Методика поверки «ГСОЕИ. Датчики уровня радарные SICK» (МП-257/02-2021)

ГЛАСОВАНО

ЛОЕИ

ТЕСТ»

2021 г.

Г осу дарственная система обеспечения единства измерений

Датчики уровня радарные SICK

2021 г.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1. Общие положения

• 2. Операции поверки

• 3. Условия поверки

• 4. Требования к поверителю

• 5. Метрологические и технические требования к средствам поверки

• 6. Требования безопасности

• 7. Внешний осмотр

• 8. Подготовка к поверке и опробование

• 9. Проверка программного обеспечения

• 10. Определение метрологических характеристик

• 11.   Подтверждение соответствия   средства измерений метрологическим

требованиям

• 12. Оформление результатов поверки

Приложение А

1. Общие положения

• 1.1  Настоящая методика поверки распространяется на датчики уровня радарные SICK (далее по тексту - датчики), изготовленные SICK AG, Германия и устанавливает методы их первичной поверки до ввода в эксплуатацию, после ремонта и периодической поверки в процессе эксплуатации.

• 1.2 Настоящая методика поверки разработана в соответствии с требованиями Приказа № 2907 от 28.08.2020 «Об утверждении порядка установления и изменения интервала между поверками средств измерений, порядка установления, отмены методик поверки и внесения изменений в них, требования к методикам поверки средств измерений».

• 1.3 Датчики обеспечивают прослеживаемость к:

• - ГЭТ2-2010 в соответствии с Приказом № 3459 от 30 декабря 2019 г. «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений уровня жидкости и сыпучих материалов»;

• - ГЭТ199-2018 в соответствии с Приказом № 3459 от 30 декабря 2019 г. «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений уровня жидкости и сыпучих материалов».

• 1.4 Не допускается проведение поверки отдельных измерительных каналов и/или диапазонов измерений.

  2.1 При проведении поверки выполняют операции, указанные в таблице 1. Таблица 1 - Операции поверки

  Наименование операции	Номер пункта методики поверки	Проведение операции при
  		первичной поверке	периодической поверке
  1. Внешний осмотр	7	да	да
  2. Подготовка и опробование	8	да	да
  3.    Проверка    программного обеспечения	9	да	да
  4. Определение метрологических характеристик	10	да	да
  5. Подтверждение соответствия метрологическим требованиям	И	да	да
  6.   Оформление   результатов поверки	12	да	да

  • 2.2 Последовательность проведения операций поверки обязательна.

  • 2.3 Если при проведении той или иной операции получают отрицательный результат,

2. Операции поверки дальнейшую поверку прекращают, а датчик бракуют.

• 2.4 За результаты измерений значений уровня поверяемого датчика допускается принимать значения считанные по дисплею или отображаемые на персональном компьютере.

3. Условия поверки

• 3.1 При проведении поверки в лаборатории соблюдают следующие условия:

-температура окружающего воздуха, °C                               от 15 до 25

-относительная влажность воздуха, %                                не более 80

-атмосферное давление, кПа                                          от 84,0 до 106,7

• 3.2 В помещении не должно быть сквозняков и сильных конвекционных воздушных потоков.

• 3.3 Должны отсутствовать источники вибрации, влияющие на работу датчиков.

• 3.4 При проведении поверки в условиях эксплуатации должны быть соблюдены следующие условия:

Температура окружающего воздуха и поверочной среды, °C

Относительная влажность воздуха, %

Атмосферное давление, кПа

Примечание - допускают проводить поверку при помощи рулетки измерительной по месту эксплуатации при выполнении следующих условий:

• - среда, где установлены датчики, соответствует требованиям эксплуатационной документации на датчики, и измеряемый продукт допускает разгерметизацию меры вместимости;

• - измеряемый продукт не является токсичным и кипящим при атмосферном давлении и температуре окружающей среды, в мере вместимости отсутствует избыточное давление;

• - поверхность измеряемого продукта должна быть спокойной;

• - наличие подтоварной воды в мере вместимости отсутствует;

• - граница раздела сред продукт/вода имеет переходную толщину не более 1мм (т.е. полностью высаженная вода без наличия эмульсий).

