Методика поверки «Государственная система обеспечения единства измерений Меры потока (течи гелиевые) Гелит 1, Гелит 2» (MП 231-0074-2019)

Федеральное государственное унитарное предприятие

«Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева» ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»

2019 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

Методика поверки

Руководитель НИО

государственных эталонов в области измерений давления

Р.А. Тетерук

Руководитель НИЛ госэталонов и научных исследований в области измерений низкого абсолютного

Санкт-Петербург

2019

• 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на меры потока (течи гелиевые) Гелит 1, Гелит 2 (далее - течи гелиевые) и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверки.

• 1.2 Методикой поверки не предусмотрена возможность проведения поверки отдельных измерительных каналов и (или) отдельных автономных блоков из состава средства измерений для меньшего числа измеряемых величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений.

2.1 При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1. Таблица 1

2.2 Поверка прекращается в случае обнаружения несоответствия поверяемой течи гелиевой хотя бы одному из пунктов таблицы 1.

3.1 При проведении поверки должны быть применены средства измерений и вспомогательное оборудование, указанные в таблице 2.

Таблица 2

• 3.2 Средства измерений, применяемые при поверке, должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке.

• 3.3 Эталоны, применяемые при поверке, должны быть аттестованы и иметь действующие свидетельства об аттестации эталона.

• 3.4 Допускается применение средств поверки, не приведенных в перечне, но обеспечивающих определение (контроль) метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.

• 4.1 Поверка проводится квалифицированным персоналом лабораторий, аттестованных в установленном порядке.

• 4.2 К поверке допускаются лица, аттестованные в качестве поверителей, прошедшие инструктаж по безопасности труда, имеющие квалификационную группу по электробезопасности не ниже II и ознакомленные с эксплуатационной документацией на эталонные и поверяемые средства измерений.

• 5.1 При поверке должны быть соблюдены требования безопасности труда, производственной санитарии и охраны окружающей среды, изложенные в эксплуатационных документах эталонных и поверяемых средств измерений.

• 6.1 Поверку следует проводить при следующих условиях:

• - температура окружающего воздуха, °C: от +15 до +25;

• - относительная влажность окружающего воздуха, %: не более 80;

• - атмосферное давление, кПа: от 86 до 106.

• 7.1 При подготовке к поверке мер потока (течей гелиевых) следует:

  • 7.1.1 Проверить наличие документов о поверке (калибровке), аттестации применяемых средств измерений и оборудования.

  • 7.1.2 Проверить работоспособность средств измерений и оборудования, используемых при поверке и подготовить их к работе.

  • 7.1.3 Термостабилизировать меры потока (течи гелиевые) при температуре от 26,5 до 27,5 °C с помощью оборудования, входящего в состав эталонной масс-спектрометрической потокомерной установки.

• 8.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие течей гелиевых следующим требованиям:

• - течи гелиевые должны быть чистыми;

• - маркировка течей гелиевых должна соответствовать требованиям технической документации;

• - течи гелиевые не должны иметь механических повреждений, влияющих на работу течей гелиевых;

• - внешний вид течей гелиевых должен соответствовать конструктивным требованиям, указанным в эксплуатационной документации;

• - комплектность течей гелиевых должна соответствовать комплектности, указанной в технической документации.

Течи гелиевые считают прошедшими поверку по данному пункту с положительным результатом, если течи гелиевые соответствуют всем вышеуказанным требованиям.

• 8.2 Опробование

  • 8.2.1 Опробование производится в соответствии с эксплуатационной документацией на средства измерений, используемые при поверке.

Течи гелиевые считают прошедшими поверку по данному пункту с положительным результатом, если течи гелиевые функционируют в соответствии с эксплуатационной документацией.

• 8.3 Определение значения воспроизводимого потока и относительной погрешности воспроизводимого потока

  • 8.3.1 Гелиевые потоки в диапазоне от 3-10’¹¹ до 2-10'⁸ Па-м³/с измеряются в динамическом режиме при откачке масс-спектрометрического анализатора течеискателя эталонной масс-спектрометрической потокомерной установки высоковакуумным насосом. Определение значения воспроизводимого потока и относительной погрешности воспроизводимого потока осуществляется методом сравнения неизвестного потока, создаваемого поверяемой течью гелиевой, с известным потоком, создаваемым эталонной течью.

  • 8.3.2 Порядок измерений следующий:

для эталонной течи (из состава эталона)

• - определение фонового сигнала течеискателя ссф, мВ (клапаны, соединяющие течи с линией высоковакуумной откачки вакуумного поста открыты, с течеискателем - закрыты);

• - определение суммарного сигнала течеискателя сцф + т!), мВ, обусловленного фоновым потоком и потоком эталонной течи (эталонная течь соединена с течеискателем).

