Методика поверки «ГСОЕИ. Анализатор волоконно-оптический распределения механических напряжений и температуры DSNS-C-0.1/50-1/100-H» (МП 039.ФЗ-20)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора

ФГУП «ВНИИОФИ»

___И.С. Филимонов

«06» октября 2020 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

АНАЛИЗАТОР ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ И ТЕМПЕРАТУРЫ DSTS-C-0.1/50-1/100-H

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

С.Н. Него да ^Й)6» октября 2020 г.

Главней научный сотрудник ФГУП «ВНИИОФИ»

В.Н. Крутиков «06» октября 2020 г.

Москва

2020 г.

Настоящая методика распространяется на анализатор волоконно-оптический распределения механических напряжений и температуры DSTS-C-0.1/50-1/100-Н (далее по тексту - анализатор) и устанавливает методы и средства его первичной и периодической поверки. Анализатор предназначен для распределенных измерений (регистрации) механического напряжения и температуры вдоль оптического волокна.

Интервал между поверками - 1 год.

• 2.1 При проведении первичной и периодической поверок должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

• 2.2 При получении отрицательных результатов при проведении хотя бы одной операции поверка прекращается.

• 2.3 Поверку средства измерений осуществляют аккредитованные в области обеспечения единства измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели.

• 3.1 При проведении первичной и периодической поверок применяются средства поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Средства поверки

• 3.2 Допускается применение других средств поверки, обеспечивающих определение необходимых метрологических характеристик поверяемого средства измерений с требуемой точностью.

• 3.3 Средства измерений, используемые при проведении поверки, должны быть аттестованы (поверены) в установленном порядке.

К проведению поверки допускают лиц, изучивших настоящую методику поверки и руководства по эксплуатации (РЭ) поверяемого анализатора и средств поверки, а также их правила хранения и применения, имеющих квалификационную группу не ниже III в соответствии с правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок указанных в приложении к приказу Министерства труда и социальной защиты РФ от 24.07.13 № 328н и имеющих опыт работы с высокоточными средствами измерений в области волоконно-оптических систем передачи информации; прошедших обучение на право проведения поверки по требуемому виду измерений.

• 5.1   При проведении поверки соблюдают требования, установленные ГОСТ Р 12.1.031-2010, ГОСТ 12.1.040-83, правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок, указанными в приложении к приказу Министерства труда и социальной защиты РФ от 24.07.13 № 328н, нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров ГОСТ 31581-2012. Оборудование, применяемое при поверке, должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003-91. Воздух рабочей зоны должен соответствовать ГОСТ 12.1.005-88 при температуре помещения, соответствующей условиям испытаний для легких физических работ.

• 5.2 Система электрического питания анализатора должна быть защищена от колебаний и пиков сетевого напряжения, искровые генераторы не должны устанавливаться вблизи анализатора.

• 5.3 Помещение, в котором проводится поверка, должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.

• 6.1 Все этапы поверки, за исключением особо оговоренных, проводят при следующих условиях:

• - температура окружающей среды, °C........................................от +15 до +35;

• - относительная влажность воздуха, %.......................................от 45 до 75;

• - атмосферное давление, кПа.......................................................от 91,3 до 106;

• - напряжение питающей сети, В..................................................от 90 до 264;

• - частота питающей сети, Гц........................................................от 50 до 60.

• 6.2 Помещение, где проводится поверка, должно быть чистым и сухим, свободным от пыли, паров кислот и щелочей. Допускаемый перепад температуры при проведении поверки -не более 2 °C.

• 6.3 В помещении не допускаются посторонние источники электромагнитного излучения, мощные электрические и магнитные поля.

• 7.1  Оптические разъемы поверяемого анализатора и средств поверки очищают безворсовой салфеткой, смоченным изопропиловым спиртом ГОСТ 9805-84. Протирают торцы волоконно-оптических кабелей, используемых при проведении поверки.

• 7.2 Выдерживают поверяемый анализатор в условиях, указанных в 6.1 настоящей методике поверки, не менее 2 часов.

• 7.3 Включают питание всех приборов, используемых при поверке в соответствии с их РЭ. Проводят прогрев всех включенных приборов в течение не менее 2 часов.

• 8 Проведение поверки

• 8.1.1 Комплектность поверяемого анализатора должна соответствовать комплектности, приведенной в нормативной документации (руководство по эксплуатации и описание типа).

• 8.1.2 При внешнем осмотре должно быть установлено:

• - наличие маркировки, подтверждающей тип и идентифицирующей поверяемый анализатор;

• - отсутствие на наружных поверхностях поверяемого анализатора повреждений, влияющих на его работоспособность;

• - отсутствие ослаблений элементов конструкции, сохранность пломб, чистота разъемов;

• - целостность волоконно-оптических кабелей и разъемов поверяемого анализатора.