4. Требования к поверителю

• 4.1 К проведению поверки допускают персонал, изучивший эксплуатационную документацию на поверяемый датчик и средства измерений, участвующих при проведении поверки.

• 5. Метрологические и технические требования к средствам поверки

5.1 При проведении поверки применяют средства, указанные в таблице 2. Таблица 2 - Средства поверки

продолжение таблицы 2

6. Требования безопасности

• 6.1  Все операции поверки, предусмотренные настоящей методикой поверки, экологически безопасны. При их выполнении проведение специальных защитных мероприятий по охране окружающей среды не требуется.

• 6.2 При проведении поверки соблюдаются требования безопасности, определяемые:

• - правилами безопасности труда и пожарной безопасности, действующими на предприятии;

• - правилами безопасности при эксплуатации используемых эталонных средств измерений, испытательного оборудования и поверяемого датчика, приведенными в эксплуатационной документации.

• 6.3 Монтаж электрических соединений проводится в соответствии с ГОСТ 12.3.032-84.

• 6.4 К электрическому монтажу допускаются лица, имеющие квалификационную группу по технике безопасности не ниже II в соответствии с «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», прошедшие специальную подготовку и имеющих удостоверение на право проведения поверки.

7. Внешний осмотр

• 7.1 Внешний осмотр проводится визуально.

• 7.2 При внешнем осмотре устанавливают соответствие датчика следующим требованиям:

-комплектность соответствует требованиям эксплуатационной документации на

датчик;

-отсутствуют механические повреждения и дефекты, влияющие на правильность функционирования и метрологические характеристики, а также препятствующие проведению поверки;

• - информация на табличке датчика соответствует требованиям эксплуатационной документации;

• - исполнение датчика соответствует его маркировке.

8. Подготовка к поверке и опробование

• 8.1 При поверке датчика в лабораторных условиях на поверочной установки выполняют следующие подготовительные работы:

• - устанавливают датчик согласно рисунку 1 и в соответствии с руководством по эксплуатации датчика и эталонной поверочной установки;

• - выдерживают датчик в течении 30 минут во включенном состоянии;

• - проверяют установленные параметры согласно эксплуатационной документации.

  Поверяемый датчик

  L, ММ

  I.A

  

  Рисунок 1 - Поверка датчика на поверочной установке с имитацией изменения уровня

• 8.2 При поверке в лабораторных условиях при помощи дальномера лазерного выполняют следующие подготовительные работы:

• - устанавливают датчик согласно рисунку 2 и в соответствии с руководством по эксплуатации;

• - выдерживают датчик в течении 30 минут во включенном состоянии;

-проверяют установленные параметры согласно эксплуатационной документации.

Отражающая часть

Лазерный дальномер

Поверяемый датчик

Подвижная часть стенда

Рисунок 2 - Поверка датчика при помощи дальномера лазерного с имитацией изменения уровня

• 8.3 При периодической поверке без демонтажа при помощи рулетки измерительной по месту эксплуатации (периодическая поверка) выполняют следующие подготовительные работы:

• - останавливают технологический процесс в резервуарном парке и обеспечивают перекачку контролируемой среды из одной емкости в другую;

• - производят отстой контролируемой среды в емкости не менее 2 ч;

  

  Рисунок 3 - Поверка датчика без демонтажа по месту эксплуатации

• 8.4 Опробование

  • 8.4.1 При опробовании проверяют функционирование датчика. Для этого перемещая отражающую часть (далее по тексту - имитатор уровня), увеличивают и уменьшают уровень контролируемой среды (при опробовании без демонтажа увеличивают и уменьшают уровень контролируемой среды).

