалента для неавтоматизированных калориметров ...........................................11

Приложение Г (справочное) Пример протокола обработки результатов измерений энергетического

эквивалента...............................................12

Приложение Д (обязательное) Форма протокола поверки............................14

III

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений КАЛОРИМЕТРЫ СЖИГАНИЯ С БОМБОЙ Методика поверки

State system (or ensuring the uniformity of measurements. The bomb calorimeters. The method of the verification

Дата введения — 2014—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на все типы калориметров сжигания с бомбой (далее — калориметры) и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

Нормированные метрологические характеристики калориметров приведены в приложении А. Предел допускаемой относительной погрешности (или относительная расширенная неопределенность) определения энергетического эквивалента калориметра типа MX 1 — 0.1%.

Предел допускаемой относительной погрешности калориметра типа MX 2 — 0.1 % и 0.2 %.

Предел допускаемого относительного среднеквадратичного отклонения случайной составляющей погрешности калориметра типа MX 2 — 0.05 % и 0.1 %.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.395-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия измерений при поверке. Общие требования

ГОСТ 949-73 Баллоны малого и среднего объема для газов на Р_р £ 19.6 МПа (200 кгс/см¹). Технические условия

ГОСТ 2179-75 Проволока из никеля и кремнистого никеля. Технические условия ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры. тягомеры и тягона-поромеры. Общие технические условия

ГОСТ 4328-77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4919.1-77 Реактивы и особо чистые вещества. Методы приготовления растворов индикаторов

ГОСТ 4919.2-77 Реактивы и особо чистые вещества. Методы приготовления буферных растворов

ГОСТ 5307-77 Проволока константановая неизолированная. Технические условия ГОСТ 5583-78 Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия ГОСТ 6309-93 Нитки швейные хлопчатобумажные и синтетические. Технические условия ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия ГОСТ 8505-80 Нефрас-С 50/170. Технические условия ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия ГОСТ 18389-73 Проволока из платины и ее сплавов. Технические условия

Издание официальное

ГОСТ 24363-80 Реактивы. Калия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 29251-91 (ИСО 385-1—84) Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общею пользования — на официальном сайте Федеральною а1внтства по техническому ретулированию и метролотии в сети Интернет или ло ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущею юда, и по выпускам ежемесячного информационною указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этою стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящею стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данною изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3    Сокращения и обозначения

3.1    В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ГСО — государственный стандартный образец;

MX — метрологические характеристики;

НД — нормативный документ;

СИ — средство измерений;

СКО — среднеквадратичное отклонение;

ЭМ —эталонная мера.

3.2    В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

К — коэффициент, зависящий от соотношения случайной и неисключенной систематической погрешностей;

N — число измерений;

Р — доверительная вероятность:

г— предел повторяемости;

S — СКО случайной составляющей погрешности калориметра;

S₀ — относительное СКО случайной составляющей погрешности калориметра;

^мормир — предел допускаемого СКО случайной составляющей погрешности калориметра, отвечающий условию нормирования (из «Описания типа СИ»);

Фэм — удельная энергия сгорания эталонной меры — ГСО 5504—90 «Бензойная кислота К-3», составляющая 26454 кДж/кг;

р, — /-й результат измерения удельной энергии сгорания;

q — среднеарифметическое значение результата измерений удельной энергии сгорания;

С->3_М — доверительные границы (при Р = 0,95) погрешности эталонной меры удельной энергии сгорания (ГСО 5504—90). составляющие г5 кДж/кг;

6— погрешность калориметра;

— относительная погрешность калориметра;

^эмо ⁼ ^^100 % — доверительные границы (при Р - 0.95) относительной погрешности эталонам

ной меры, составляющие г0.02 %.

4    Операции поверки

При проведении поверки выполняют следующие операции:

-    внешний осмотр калориметра и калориметрической бомбы (8.1);

-    измерение удельной энергии сгорания эталонной меры — ГСО 5504—90

«Бензойная кислота К-3» (8.2).

Поверку прекращают, если при проведении той или иной операции поверки получен отрицательный результат. ¹

ГОСТ P 8.789—2012

5 Средства поверки

5.1 При проведении поверки должны быть применены средства поверки, указанные в таблице 1.