• 8.1.3 В случае обнаружения механических повреждений или нарушения целостности волоконно-оптических кабелей и разъемов необходимо связаться с производителем анализатора с помощью контактной информации, указанной в РЭ, указать характер повреждений и определить работоспособность анализатора. Если анализатор не работоспособен - дальнейшие операции поверки не проводят.

• 8.1.4 Анализатор считается прошедшим операцию поверки, если корпус, внешние элементы, органы управления и индикации не повреждены, отсутствуют механические повреждения и ослабления элементов конструкции, а комплектность анализатора соответствует разделу «Комплектность» РЭ.

• 8.2.1 Подготавливают поверяемый анализатор к работе согласно его РЭ.

• 8.2.2 Запускают на персональном компьютере (ПК) программное обеспечение (ПО) поверяемого анализатора.

• 8.2.3 Анализатор считается прошедшим операцию опробования, если ПО анализатора запускается, на мониторе, подключенном к ПК, отображается меню ПО в соответствии с РЭ на анализатор.

• 8.3.1 Проверяют соответствие заявленных идентификационных данных ПО сведениям, приведенным в описании типа на анализатор. Для этого включают анализатор, выбирают в меню ПО вкладку «About».

• 8.3.2 Анализатор считается прошедшим операцию поверки, если идентификационные данные ПО соответствуют значениям, приведенным в таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО

• 8.4 Определение метрологических характеристик

• 8.4.1.1 Собирают установку согласно схеме, приведенной на рисунке 1. Измерения деформации проводят во всём диапазоне измерений деформации (от 0,01 до 3 %) на краях и в середине диапазона. Для этого закрепляют образец оптического волокна (ОВ) с номинальным значением длины 30 м путем намотки на оправы (на рисунке 1 показаны схематично) и подключают его к анализатору, используя, при необходимости, волоконно-оптические соединительные кабели и розетки. Создают преднатяг (предварительное удлинение) деформируемого участка ОВ. Для этого перемешают каретку с микрометрическим винтом на

расстояние 10 мм, соответствующее 0,1 % от длины растягиваемого участка ОВ. Перемещение каретки контролируют с помощью системы лазерной измерительной XL-80, для чего устанавливают на каретку отражатель из состава системы лазерной измерительной XL-80 и измеряют его перемещение согласно РЭ системы лазерной измерительной XL-80.

То sensor „      2

From sensor

1 - поверяемый анализатор; 2 - образец ОВ с номинальным значением длины 30 м Рисунок 1 - Схема установки для определения диапазона и пределов абсолютной погрешности измерений деформации

• 8.4.1.2 С помощью поверяемого анализатора в соответствии с его РЭ проводят измерение «Baseline» и выбирают тип измерения «Relative Strain». Производят установку нуля системы лазерной измерительной XL-80 в соответствии с РЭ на нее.

• 8.4.1.3 Посредством перемещения каретки с микрометрическим винтом и контроля величины перемещения с помощью системы лазерной измерительной XL-80 производят удлинение (деформацию) образца ОВ с номинальным значением длины 30 м на величину D_3m = 0,010 %, что соответствует перемещению каретки с микрометрическим винтом на 1 мм. Проводят измерение удлинения образца ОВ D,, %, где z = (1; 5), 5 раз с помощью поверяемого анализатора в соответствии с РЭ на него в одной точке по шкале длины (в середине деформируемого участка ОВ).

• 8.4.1.4 Вычисляют среднее арифметическое измеренных значений деформации ОВ Dcped-, %, ПО формуле

  1=1

  п

(1)

где п - количество измерений (п = 5).

• 8.4.1.5 Вычисляют среднее квадратическое отклонение (СКО) среднего арифметического результатов измерений деформации ОВ поверяемым анализатором Sd, %, по формуле

  

  1

  п -(n-V)

  Х(Д-Црея)²

  /=1

  (2)

• 8.4.1.6 Определяют границы систематической погрешности (СП) оценки деформации ОВ без учета знака ®ц, %, по формуле

0_П=Ь _}-D I                           (3)

• 8.4.1.7 Вычисляют пределы абсолютной погрешности измерений деформации ОВ поверяемым анализатором без учета знака Дд, %, (при доверительной вероятности р = 0,95) по формуле

^д° ^{= г}‘\з“+⁵»                      ⁽⁴⁾

• 8.4.1.8 Повторяют операции п. 8.4.1.3-8.4.1.7 для значений удлинения (деформации) образца ОВ в диапазоне от 0,010 до 3 % в точках 1, 2 и 3 %.

• 8.4.1.9 Анализатор считается прошедшим операцию поверки, если диапазон измерений деформации составляет от 0,020 до 3,0 % и пределы абсолютной погрешности измерений деформации поверяемым анализатором До, %, не превышают значения ±0,015 %.