  • 8.4.2 Результат считают положительным, если значения уровня, передаваемые по цифровому протоколу на экран монитора подключенного компьютера (значения отображаемые на дисплее) и значения токового выходного сигнала силы постоянного тока 4-20 мА равномерно увеличиваются и уменьшаются в зависимости от направления перемещения имитатора уровня (контролируемой среды).

9. Проверка программного обеспечения

• 9.1 Идентификация программного обеспечения (далее по тексту - ПО).

  • 9.1.1 В качестве идентификатора ПО принимают номер версии ПО отображаемого на дисплее датчика.

  • 9.1.2 Для вывода информации о версии ПО выполняют следующие действия:

• - входят в меню датчика;

• - кнопкой О выбирают раздел «Расширенные настройки» нажимают «ОК»;

• - в открывшемся разделе кнопкой [> выбирают раздел «Инфо» нажимают «ОК»;

• - в разделе «Инфо» кнопкой [> выбирают раздел «Версия устройства» нажимают «ОК»;

• - за номер версии принимают значение приведенное на рисунке 4.

  

  Рисунок 4 - Номер версии ПО

• 6.3.2 Результат считают положительным, если номер версии ПО датчика соответствует указанным в таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО

10. Определение метрологических характеристик

10.1. При первичной поверке и при периодической поверке в лаборатории.

• 10.1.1 Определение абсолютной погрешности измерений уровня проводят на пяти проверяемых точках (i), равномерно распределенных по всему диапазону измерений уровня: Hmin; 0,25 Hmax; 0,5'Hmax; 0,75 ’Hmax; Hmax.

где Hmin - значение нижнего диапазона измерений уровня поверяемого датчика;

Hmax - значение верхнего диапазона измерений уровня поверяемого датчика.

Примечание - Допускается отклонение выбранных точек относительно рассчитанного значения на (H_mtn+100);(0,25Hmax±100);(0,5Hmax±100);(0,75Hmax±100); (Н_таХ-100), ММ.

• 10.1.2 Абсолютную погрешность измерений уровня определяют при прямом и обратном ходе, т.е. при повышении и понижении уровня жидкости (перемещении имитатора уровня).

10.1.3В процессе поверки подвижную часть стенда (имитатор уровня) устанавливают на требуемое значение уровня. После этого одновременно снимают показания поверяемого датчика и используемого средства поверки.

• 10.1.4 Число измерений на каждой поверяемой отметке должно быть не менее трех.

• 10.1.5 За результат измерений в каждой поверяемой точке принимают среднее арифметическое значение результатов измерений, определяемое по формуле (1):

  п

  

  И

  

  (1)

где Hi - значение уровня, измеренное поверяемым датчиком, мм;

п - число измерений.

• 10.1.6 Абсолютную погрешность измерений уровня, в каждой поверяемой точке определяют по пункту 11.1 формула (2).

• 10.1.7 Результат поверки по данному пункту считают положительным, если абсолютная погрешность измерений уровня в каждой поверяемой точке не превышает значений, указанных в Приложении А настоящей методики поверки МП-257/02-2021.

• 10.2 Определение абсолютной погрешности преобразований в аналоговый сигнал силы постоянного тока.

• 10.2.1 Определение абсолютной погрешности преобразований в аналоговый сигнал силы постоянного тока проводят на пяти поверяемых точках (i), равномерно распределенных по всему диапазону измерений уровня: H_mj_n; 0,25 Hmax; 0,5 Hmax; 0,75 Hmax; Hmax.

Примечание - Допускается отклонение выбранных точек относительно рассчитанного значения на {H_min+100);(0,25H_max±100);(0,5H_max±100);(0,75H_max±100); (Hmax-100), ММ.

• 10.2.2  Абсолютную погрешность преобразований в аналоговый сигнал силы постоянного тока определяют при прямом и обратном ходе, т.е. при повышении и понижении уровня жидкости (перемещении имитатора уровня).

• 10.2.3 В процессе поверки подвижную часть стенда устанавливают на требуемое значение уровня. После этого снимают показания поверяемого датчика, мм и значения силы постоянного тока измеренное мультиметром в мА.

