P 52.08.702-2009

РЕКОМЕНДАЦИИ

Вертушки гидрометрические речные

Методика поверки в установке компараторной для поверки гидрометрических вертушек

P 52.08.702-2009

ПРЕДИСЛОВИЕ

1    РАЗРАБОТАНЫ Государственным учреждением «Государственный гидрологический институт» (ГУ «ГГИ») Росгидромета

2    РАЗРАБОТЧИКИ Д.А.Коновалов, канд. физ.-мат. наук, (руководительтемы), II.И. Зайцев, канд. техн. наук,

Д.В. Высоцский

3    СОГЛАСОВАНЫ с УГМАВ Росгидромета 20.03.2009, ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» 15.12.2008, ГУ «НПО «Тайфун»

13.03.2009

4    УТВЕРЖДЕНЫ директором ГУ «ГГИ» И.А. Шикломановым

25.03.2009

5    ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ ЦМТР ГУ «НПО «Тайфун» за номером Р 52.08.702-2009 от 13.03.2009

6    ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

Таблица 3

Задаваемая скорость, м/с 0,03; 0,04; 0,06; 0,07; 0,08 0,10; 0,15; 0,20 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 Время выдержки измерений tf с, не менее 240 120 60 30 30 30 20 Время стабилизации скорости потока tlC]f с, не менее 80 50 30 30 30 30 30

7.4.6    Переход с одной скорости на следующую (большую) скорость измерения устанавливается автоматически и начинается после промежутка времени стабилизации скорости потока t_icn достаточного для установления и стабилизации в ?-й точке, соответствующей скорости потока (см. таблицу 3).

7.4.7    Действительное значение скорости потока в i-й точке по

7.4.3 при поверке из двух циклов измерений принимается как среднее арифметическое из двух скоростей, измеренных эталонной вертушкой в положение «внизу» и «вверху» по формуле

V (У.и⁺ Ка)А    (2)

где V_jU, V_s2i— значения скорости потока, измеренные эталонной вертушкой в положении «внизу» и «вверху» соответственно, м/с.

7.4.8    Среднее значение частоты вращения лопастного винта поверяемой вертушки п_ф, об/с, в f-й точке по 7.4.3 принимается как среднее арифметическое значение из частот вращения лопастного винта поверяемой вертушки в положении «вверху» и «внизу» по формуле

(3)

где я,.+ п_ъ — измеренное значение вращения лопастного винта поверяемой вертушки в положении «вверху» и «внизу» соответственно, об/с.

7.4.9    Вся обработка результатов определения ИФП производится с помощью компьютерной программы автоматически посредством взаимодействия поверителя с интерфейсом.

7.4.10    По результатам измерений рассчитывается ИФП вертушки методом наименьших квадратов (МНК), используя линейную или кусочно-линейную аппроксимацию но методике, приведенной в приложении Г.

7

7.5 Определение относительной погрешности вертушки

7.5.1    Относительная погрешность вертушки 5., %, в каждой точке диапазона измерения скорости в соответствии с требованиями ГОСТ 8.009 определяется по формуле

S,-100|V-^l/^    (4)

где V_uизмеренное значение скорости водного потока в i-й точке согласно ИФП поверяемой вертушки, м/с;

Vj. — действительное значение скорости водного потока в лотке установки в г-й точке измерения, полученное по ИФП эталонной вертушки, м/с.

7.5.2    Вертушку считают прошедшей поверку с положительным результатом, если 6 во всех *-ых точках в диапазоне измерений скорости удовлетворяют условию

|8,I<|S,J,    (5)

где 5. . — пределы допускаемой относительной погрешности, %, для каждого типа вертушек, указанные в технических условиях, определяемые по формуле

(6)

где 8 . — относительная погрешность эталонной вертушки конкретного тина, %;

5_/иб|. — относительная погрешность рабочей вертушки того же типа, %.

7.5.3    Относительная погрешность рабочей вертушки указывается в паспорте или руководстве но эксплуатации на вертушки конкретного типа.

Погрешность рабочих вертушек Ь_н1б типа ГР-21 М, ГР-99 и ГР-55 должна быть не более:

—    для вертушек с лопастным винтом диаметром 120 мм

8_М = ±100|0,015+0,002(5/V-1)],    (7)

—    для вертушек с лопастным винтом диаметром не более 80 мм

8±Ю0|0,015+0,004(5/V-1)].    (8)

где 1Л - измеренная вертушкой скорость водного потока.