Таблица 1 — Средства поверки и их технические и/или метрологические характеристики

Средство поверки Основные технические и/или метрологические характеристики Эталонная мера — ГСО 5504—90 «Бензойная кислота К-3» Удельная энергия сгорания (26454 t 5) кДж/кг; молярная доля основного компонента — не менее 99.99% Лабораторные или аналитические весы Наибольший предел взвешивания 200 г. предел допускаемой погрешности взвешивания: 0.3 мг Баллоны малого и среднего объема для газов р £ 19.6 МПа по ГОСТ 949

5.2    При проведении поверки используют вспомогательные средства, приведенные в приложении Б.

5.3    Средства поверки и СИ. входящие в комплект калориметра, должны иметь действующие свидетельства о поверке.

5.4    Допускается применение других средств поверки, не приведенных в таблице 1, но обеспечивающих определение MX калориметра с требуемой точностью.

6 Условия поверки и требования безопасности

6.1    Калориметр поверяют на месте эксплуатации.

6.2    При проведении поверки соблюдают нормальные условия в соответствии с требованиями ГОСТ 8.395:

-    температура окружающего воздуха — от 20 °С до 25 °С:

-    относительная влажность окружающего воздуха — (60 ± 20) %;

-    напряжение питания переменного тока — 220 (-15 %......+10    %    отн.) В:

-    частота —(50: 1)Гц.

6.3    При проведении поверки должны отсутствовать вибрация, тряска, удары; приборы и установки. интенсивно излучающие тепло и создающие потоки воздуха.

6.4    Калориметр защищают от прямого воздействия солнечных лучей.

6.5    Требования техники безопасности

6.5.1    При проведении поверки соблюдают требования безопасности, установленные в руководстве по эксплуатации на калориметр конкретного типа.

6.5.2    Калориметр должен быть заземлен.

6.5.3    При поверке используют кислород, полученный методом глубокого охлаждения атмосферного воздуха. Категорически воспрещается использовать кислород, полученный путем электролиза воды.

6.5.4    При работе с кислородом под давлением соблюдают правила (1) и требования ГОСТ 949. Инструкция по технике безопасности должна быть вывешена на месте эксплуатации.

6.5.5    Кислородный редуктор высокого давления с манометрами должен иметь паспорт предприятия-изготовителя с отметкой годности в свидетельстве о приемке. На манометрах редуктора должны быть нанесены надписи «КИСЛОРОД» и «МАСЛООПАСНО».

6.5.6    Калориметрические бомбы должны иметь документ (аттестат, свидетельство или справку), подтверждающий испытания их гидравлическим давлением 10.8 МПа (например, в соответствии с документом [2)).

Испытания дополнительно проводят в случае износа или повреждения резьбы на корпусе и крышке бомбы.

6.5.7    Бомбы после испытания под давлением 10.8 МПа или после случайного загрязнения их. а также перед началом работы с новыми бомбами, даже при отсутствии в них явных следов масла и жира протирают, разбирают и промывают бензином (или ацетоном), этиловым спиртом и дистиллированной водой, затем просушивают.

6.5.8    Пресс-форма в разобранном виде, ключи, а также детали, находящиеся в соприкасании с кислородом, обрабатывают способом, указанным в 6.5.7.

6.5.9    При промывании бомб и пресс-форм бензином и этиловым спиртом обеспечивают приточно-вытяжную вентиляцию. ²

6.5.10 Запрещается наклоняться над бомбой, заполненной кислородом, и над калориметром в момент зажигания образца.

7    Подготовка к поверке

7.1    Определение энергетического эквивалента

7.1.1    Энергетический эквивалент калориметра — основной параметр калориметра, представляющий собой теплоемкость калориметрической системы. Его определяют как количество энергии, необходимое для изменения температуры этой системы на 1 градус (допускается измерять температуру в условных градусах, в Ом, в мВ и т. п.). Определение энергетического эквивалента равнозначно понятию «градуировка калориметра» (калибровка — для импортных СИ).

Энергетический эквивалент (далее — ЭЭ) определяют в соответствии с руководством по эксплуатации калориметра. Проводят шесть сжиганий сертифицированной бензойной кислоты в каждой калориметрической бомбе.

7.1.2    Обработку результатов измерений для автоматизированных калориметров с процессором или компьютером проводят с использованием математического аппарата калориметра, который позволяет получить на дисплее прибора (или компьютера) значение ЭЭ в каждом калориметрическом опыте.