Проводится три серии измерений.

для поверяемых течей

• - определение фонового сигнала течеискателя осф', мВ (течи соединены с линией высоковакуумной откачки вакуумного поста, течеискатель изолирован);

• - определение суммарного сигнала течеискателя а(ф + _Т), мВ, обусловленного фоновым потоком и потоком поверяемой течи (поверяемая течь соединена с течеискателем).

Для каждой поверяемой течи проводится три серии измерений.

• 8.3.3 Обработка результатов измерений

  • 8.3.3.1 Значение воспроизводимого потока поверяемой течи гелиевой определяется

    по формуле (8.1):

    

(8.1)

где 2т1 - значение потока гелия, воспроизводимого эталонной течью, указанное в свидетельстве о поверке (сертификате калибровки) на эталонную течь, Па-м³/с;

L - среднее значение параметра измерений, определяемой по формуле (8.2):

(8.2)

Параметр L, определяется по формуле (8.3):

^аф1 ^а(ф+т)1

«ф/-«(ф+Т1)1 ’

где а'ф1 - фоновый сигнал течеискателя (течи гелиевые соединены с линией высоковакуумной откачки вакуумного поста, течеискатель изолирован) при z-ом измерении поверяемой течи гелиевой, мВ;

а(ф+тя - суммарный сигнал течеискателя обусловленный фоновым потоком и потоком поверяемой течи гелиевой (поверяемая течь гелиевая соединена с течеискателем) при /-ом измерении поверяемой течи гелиевой, мВ;

аф1 - фоновый сигнал течеискателя (клапаны, соединяющие течи с линией высоковакуумной откачки вакуумного поста открыты, с течеискателем - закрыты) при /-ом измерении эталонной течи, мВ;

а(ф+т1)| - суммарный сигнал течеискателя, обусловленный фоновым потоком и потоком эталонной течи (эталонная течь соединена с течеискателем) при /-ом измерении эталонной течи, мВ.

• 8.3.4 Относительная погрешность воспроизводимого потока определяется по формуле (8.4):

<5(2_r) = <5(Q_T1) + ^(Z),                        (8.4)

где 6(Qt1), S( L) - относительные погрешности определения значений потока эталонной течи (относительная погрешность 5((?т1) соответствует ±7 % для течей гелиевых Гелит 1; ±10 % для течей гелиевых Гелит 2).

Относительная погрешность параметра L рассчитывается по формуле (8.5): S(I)=rno(Z),                                (8.5)

где t= 1,89 - коэффициент Стьюдента-Фишера при доверительной вероятности Р = 0,8 и числе измерений и = 3;

<зо( L) - относительное среднее квадратическое отклонение параметра, определяемое по формуле (8.6):

<т_о(А) = -^Ж1ОО%,

L

где а( L ) - среднее квадратическое отклонение параметра Г, определяемое по формуле (8.7):

S(i-A)²

1=1

<т(Г) = 1 —--------=

Ч л(л-1)

• 8.3.5 Течи гелиевые считают прошедшими поверку по данному пункту с положительным результатом, если значение воспроизводимого потока находится в диапазоне:

для Гелит 1 - от 7-10’¹⁰ до 2-10‘^s Па-м³/с;

для Гелит 2 - от 3-10'¹¹ до 7-Ю'¹⁰ Па-м³/с,

при этом относительная погрешность воспроизводимого потока не превышает:

для Гелит 1 - ± 15 %;

для Гелит 2 - ± 20 %.

8.4 Определение температурной поправки к потоку

• 8.4.1 Температурную поправку к потоку AQt, 1/°С определяют по формуле (8.8): где Qi - поток, измеренный при температуре Ti, Па-м³/с;

  AQt -

  Q2~Q1

  (T2-TOQ2’

  (8.8)

Qi - поток, измеренный при температуре Тг, Па-м³/с.

При этом значения Ti и Т2 должны отличаться друг от друга не менее, чем на 3 °C.

• 8.4.2 Течи гелиевые считают прошедшими поверку по данному пункту с положительным результатом, если температурная поправка к потоку находится в диапазоне от 2,5-10'² до 3,5-10’² 1/°С.

• 9.1 Результаты поверки оформляют протоколом.

• 9.2 При положительных результатах поверки течи гелиевой оформляется свидетельство о поверке. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) паспорт.

При положительных результатах поверки в паспорт течи гелиевой наносят знак поверки. По требованию заказчика на течь гелиевую может быть выдано свидетельство, в этом случае знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) паспорт.

• 9.3 При отрицательных результатах поверки течь гелиевую к применению не допускают, выдают извещение о непригодности к применению с указанием причин.