P 52.08.702-2009

8 Оформление результатов поверки

8.1    Результаты поверки оформляются в виде протоколов. Форма протокола результатов поверки вертушки, реализуемой за два цикла измерений, приведена в приложении Д

8.2    При выполнении условия (5) на вертушку выдают свидетельство о поверке сроком на два года. Форма свидетельства о поверке приведена в приложении Е с учетом требований ПР 50.2.006

Согласно требованиям IIP 50.2.006 на оборотной стороне свидетельства о поверке обязательно должны быть указаны:

—    документ, содержащий требования к средству измерения, подтверждаемые в результате поверки;

—    документ, содержащий методику поверки, а также наименование эталона и его метрологические характеристики.

К свидетельству прилагают таблицу зависимости скорости потока воды от частоты вращения лопастного винта поверяемой вертушки. Пример оформления таблицы приведен в приложении Ж.

8.3    При отрицательных результатах поверки вертушки выдается извещение о се непригодности к применению. Форма извещения о непригодности к применению приведена в приложении И с учетом требований ИР50.2.006.

9

ПРИЛОЖЕНИЕ A

(ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ)

Датчик оборотов винта

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 кон

тактов геркона с сигнальным входом БСУ;

8    — корпус вертушки.

Рисунок А.1

10

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ)

Установка вертушек на штативе

1    — штатив;

2    — винт установочный (УКПГВ 416.441.001);

3    — пример установки и фиксации вертушек типа ГР-21 М, ГР-55

и ИСВП-ГР-21М1;

4    — пример установки и фиксации вертушек типа ГР-99, ИСП-1,

ИСП-1М , ВГ-1-120/70 комплекта ИСТ-1-0,06/120/70. Рисунок В.1

P 52.08.702-2009

СОДЕРЖАНИЕ

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

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

3    Операции поверки..............................................................................................................2

4    Средства поверки...............................................................................................................2

5    Требования к квалификации поверителей    и    требования безопасности.........3

6    Условия проведения поверки и подготовка к ней .................................................3

7    Проведение поверки.........................................................................................................4

7.1    Внешний осмотр.........................................................................................................4

7.2    Опробование................................................................................................................4

7.3    Обкатка вертушек......................................................................................................5

7.4    Определение ИФП вертушки................................................................................6

7.5    Определение относительной погрешности вертушки...................................8

8    Оформление результатов поверки...............................................................................9

Приложение А (обязательное)

Датчик оборотов винта.......................................................................................................10

Приложение Б (справочное)

Схема подключения поверяемой вертушки

к осциллографу.....................................................................................................................11

Приложение В (обязательное)

Установка вертушек на штативе.....................................................................................12

Приложение Г (обязательное)

Расчет коэффициентов ИФП вертушки методом наименьших квадратов.....13

Приложение Д (справочное)

Форма протокола результатов поверки вертушки,

реализуемой за два цикла измерений...........................................................................16

Приложение Е (обязательное)

Форма свидетельства о поверке вертушки.................................................................17

Приложение Ж (рекомендуемое)

Пример оформления таблицы расчета зависимости скорости потока

воды от частоты вращения лопастного винта поверяемой вертушки...............18

Приложение И (обязательное)

Форма извещения о непригодности к применению................................................19

Библиография.......................................................................................................................20

111

РЕКОМЕНДАЦИИ

ВЕРТУШКИ ГИДРОМЕТРИЧЕСКИЕ РЕЧНЫЕ

Методика поверки в установке компараторной для поверки гидрометрических вертушек

Дата введения - 2010-01-01

1    ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящие рекомендации распространяются на вертушки гидрометрические речные (далее — вертушки) типа:

-    ГР-21М иоТУ 25-0888.008-84;

-    ГР-55 по ТУ 25-04.1628-77;

-    ГР-99 по ТУ 25-0888.009-84;

-    ИСП-1 по ТУ 4312-001-02572344-95;

-    ИСП-1 М по ТУ 4312-001-02572345-2006;

-    ВГ-1-120/70 комплекта ИСТ-1-0,06/120/70 по ТУ 25-7192.0088-89;

-    ИСВП-ГР-21М1 иоТУ 4312-001-78803295-2008

и устанавливают методы и средства их периодической и первичной поверки после ремонта (далее — поверка) в установке компараторной для поверки гидрометрических вертушек (далее — установки).

