ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

ОТРАСЛЕВАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Порядок выбора средств измерения температуры

ОКСТУ 7 502; 000 8

Дата введения 01.07.88

Настоящий стандарт устанавливает порядок выбора средств измерении (СИ) температуры, прошедших испытания по ГОСТ 8.001-80, а также разработанных по ОСТ 1 002 31-77 и прошедших ведомственную аттестацию по ОСТ 1 80301-82, для контроля параметров технологических процессов производства и выполнения измерений при изготовлении продукции.

Перепечатка воспрещена 378-87

1, Выбор СВ температу ры должен осуществляться на основе анализа и сопос- тавления исходной априорно известной информации о конкретных технологических процессах термообработки, i оэхно логическом оборудований пжных влияюших на температ>рный режим ктор-ах, физико-химических характеристиках объекта контроля (измерений'; .а погрешность СИ величинах с техническими,

том числе метроло:    юш    характеристиками    СИ    температуры

i йэко М С! i п у ема Я И S i информация, поалежашап анализу при выборе СИ тем- пературы, приведена в прим еконии 1, Пример выбора СИ те mi юратуры ленты из (.плава ЛЮ бесконтактным мето-

м приведен в приложена

Li. Выбор СП томпорату

'ры доджеп произвсаитьсн с учетом методической с ос-

'.пней погрешности измерений.

мнение методической составляющей погрешности измерений должно быть

)вано при разработке- методики выполнения измереный температуры для :> технологического процесса и определено при метрологической аттес-

ры должок соответствовать ОСТ 1 00400-80,

С, дккк. дне основной ыт олктгноп погрешности измерительной системы 31£-

состоящем из первичного пр собрпзователя, линии связи и вторичного приоора, додж-

аелитьем по формул-

И - =	. ,/ у у 2 (1C 7с: + +лр ,
где. «сЮ - основная абсо.до	тшея погрешность первичного преобразователя (термо-
ирео б рд зо ват е ли	термометра);

Л /, (. - абсолютная погрешность СИ температуры от линии связи;

Лр - основная абсолютная погрешность вторичного прибора (регистратораС

А, Выбор СИ температурь! следует считать правильным и обеспечивающим выполнение измерения с требуемой точностью, если удовлетворяется неравенство

РМ 3- £ _t -1 >;    £    с    1 7

где ,1j, - допускаемое значение! отклонения температуры от ее номинального зна-

чения, выражг-’""'	.о с единицах температуры;
В” “ коэф4‘ииионт:	чловдшзагопшй требуемую достоверность результата
измерений и :	пой одному из значений из ряда: 1,0; 2,5; 3,0; 3,5;
‘Р-П ,Jtui L	s- } у-' ?

ОСТ 1 00378-87

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.    УТВЕРЖДЕН Министерством

ЗАРЕГИСТРИРОВАН ЦГФСТУ

за № 8408203 от 13 ноября 1987 г.

2.    ВЗАМЕН ОСТ 1 00378-80.

3.    ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на которые дана ссылка

ОСТ 1 00409-80 ОСТ 1 02511-84

ОСТ 1 00378-87

^ М - методическая составляющая абсолютной погрешности измерений, значение которой установлено в результате метрологической аттестации методики выполнения измерений.

Примечание» Если значение К не установлено документом, регламентирующим технологический процесс, то оно принимается равным единице при доверительной вероятности результата измерений 0,95.

ОСТ 1 00378-87

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Рекомендуемое

ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ, ПОДЛЕЖАЩАЯ АНАЛИЗУ И СОПОСТАВЛЕНИЮ ПРИ ВЫБОРЕ СИ ТЕМПЕРАТУРЫ

1.    Технические характеристики технологического оборудования:

-    тип рабочей среды;

-    температура рабочей среды;

-    размеры рабочего (технологического) пространства;

-    компоновка оборудования;

-    размеры одной ячейки;

-    скорость перемещения объекта контроля;

-    скорость изменения температуры;

-    установочная мощность;

-    производительность,

2.    Величины, влияющие на температурный режим реального процесса;

-    вариация скорости движения объекта;

-    вариация геометрических параметров объекта контроля;

-    негомогенность химического состава объекта контроля;

-    изменение степени черноты объекта в процессе контроля;

-    изменение скорости теплоносителя (коэффициента теплоотдачи),

3.    Физико-химические характеристики объекта контроля:

-    температура нагрева;

-    химический состав;

-    габаритные размеры;

-    состояние поверхности.