• 10.2.4 Число измерений на каждой поверяемой отметке должно быть не менее трех.

• 10.2.5 За результат измерений в каждой поверяемой точке принимают среднее арифметическое значение результатов измерений, определяемое по формуле (1):

• 10.2.6 Проводят пересчет значения измеренного уровня, мм, в значения выходного токового сигнала силы постоянного тока, по пункту 11.2 формула (3).

• 10.2.7  Абсолютную погрешность преобразований в аналоговый сигнал силы постоянного тока, в каждой поверяемой точке определяют по пункту 11.3 формула (4).

• 10.2.8 Результат поверки по данному пункту считают положительным, если абсолютная погрешность преобразований в аналоговый сигнал силы постоянного тока в каждой поверяемой точке не превышает значений, указанных в Приложении А настоящей методики поверки МП-257/02-2021.

Примечание- допускается совмещать поверку по пунктам 10.2.1-10.2.7 с этапами проведения поверки по п. 10.1.1-10.1.6

10.3. При периодической поверке на месте эксплуатации.

• 10.3.1 Определение абсолютной погрешности измерений уровня проводят на пяти проверяемых точках (i), равномерно распределенных по всему диапазону измерений уровня: Hmin; 0,25’Hmax; 0,5'Hmax; 0,75‘Hmax; Hmax.

Примечание - Допускается отклонение выбранных точек относительно

рассчитанного значения. на (Нтт+100);(0,25Нтах±100);(0,5Нтах±100);(0,75Нтах±100);

• 10.3.2 Включают поверяемый датчик и фиксируют на нем нулевую контрольную отметку, опускают эталонную измерительную рулетку через измерительный люк меры вместимости и по ее шкале фиксируют высоту поверхности раздела «жидкость - газовое пространство» (далее - высота газового пространства).

• 10.3.3 Определяют поправку ДНо, мм, по пункту 11.4 формула (5).

• 10.3.4 Повышают уровень жидкости до контрольной отметки, устанавливаемой по эталонной рулетке, затем уровень жидкости понижают до каждой контрольной отметки, снимают показания средства измерений и результаты, полученные с эталонной измерительной рулетки.

• 10.3.5 Уровень жидкости Hj, мм, измеренный датчиком в j-той контрольной отметке, с учетом поправки, определяют по пункту 11.5 формула (7).

• 10.3.6 Высоту газового пространства в каждой контрольной точке при каждом измерении, определить в следующей последовательности:

• - эталонную измерительную рулетку, опустить через измерительный люк меры вместимости ниже поверхности жидкости на глубину около 1000 мм;

• - первый отсчет (верхний) взять по шкале измерительной рулетки. При этом, для облегчения измерений и расчетов рекомендуется совмещать отметку целых значений метра на шкале рулетки с верхним краем измерительного люка;

• - измерительную рулетку поднять (строго вверх без смещения в стороны) до появления над верхним краем измерительного люка смоченной части ленты и взять отсчет по шкале ленты (нижний отсчет) с точностью до 1 мм.

• 10.3.7 Для более точного измерения уровня поверхность рулетки необходимо натереть пастой.

• 10.3.8 Измерить высоту газового пространства в каждой контрольной отметке не менее пяти раз.

• 10.3.9 Уровень жидкости в каждой контрольной отметке Hj3, мм, вычислить по определяют по пункту 11.5 формула (8):

• 10.3.10 Разброс значений Hj₃, определенных по формуле (8), не должен превышать 3 мм.

• 10.3.11 Определение абсолютной погрешности измерений уровня производится по формуле (2).

• 10.3.12  Определение абсолютной преобразований в аналоговый сигнал силы постоянного тока проводят по пункту 11.2 формула (3) 11.3 формула (4).

• 10.3.13 Результат поверки по данному пункту считают положительным, если абсолютная погрешность преобразований в аналоговый сигнал силы постоянного тока в каждой поверяемой точке не превышает значений, указанных в Приложении А настоящей методики поверки МП-257/02-2021.

