Содержание общие вопросы метрологического обеспечения измерительных систем 9 Брюханов В. А. 9
| Вид материала | Доклад |
- Вопросы по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» для подготовки, 69.28kb.
- Организационной основой метрологического обеспечения ОАО «Теплоприбор» является Центр, 31.48kb.
- Совершенствование метрологического обеспечения инклинометрии нефтегазовых скважин 25., 254.4kb.
- Решение IX семинара по вопросам метрологического обеспечения топографо-геодезического, 201.85kb.
- Эталонный комплекс для метрологического обеспечения акустических измерений в твердом, 58.45kb.
- Экзаменационные вопросы по дисциплине «Измерительная техника», 40.7kb.
- Методика приемки из наладки в эксплуатацию измерительных каналов информационно-измерительных, 235.63kb.
- Отдел метрологического обеспечения измерений физико-химических величин, 18.17kb.
- Рабочая программа дисциплины мерительные устройства систем управления, 448.87kb.
- Анализ и синтез измерительных преобразователей с частотным выходным сигналом для информационно-измерительных, 675kb.
1. Общие вопросы метрологического обеспечения измерительных систем
Брюханов В.А.
Особенности “испытаний” измерительных систем
для целей утверждения типа
(на примере систем измерений количества
и показателей качества нефти)
Измерительная система (ИС) представляет собой, согласно ГОСТ Р 8.596 [1], совокупность измерительных, связующих, вычислительных компонентов, образующих измерительные каналы (ИК), и вспомогательных устройств (компонентов ИС), функционирующих как единое целое.
В зависимости от особенностей проектирования, комплектации и монтажа ИС делятся на два вида: ИС-1 и ИС-2.
На ИС обоих видов в полной мере распространяются положения правил по метрологии ПР 50.2.009 [2]. В специальном разделе стандарта [1] изложены общие требования к испытаниям, утверждению типа и сертификации ИС.
“Бумажная”, оформительская сторона процедур испытаний ИС выглядит в целом достаточно понятно, и нет оснований на ней задерживаться.
Трудности возникают при попытках перенести на случай ИС все те методические принципы и подходы, которые используются при проведении испытаний обычных средств измерений (измерительных преобразователей, измерительных приборов и т.д.).
Термин “испытание” обязательно предполагает (если оставаться в “лоне” русского литературного языка) какое-либо внешнее воздействие на объект, подвергаемый испытаниям. Это хорошо видно, к примеру, в случае климатических и прочностных испытаний, вибрационных испытаний и испытаний на радиационную устойчивость, испытаний на надежность и т.п. Обычные средства измерений при утверждении типа проходят (или, по крайней мере, должны проходить) именно подобного рода испытания, при проведении которых должны варьироваться все те внешние, воздействующие факторы, которые влияют на метрологические характеристики испытываемых средств измерений.
Прибор или измерительный преобразователь нетрудно поместить, например, в климатическую камеру, но можно ли поместить в климатическую камеру ИС? Этот вопрос носит, разумеется, риторический характер.
Связка слов “испытание для целей утверждения типа” прочно вошла в метрологическую практику, в сознание метрологов и воспринимается как некая объективная данность. Непреложным представляется тот факт, что без испытаний нельзя утвердить тип средства измерений, в том числе и тип ИС. Это утверждение справедливо лишь применительно к обычным средствам измерений. В случае ИС реализация полноценных испытаний (в указанном выше смысле этого слова) сопряжена с огромными трудностями и во многих ситуациях просто невозможна. Тем не менее, Государственный реестр средств измерений регулярно пополняется утвержденными типами ИС. Как это происходит, хорошо видно на примере систем измерений количества и показателей качества нефти (СИКН), используемых в системах трубопроводного транспорта нефти.
СИКН в полной мере соответствуют приведенному выше определению ИС. Они действительно представляют собой совокупность измерительных, связующих, вычислительных компонентов, образующих измерительные каналы, и вспомогательных устройств (компонентов измерительной системы). СИКН функционируют как единое целое. Измерительные каналы СИКН оснащены “типовым” набором средств измерений, включая:
– преобразователи расхода;
– преобразователи температуры;
– преобразователи давления;
– манометры;
– термометры.
Первичная измерительная информация поступает в вычислительный блок.