4.    Основные величины, влияющие на погрешность СИ (определяющие величину

методической составляющей погрешности):

-    изменяющиеся с температурой и во времени физические характеристики объекта контроля, влияющие на значение информативного параметра;

-    наложение на сигнал от объекта контроля других сигналов (например, фоновое излучение);

-    поглощение или излучение среды;

-    изменение стабильности процесса измерений (изменение угла визирования

пирометра при вибрации объекта от контроля);

-    изменение: температуры окружающей среды.

ОСТ 1 00378-87

5. Технические (в том числе метрологические) характеристики средств измерений:

-    диапазон измерений;

-    основная погрешность, определяемая требованиями допускаемой погрешности измерений (контроля) температуры;

-    непрерывность или дискретность измерений, позволяющая осуществлять заданный режим измерений (контроля);

-    быстродействие, обеспечивающее реализацию коррекции температурного режима при различных возмущающих воздействиях;

-    наличие устройства коррекции показаний СИ, позволяющего повысить точность;

-    устойчивость показаний СИ, обеспечивающая стабильность измерений и требуемую точность измерений вне зависимости от мешающих факторов, обусловленных ходом технологического процесса (изменение угла визирования, температуры окружающей среды и т.д.);

-    наличие унифицированного выходного сигнала, позволяющего использовать СИ в системах автоматического регулирования и автоматизированных системах управления технологическими промессами (АСУТП);

-    надежность в работе;

-    экономичность и простота в обслуживании.

ОСТ 1 00378-87

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

ПРИМЕР ВЫБОРА СИ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛЕНТЫ ИЗ СПЛАВА Д16 БЕСКОНТАКТНЫМ МЕТОДОМ ДЛЯ КОНТРОЛЯ С ДОВЕРИТЕЛЬНОЙ ВЕРОЯТНОСТЬЮ РЕЗУЛЬТАТА 0,95

1. Выбор бесконтактного СИ температуры (пирометра) для конкретного процесса непрерывной термообработки ленты из сплава Д16 связан с необходимостью изучения характеристик технологического оборудования, возможных воздействующих на температурный режим факторов, характеристик объекта контроля (ленты из сплава Д16), характеристик пирометров, являющихся исходной для выбора априорно известной и получаемой в результате исследований информацией,

1.1, Технические характеристики протяжной печи, являющейся основным звеном технологического участка линии непрерывной термообработки;

температура печи (максимальная), °С.............600

размеры рабочего пространства, мм:

высота............................140

ширина............................500

длина............................. 40 000

компоновка печи в варианте закалки:

секция нагрева, шт, ..................... 3

секция выдержки, шт. ................... У

компоновка печи в варианте отжига:

секция нагрева, шт..................... 7

секция предварительного охлаждения, шт.........3

длина одной секши, мм ................... . . 4000

скорость движения ленты, м/с................ . 0,1 ... 0,5

количество циркуляционных вентиляторов в печи, шт. . . ... 10 установочная мощность печи, кВт: ,    .    .1175

нагревателей .......................    .775

вентиляторов .......................    . 400

длина закалочно-охладительного устройства, мм ......    . 3150

3

расход воды, м' /ч, не более..................160

охлаждающая среда........................воздух, дис

тиллированная вода, водовоз

душная смесь

ОСТ 1 00378-87

производительность печи» кг/ч:

при закалке....................... . . . . 500

при отжиге . ..........................1500

Каждая секция представляет собой электрическую печь с принудительной циркуляцией воздуха» оборудованную устройством струйного нагрева и поддержки ленты на воздушной подушке,

1.2.    Характеристика объекта контроля (ленты из сплава Д16» подвергающейся термообработке после холодной прокатки):

температура нагрева под закалку, °С . . ............ 500 + 10

химический состав, %;

основа.............................алюминий

легирующие компоненты:

медь..............................3,8т- 4,9

магний ............................. 1,2f 1,8

марганец...........................0,35 0,9

примеси» не более:

железо ........................... 0,5

кремний............................0,5

цинк..............................0,3

титан.............................0,1

никель.............................0,1

размеры» мм:

ширина............................ 400

толщина .    .    . ......................... 1,2

состояние поверхности ....................... лента плаки

рована технически чистым алюминием

1.3.    Технические, в том числе метрологические характеристики пирометров, из которых необходимо делать выбор, приведены в таблице,

2. Проводят анализ технических характеристик по пп. 1.1 и 1.2 и технологического процесса термообработки, устанавливают, что при термообработке в протяжных печах имеют место следующие основные влияющие на температурный режим факторы: вариация скорости движения полосы, ее толщина и химический состав, степень черноты металла, а также давление в распределительных коробах, вследствие чего изменяется скорость движения теплоносителя и коэффициента теплоотдачи. Перечисленные факторы приводят к отклонению температуры металла от заданного значения, поэтому контроль температурного режима должен быть

ОСТ 1 00378-87    с.    9

оперативным и высокоточным. Реализовать это возможно при включении СИ температуры металла в систему коррекции на базе шкальных систем автоматического регулирования или управляющих вычислительных машин.