Рекомендации предназначены для поверки вертушек в метрологических службах организаций Росгидромета. Межповерочный интервал составляет два года.

2    НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 8.009-84 ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений

ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации контроля качества

РД 52.08.15-97 Методические указания. Вертушки гидрометрические речные типа ГР-21 М, ГР-55, ГР-99, ИСП-1 и ВГ-1-120/70 ком-

1

плекта ИСТ-1-0,06/120/70. Рабочие эталоны. Методика метрологической аттестации в прямолинейном градуировочном бассейне

Р 52.08.696-2007 Установки компараторные для поверки гидрометрических вертушек. Программа и методика аттестации

11Р 50.2.006-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений

3 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

При проведении поверки вертушек должны выполняться операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

Наименование операции поверки Подраздел Внешний осмотр 7.1 Опробование 7.2 Обкатка 7.3 Определение индивидуальной функции преобразования (ИФП) вертушки 7.4 Определение относительной погрешности вертушки 7.5

4 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

При выполнении поверки вертушек должны применяться следующие средства измерений и оборудование:

—    установка компараторная для поверки гидрометрических вертушек УКИГВ.416.441.001 РЭ |1|, аттестованная в соответствии с Р 52.08.696;

—    рабочие эталоны средств измерения скорости водного потока — вертушки, поверенные в соответствии с РД 52.08.15 (далее — эталонные вертушки) всех типов вертушек, указанных в разделе 1;

—    осциллограф, например, типа С1-93 И 22.044.084 ТУ;

—    источник питания постоянного напряжения на 1,5 В, например, гальванический элемент типа АА;

—    резистор МЛТ-0,25-100 Ом ±10 % ОЖО 467.180 ТУ;

—    баротермогигромстр БМ-6 с характеристиками, приведенными в таблице 2.

2

P 52.08.702-2009

Таблица 2

Измеряемая величина Диапазон Абсолютная погрешность, не более Атмосферное давление, мм рт.ст. 30-1000 ±0,5 Относительная влажность, % 30-100 ±10,0 Температура, °С 0-40 ±0,5

Допускается применение средств измерений, имеющих аналогичные технические характеристики и обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.

5    ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

И ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1    К выполнению поверки допускаются лица — поверители, которым предоставлено право поверки средств измерений гидрологического назначения

5.2    Поверитель должен иметь необходимые навыки работы с персональным компьютером и операционной системой Windows ХР

5.3    При подготовке установки и проведении поверки вертушек следует соблюдать требования безопасности, установленные в эксплуатационной документации на установку [ 1 ] и средства измерения

6    УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

6.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие

условия:

—    температура окружающего воздуха, °С.............. от 10 до 40;

—    относительная влажность воздуха, %................. от    20 до 85;

—    атмосферное давление, гПа.................................... от    840 до 1067;

—    температура воды в лотке, °С................................ от    15 до 25;

—    отклонение напряжения питания сети

от номинального значения, %............................................ не    более    ±5.

6.2 Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

— вертушки и используемые средства поверки подготавливают согласно эксплуатационной документации;

3

—    установку заполняют водой по ГОСТ Р 51232 согласно указаниям руководства по эксплуатации 111.

6.3 Для поверки используются эталонные вертушки того же типа, что и рабочие вертушки.

7 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

7.1    Внешний осмотр

При внешнем осмотре вертушек устанавливают:

—    соответствие вертушек эксплуатационной документации на них;

—    отсутствие дефектов, механических повреждений и следов коррозии на деталях вертушки, которые могут повлиять на метрологические характеристики.

7.2    Опробование

7.2.1    Проверка работы датчика оборотов винта вертушки.

7.2.1.1    Эталонная и рабочая вертушки для поверки в установке должны иметь один контакт на оборот лопастного винта. При поверке вертушек ГР-21М, ГР-55 и др. с механическим контактом через 20 оборотов для получения сигнала передаточного отношения 1:1 при измерении частоты вращения лопастных винтов вертушек необходимо устанавливать датчик оборотов винта согласно рисунку А.1 (приложение А).