• 8.4.2.1 Собирают установку согласно схеме, приведенной на рисунке 2. Измерения температуры проводят во всём диапазоне измерений температуры (от минус 40 до плюс 125 °C) на краях и в середине диапазона. Для определения нижней границы диапазона измерений температуры поверяемым анализатором используют образец ОВ с полиимидным покрытием и номинальным значением длины 50 м. Образец ОВ с номинальной длиной 50 м помещают в камеру тепла-холода КТХ-74М.

  То sensor

  

1 - поверяемый анализатор; 2 - образец ОВ длиной 50 метров, помещённый в камеру тепла-холода КТХ-74М;

Рисунок 2 - Схема установки для определения диапазона и пределов абсолютной погрешности измерений температуры

• 8.4.2.2 Вставляют в отверстие камеры тепла-холода КТХ-74М термометр сопротивления ТСПВ-1 и подключают его к измерителю температуры МИТ 2.05. Опускают температуру в камере до минус (40 ± 1) °C в соответствии с его РЭ. Выжидают 30 минут после достижения заданной температуры.

• 8.4.2.3 Проводят 5 измерений температуры образца ОВ с помощью МИТ 2.05 и поверяемого анализатора в соответствии с их РЭ, причём в случае анализатора в одной точке по шкале длины (в середине нагреваемого/охлаждаемого участка ОВ). Фиксируют полученные с помощью МИТ 2.05 значения результатов измерений температуры в камере T_rcf °C, и температуры образца ОВ, измеренных анализатором Tx_t, °C, где / = (1; 5).

• 8.4.2.4 Среднее значение температуры образца ОВ Тх_сред, °C, (х - номинальное значение измеряемой температуры), вычисляют по формуле

У? Ту.

'Т’„     _ ^1 = 1

^{1 л}сред       _п где 0i - границы СП измерений температуры поверяемым анализатором, °C, определяемые как разность между средним арифметическим значением измеряемых температур Tx_cpedi °C, и средним арифметическим значением температур, полученных с помощью МИТ 2.05, Тх_ге/, °C;

1

ц-(ц-1)

1

п-(п-1)

02 - границы абсолютной погрешности измерений температуры с помощью измерителя температуры МИТ 2.05, °C, указанные в описании типа на него;

0з - границы абсолютной погрешности измерений температуры с помощью термометра сопротивления ТСПВ-1, °C, указанные в описании типа на него;

04 - максимальная амплитуда колебаний температуры камеры тепла-холода КТХ-74М, °C, указанная в паспорте на нее.

• 8.4.2.9 Вычисляют границы абсолютной погрешности измерений температуры поверяемым анализатором без учета знака А^, °C, (при доверительной вероятности р = 0,95) по формуле

  А

  

(Ю)

• 8.4.2.10 Повторяют операции п. 8.4.2.2-8.4.2.9 для значений температуры в камере тепла-холода КТХ-74М минус 20; 0; 20; 60; 90; 125 °C.

• 8.4.2.11 Анализатор считается прошедшим операцию поверки, если диапазон измерений температуры составляет от минус 40 до плюс 125 °C и границы абсолютной погрешности измерений температуры поверяемым анализатором не превышают значения ± 1,0 °C в диапазоне свыше плюс 20 до плюс 125 °C и ± 3,0 °C в диапазоне от минус 40 до плюс 20 °C включительно.

• 9.1 Результаты поверки оформляются протоколом (Приложение А). Сведения о результатах поверки передаются в Федеральный информационный фонд.

  Начальник сектора Ф-3

  Младший научный сотрудник лаборатории Ф-3

  

  А.К. Митюрев

  А.О. Погонышев

  Приложение А (Рекомендуемое)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ»

ПРОТОКОЛ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ

Анализатор волоконно-оптический распределения механических напряжений и температуры __________________________________DSTS-C-0.1/50-1/100-Н__________________________________ (наименование, тип СИ и модификации в соответствии с описанием типа, в единственном числе)

Заводской номер:                     171819-01

Владелец СИ:

ИНН владельца СИ:

Применяемые эталоны:

Применяемая методика поверки:      МП 039.ФЗ-20 «ГСИ. Анализатор волоконно-

оптический распределения механических напряжений и температуры DSTS-C-0.1/50-1/100-Н. Методика поверки»

Условия поверки:

- температура окружающей среды:

- относительная влажность воздуха:

- атмосферное давление: Проведение поверки:

• 1.   Внешний осмотр:

• 2.   Опробование:

• 3.   Идентификация программного обеспечения:

• 4.   Определение метрологических характеристик:

  Метрологическая характеристика	Требования технической документации	Полученные значения	Результат (соответствие)
  Диапазон измерений деформации, %	от 0,020 до 3
  Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений деформации, %	±0,015
  Диапазон измерений температуры, °C	от -40 до +125
  Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры, °C: - в диапазоне св. +20 до +125 °C - в диапазоне от -40 до +20 °C включ.	±1,0 ±3,0

5. Заключение по результатам поверки:

Подпись

Фамилия И.О.