Значение ЭЭ для неавтоматизированных калориметров типа В-08МА «НМ» вычисляют по приложению В с последующим оформлением протокола в соответствии с приложением Г.

7.2    Подготовка реактивов, лабораторной посуды и материалов

7.2.1    Подготовка ЭМ ГСО 5504—90 «Бензойная кислота К-3»:

-    высушивают бензойную кислоту в эксикаторе над свежеприготовленным фосфорным ангидридом в течение 24 часов:

-    промывают пресс-форму по 6.5.7—6.5.8;

-    приготавливают с помощью пресса для каждой бомбы шесть брикетов бензойной кислоты массой (1.00 = 0,01) г каждый и выдерживают в эксикаторе не менее трех суток до их использования;

-7.2.2 Подготовка реактивов, посуды:

-    подготавливают 0,1 моль/дм² раствор гидроксида калия или гидроксида натрия (по ГОСТ4919.2);

-    подготавливают 0,1 %-ный спиртовой раствор метилового красного индикатора (по ГОСТ 4919.1);

-    подготавливают стеклянную посуду (см. приложение Б);

-    монтируют приспособление для титрования, состоящее из склянки с нижним тубусом вместимостью 1000 см² и микробюретки вместимостью 5 см²;

-    подготавливают оборудование для работы с кислородом и монтируют (в случае необходимости) приспособление для наполнения бомбы кислородом;

7.2.3 Выполняют работы, предусмотренные в технической документации на калориметр конкретного типа.

8    Проведение поверки

8.1    Внешний осмотр

8.1.1    При внешнем осмотре устанавливают:

-    комплектность и маркировку калориметра в соответствии с паспортом или руководством по эксплуатации.

-    отсутствие внешних повреждений, влияющих на работоспособность калориметра;

-    отсутствие механических повреждений и следов коррозии корпуса, клапанов, гаек, прокладок и штуцеров калориметрической бомбы, препятствующих присоединению и обеспечению герметичности и прочности соединения крышки и корпуса бомбы;

-    исправность органов управления, настройки и коррекции, отражающуюся на панели дисплея;

-    исправность системы заполнения калориметрических бомб кислородом.

8.1.2    Калориметры, забракованные при внешнем осмотре, дальнейшей поверке не подлежат.

8.2    Определение удельной энергии сгорания эталонной меры — ГСО 5504—90 «Бензойная кислота К-3»

8.2.1 Значение энергетического эквивалента, определенное для каждой бомбы в соответствии с 8.1. устанавливают в «Меню» градуировочной характеристики калориметра.

4

ГОСТ P 8.789—2012

8.2.2 Проводят шесть сжиганий образца ГСО 5504—90 «Бензойная кислота К-3» в каждой калориметрической бомбе в соответствии с руководством по эксплуатации калориметра.

Примечание — 8 корпус бомбы перед каждым калориметрическим опытом наливают 1 см³ дистиллированной воды (в калориметре фирмы PARR модели 6400 жидкость подается автоматически при промывке). Это обеспечивает условия для измерений высшей энергии сгорания топлива и отвечает стандартным условиям сжигания в бомбе.

9 Обработка результатов измерений

9.1    Получают серию измерений удельной энергии сгорания ЭМ ГСО 5504—90 «Бензойная кислота

К-3»:    <?2> 4з- 4₄- 45.46-

Обработку результатов измерений проводят с использованием математического аппарата калориметра, который позволяет получить на дисплее прибора значение удельной энергии сгорания бензойной кислоты. Выводят на дисплей (или монитор) значение СКО случайной составляющей погрешности серии в абсолютной и в относительной форме.

9.2    СКО случайной составляющей погрешности, полученное в серии из шести измерений, рассчитывают по формуле

fW    ^(,)

^S1-V, ■

где N — число измерений в серии, равное шести;

4 — среднеарифметическое значение удельной энергии сгорания. рассчитанное по формуле (2)

(2)

Относительное СКО S₀. %, рассчитывают по формуле

s₀ = | -100.