7.2.1.2    Проверку механического контактного устройства вертушек ГР-21 М, ГР-55 и др. с контактом через 20 оборотов проводят после окончания поверки.

7.2.1.3    Вертушку соединяют с осциллографом по схеме, приведенной на рисунке Б.1 (приложение Б).

Ручки управления осциллографа устанавливают в следующие положения:

—    переключатель «НАПРЯЖЕПИЕ/ДЕЛЕНИЕ» — в положение «0,5»;

—    переключатель «ВРЕМЯ/ДЕЛЕНИЕ» в положение «1».

7.2.1.4    На экране осциллографа проверяют наличие и качество импульсов, поступающих от вертушки при вращении ее лопастного

4

P 52.08.702-2009

винта вручную. Число проверяемых импульсов для вертушек с передаточным отношением 1:1 должно быть не менее 15-20.

7.2.1.5 Сигналы должны быть непрерывными, без пропусков и дробления.

7.3 Обкатка вертушек

7.3.1    Вертушки вносят в воду при нулевой скорости потока и крепят на штативе установки.

Фиксация вертушек с помощью винта установочного (2) обеспечивает правильное их размещение на штативе но высоте и параллельности продольных осей вертушек относительно боковых стенок лотка согласно рисунку В.1 (приложение 13).

7.3.2    Вертушки подсоединяют к блоку сопряжения и управления (БСУ). При подсоединении вертушек необходимо соблюдать полярность: провод с маркировкой «_1_» подсоединяют к клемме вертушки, которая электрически связана с ее корпусом, второй провод — к сигнальной клемме вертушки, изолированной от ее корпуса, для двадцатиоборотной вертушки — к датчику оборотов винта (приложение А).

7.3.3    Включают компьютер и согласно руководству оператора [2] запускают работу программы поверки. На мониторе компьютера появляется программный интерфейс.

7.3.4    По запросу программы в соответствии с руководством оператора [2] вводят параметры вертушки:

—    тип вертушки;

—    номер вертушки;

—    номер винта;

—    год выпуска и др.

7.3.5    На экране монитора на иоле установок и управлений устанавливают операцию «Обкатка». Операция обкатки начинается с момента включения электродвигателя и плавного изменения частоты вращения приводного вала привода до значения, соответствующего заданной скорости потока воды.

7.3.6    По окончанию обкатки проводят визуальный анализ качества вращения лопастного винта вертушки и состояния контактной системы вторичного преобразователя по наблюдениям на БСУ за импульсами, поступающими от вертушки.

5

7.4 Определение ИФП вертушки

7.4.1    Определение ИФП вертушки выполняется в установке методом, реализуемым за два цикла измерений:

—    в первом цикле эталонная вертушка соответствующего типа устанавливается в нижней части штатива установки, поверяемая вертушка устанавливается в верхней части;

—    во втором цикле вертушки меняют местами, не отключая их от БСУ, переворачивают штангу с вертушками, снятую со штатива установки;

7.4.2    ИФП определяется в установке методом сличения показаний эталонной вертушки, поверенной в соответствии с РД 52.08.15, с показаниями поверяемой и выражается в виде зависимости

^Var "/<««*)•    О)

где V\— измеренное эталонной вертушкой усредненное значение скорости водного потока за время измерения в заданной i-й точке согласно 7.4.3, м/с;

п. — усредненное значение частоты вращения лопастного винта поверяемой вертушки в i-й точке, об/с.

7.4.3    ИФП определяется при следующих автоматически устанавливаемых значениях скорости водного потока: 0,03; 0,04; 0,06; 0,07; 0,08; 0,10; 0,15; 0,20; 0,50; 1,0; 1,50; 2,00; 2,50, м/с.

Первое (самое меньшее) задаваемое значение скорости водного потока должно соответствовать нижней границе диапазона скоростей водного потока для конкретного типа вертушек.

7.4.4    Выход и поддержание задаваемой скорости водного потока номинальных значений согласно 7.4.3, обеспечиваются в установке автоматически.

7.4.5    Процесс выполнения измерений в установке полностью автоматизирован и производится от начальной скорости поверяемой вертушки до скорости 2,5 м/с (см. 7.4.3) всегда в сторону нарастания скорости потока, при соответствующем времени (продолжительности) выдержке измерений t. в каждой i-й точке, соответствующей задаваемой скорости, приведенной в таблице 3.