11. Подтверждение соответствия средства измерений метрологическим требованиям.

• 11.1 Абсолютную погрешность измерений уровня определяют по формуле (2):

где Ну, - значение уровня, измеренное поверяемым датчиком в i-той точке, мм; Н_Э1 - значение уровня, измеренное уровнемерной установкой (рулеткой) в i-той точке,

мм.

• 11.2 Измеренное значение уровня пересчитывают в силу постоянного тока по формуле

  Ip — I_H

  I (.1в-1нУ^{р р}впи

  (3)

где I_P - расчетное значение выходного сигнала силы постоянного тока, мА, соответствующее значению уровня, мм;

I_bJh~ верхнее и нижнее значения диапазона выходного сигнала силы постоянного тока, мА;

Р - действительное значение измеренного уровня, мм;

Рвпи - верхний предел диапазона измерений уровня, мм.

• 11.3 Абсолютную погрешность преобразований в аналоговый сигнал силы постоянного токая определяют по формуле (4):

А/ А<зм ^рас                                            (4)

где /_изм - измеренное значение силы постоянного тока, мА;

/рас - рассчитанное значение силы постоянного тока, мА

• 11.4 Поправку определяют по формуле (5):

АНо = Н_о^п - Но^э                              (5)

где Но¹¹ - показания поверяемого датчика, мм;

Но^э - показание эталонного средства измерений уровня, мм.

Примечание - при применении эталонной измерительной рулетки за значение Но^э, мм, принять среднее арифметическое значение результатов измерений уровня, вычисляемое по формуле:

HJ = Н₆ ■ [1 +    ■ (Т_в^г - Т_в^п)] - ^Х^^Н°^Г)| ■ [1 - a_s ■ (20 - Т_в^г)]               (6)

где Н_б - базовая высота резервуара, значение которой определить по протоколу поверки резервуара, мм;

аст - температурный коэффициент линейного расширения материала стенки резервуара; a_s - температурный коэффициент линейного расширения материала эталонной измерительной ленты;

Tg- температура воздуха при поверке резервуара, значение которой определить по протоколу поверки резервуара, °C;

Tg - температура воздуха при измерении высоты газового пространства, °C;

(Ho)j- высота газового пространства при /-том измерении, мм;

т - число измерений высоты газового пространства, принимаемое не менее пяти.

• 11.5 Уровень жидкости с учетом поправки определяют по формуле (7):

= Н_Пуу - АН₀                              (7)

где 7/_ПУ; - показание поверяемого датчика, мм

Д//_о - поправка на несоответствие показаний поверяемого датчика и эталонного средства измерений уровня, определенная по формуле (5).

• 11.5 Уровень жидкости в каждой контрольной точки определяют по формуле (8):

уш цГ

• [1 + а„ • (Т_в^г - Г_в^п)] -        • [1 - a_s ■ (20 - Т^]

тп

12. Оформление результатов поверки

• 12.1 Результаты поверки оформляются протоколом, составленным в виде сводной таблицы результатов поверки по каждому пункту раздела 7-12 настоящей методики поверки МП-257/02-2021.

• 12.2 При положительных результатах поверки датчик признается пригодным к применению. Сведения о положительных результатах поверки передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений, и на счетчик выдается свидетельство о поверке в соответствии с действующим законодательством. Знак поверки наносится в паспорт и/или на свидетельство о поверке в соответствии с действующим законодательством, а также в виде оттиска клейма поверителя в соответствии с описанием типа.

• 12.3 При отрицательных результатах поверки счетчик признается непригодным к применению. Сведения об отрицательных результатах поверки передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений, и на счетчик выдается извещение о непригодности с указанием основных причин в соответствии с действующим законодательством.

  

  А.С. Машков

Инженер по метрологии

ООО «ПРОММАШ ТЕСТ»

Приложение А

(обязательное)

Метрологические характеристики

Таблица А.1 - Метрологические характеристики

13