9.3 Находят абсолютное расхождение между результатами двух измерений в первой и во второй паре измерений

l4i - 4₂1 и |4₃ - 441-    И)

Абсолютное расхождение между результатами двух измерений в первой и во второй паре измерений сравнивают с пределом повторяемости, который для случая двух измерений вычисляют по формуле

где S₀ нормир — предел допускаемого СКО случайной составляющей погрешности калориметра (см. таблицу 2).

Таблица 2 — Нормированные пределы допускаемого СКО случайной составляющей погрешности калориметра и пределы повторяемости

Тип нормируемых метрологических характеристик Нормируемые метрологические характеристики Предел допускаемого СКО случайной составляющей погрешности калориметра s0mop-hp Предел повторяемости г Тип MX 1 Пределы допускаемой относительной погрешности определения энергетического эквивалента 0.05 37 Тип MX 2 Пределы допускаемой относительной погрешности калориметра 0.1 % 0.05 37 0.2% 0.1 74

5

Если абсолютное расхождение между результатами двух измерений в первой и во второй паре измерений не превышает предела повторяемости г, то в каждой паре в качестве окончательного результата рассчитывают среднеарифметическое значение результатов двух измерений

.    (7)

Если абсолютное расхождение между результатами двух измерений в одной из пар измерений превышает предел повторяемости г, то находят абсолютное расхождение между результатами двух измерений в третьей паре измерений

1<*5 ~ Я₆1    (8)

и вновь сравнивают с пределом повторяемости г.

Если расхождение не превышает предельного значения, то рассчитывают окончательный результат для третьей пары как среднеарифметическое значение:

ъ =    (®)

10 Оценка работы калориметра

10.1    Погрешность калориметра для каждой из двух парс приемлемыми результатами измерений рассчитывают по формуле

$ = а,-<7эм    ПО)

10.2    Относительную погрешность калориметра для двух пар с приемлемыми результатами рассчитывают по формуле

$ ««ilSMHoo.    HD

9 эм

10.3    Работу калориметра оценивают по характеристикам, определяемым по формулам (3) и (11) (см. таблицу 3).

Таблица 3 — Метрологические характеристики для оценки работы калориметра

Тип нормируемых метрологических характеристик Наименование нормированных MX Результат измерений Относительное СКО случайной составляющей погрешности S0 не должно превышать Относительная погрешность калориметра &t0 для каждой из двух пар не должна превышать Тип MX 1 Предепы допускаемой относительной погрешности определения энергического эквивалента 0,05% ±0.1 % Тип MX 2 Пределы допускаемой от-носительной погрешносги калориметра 0.1 % 0.05% ±0.1 % 0,2 % 0.1 % ±0.2%

10.4 При невыполнении хотя бы одного из условий для соответствующей модели калориметра (в конкретном режиме работы) выявляют и устраняют причины, влияющие на разброс показаний, и проводят новую серию измерений. Если повторная серия не дает удовлетворительного результата, то калориметр признают негодным к применению.

11 Оформление результатов поверки

11.1    Если калориметр по результатам первичной поверки признан годным к применению, то в паспорте делают отметку о первичной поверке и наносят оттиск поверительного клейма в соответствии с правилами по метрологии (3).

11.2    Результаты поверки вносят в протокол, форма которого приведена в приложении Д.

ГОСТ Р 8.789-2012

11.3    На калориметры, признанные годными при периодической поверке, выдают свидетельство о поверке в соответствии с правилами по метрологии [4J.

11.4    Если калориметр по результатам поверки признан негодным к применению, свидетельство о поверке аннулируют и выдают извещение о непригодности с указанием причин в соответствии с правилами по метрологии [3].

11.5    Через квартал после периодической поверки и далее ежеквартально до следующей поверки метрологическая или выполняющая эти функции другая служба предприятия-потребителя проводит контрольные определения энергетического эквивалента. Полученные при этом значения энергетического эквивалента калориметра используют до следующих контрольных определений. Среднеквадратическое отклонение результатов измерений ЭЭ в серии из шести измерений не должно превышать предела допускаемого относительного СКО случайной составляющей погрешности калориметра, указанного в таблице А. 1 приложения А для калориметра конкретного типа.

При этом заполняют протокол, аналогичный указанному в приложении Д. который утверждает главный инженер предприятия или метролог.

Внеочередные контрольные определения энергетического эквивалента также проводят: при замене частей бомбы, калориметрического сосуда, термометров и т. д.

7

1

2