3. Устанавливают перечень и значения влияющих на погрешность пирометра ветчин для нахождения методической составляющей погрешности измерений. Методическую составляющую погрешности измерений определяют в ходе разработки методики выполнения измерений, а ее значение - при аттестации методики.

Поскольку основная погрешность пирометра нормирована исходя из условий измерения температуры абсолютно черного тела (АЧТ) со степенью черноты £ = 1,0, устанавливают следующие влияющие величины:

1)    неизвестная степень черноты металла S, которая изменяется с изменением длины волны, температуры и во времени и зависит от материала объекта измерений, его химического состава, состояния поверхности (шероховатости, наличия окисной пленки, геометрии);

2)    фоновое излучение (особенно при установке пирометра в печи);

3)    наличие поглощающей или излучающей среды;

4)    изменение угла визирования пирометра при вибрации полосы в вертикальной плоскости;

5)    изменение температуры окружающей среды.

3.1.    Установленные влияющие величины разделяют по степени важности и учитывают при выборе пирометра. В данном случае важнейшей влияющей ветчиной является степень черноты металла и ее изменение.

Примечание, Ввиду отсутствия данных о степени черноты сплава    ее

определяют экспериментально.

3.2.    Учитывают влияние других величин или исключают их влияние различными методическими приемами, например; экранированием поля зрения пирометра от фонового излучения, термостабилизацией и охлаждением корпуса пирометра, выбором эффективной длины волны пирометра в "окне прозрачности!

4. На основе анализа данных пп. 1.1 и 1.2 и результатов выполнения требований пл. 2, 3, 3.1 и 3.2 устанавливают требования к пирометрам для их предварительного выбора:

1)    основную абсолютную погрешность пирометра принимают равной значению, не превышающему половины допускаемого отклонения: измеряемой температуры;

2)    непрерывность измерений, позволяющая осуществлять автоматический контроль температуры полосы;

3)    быстродействие не более 2 с для обеспечения эффективной коррекции температурного режима при действии разгаэтных влияющих величь.

4)    наличие в пирометре устройства коррекции показаний на излучательную способность;

ОСТ 1 00378-87

5)    полное перекрытие поля зрения пирометра объектом контроля;

6)    температурный диапазон пирометра должен перекрывать максимальное и минимальное значения измеряемой температуры;

7)    устойчивость показаний прибора к изменению показателя визирования, угла визирования и температуры окружающей среды;

8)    наличие унифицированного выходного сигнала СИ для обеспечения его использования в системах автоматического регулирования и АСУТП;

9)    надежность в работе;

10)    экономичность и простота в обслуживании»

5» Проводят анализ пригодности находящихся в обращении пирометров излучения для контроля температуры ленты из сплава Д16 и на основе требований к пирометрам, с учетом приведенных в пп. 1.1 и 1.2 данных, из номенклатуры пирометров излучения, серийно выпускаемых отечественной промышленностью (см. таблицу), выбираем средства измерения оптимальной модификации, технические и метрологические характеристики которых удовлетворяют конкретным требованиям, обусловленным априорно известными параметрами процесса и физическими характеристиками объекта контроля.

Выбранные модификации пирометров следующие:

1)    пирометры суммарного излучения комплекса АПИР-С, модификаций ППТ-131 и ППТ-131-01;

2)    пирометры частичного излучения. ФЭП-8, Смотрин 1-3;

3)    пирометры спектрального отношения Веселка-6, гр. 1РС-5.

6. Для решения вопроса о возможности осуществления контроля температуры реального процесса с заданной допустимой погрешностью и с помощью выбранного СИ разрабатывают и метрологически аттестовывают методику выполнения измерений, т.е. определяют суммарную погрешность измерения и ее методическую составляющую. Затем сравнивают суммарную погрешность измерения с допустимой погрешностью и делают окончательный вывод о возможности использования выбранного СИ температуры заданного реального процесса по разработанной и аттестованной методике выполнения измерений. При этом учитывают экономические факторы (стоимость пирометров, их эксплуатацию и обслуживание и т.д.).

1.....1римечание, Поскольку выбранные модификации пирометров относятся к

трем методам пирометрии: суммарного излучения (ППТ), частичного излучения (ПЧД, Смотрин, ФЭП-8), спектрального отношения (СПЕКТРОПИР, Веселка-6), а сравнительные данные указанных типов пирометров в настоящее время отсутствуют, для обоснования выбора конкретного пирометра необходимо сравнить их характеристики путем проведения измерений по единой методике выполнения измерений.