Кроме того, в состав СИКН входят трубопоршневые поверочные установки (ТПУ), используемые для контроля метрологических характеристик измерительных каналов СИКН.
При функционировании СИКН в достаточно широких пределах варьируются значения следующих параметров, влияющих на метрологические характеристики СИКН в целом:
– расход нефти;
– давление нефти на входе в СИКН;
– давление нефти на выходе СИКН;
– вязкость нефти;
– плотность нефти;
– температура перекачиваемой нефти;
– содержание воды в нефти;
– содержание хлористых солей в нефти;
– содержание механических примесей в нефти.
При попытках провести настоящие («натурные») испытания СИКН для целей утверждения типа следовало бы реализовать сложную экспериментальную процедуру с варьированием в соответствующих пределах всех перечисленных выше параметров. Практическая невозможность такой экспериментальной процедуры очевидна, и это вынуждает как владельцев СИКН, так и представителей государственных центров испытаний средств измерений (ГЦИ СИ) искать иные формы “испытаний” СИКН и, тем самым, формального соблюдения положений правил по метрологии [2].
Чтобы проследить особенности “испытаний” СИКН, рассмотрим структуру и содержание типовой программы испытаний для целей утверждения типа СИКН, в соответствии с которой разрабатываются программы “испытаний” для конкретных экземпляров СИКН. При этом попытаемся выявить те фрагменты типовой программы испытаний, в которых реально выполняемые действия не адекватны наименованиям разделов типовой программы и её отдельным формулировкам.
Раздел 1. Краткое техническое описание системы измерений количества и показателей качества нефти
В разделе указывают место расположения СИКН, особенности её монтажа и наладки, перечень выполняемых функций. Все формулировки раздела понятны и нужны тем, кто будет проводить «испытания» СИКН.
Раздел 2. Перечень измерительных каналов СИКН
Содержание этого раздела фактически продолжает и дополняет содержание первого раздела. В разделе детально описывается структура каждого из измерительных каналов, входящих в состав СИКН. Функциональная и терминологическая “оправданность” раздела 2 так же не вызывает сомнений.
Раздел 3. Перечень документации, представляемой на испытания
Этот раздел прозрачен с точки зрения его уместности в программе и полезности для дальнейшей работы.
Раздел 4. Рассмотрение технической документации
Этим разделом предусматривается выполнение следующих работ (“бумажного” характера):
– проверка соответствия представленной документации перечню документов, необходимых для проведения испытаний СИКН;
– проверка полноты и правильности выражения метрологических характеристик СИКН и её компонентов с учетом требований стандартов ГСИ и отраслевых руководящих документов;
– оценка возможности метрологического обслуживания СИКН в процессе эксплуатации;
– проверка наличия действующих сертификатов об утверждении типа средств измерений, входящих в состав СИКН.
Строго говоря, перечисленные выше три формы проверок и одна форма работы вида “оценка” представляют собой типичные формы работы, выполняемой в процессе метрологической экспертизы технической документации. По существу, раздел 4 можно было так и назвать: “Метрологическая экспертиза документации на СИКН”. В целом содержание раздела вполне адекватно тем действиям, которые должны выполняться в ходе “испытаний” СИКН.
Раздел 5. Процедуры испытаний СИКН
Этим разделом предусматривается указание в специальной таблице следующей информации:
– процедуры испытаний;
– пункты программы испытаний, устанавливающие процедуры испытаний;
– требования к средствам испытаний при выполнении отдельных процедур.
Очень показателен перечень “процедур” испытаний. Он включает в себя следующие процедуры:
1. проверка наличия и правильности выбора испытательного оборудования, эталонов и вспомогательной аппаратуры;
2. проверка соответствия СИКН проектным решениям;
3. проверка соответствия внешнего вида и комплектности компонентов СИКН требованиям технической документации на компоненты;
4. определение метрологических характеристик (МХ) средств измерений, входящих в состав измерительных каналов СИКН;
5. определение границ относительной погрешности измерений массы нефти с помощью СИКН;
6. проверка возможности проведения контроля МХ преобразователей расхода с помощью трубопоршневой поверочной установки;
7. проверка возможности технического обслуживания и ремонта СИКН, удобства и безопасности их выполнения, а также проверка достаточности комплекта ЗИП;
8. рассмотрение материалов испытаний СИКН и оценка их результатов.
Из восьми перечисленных выше процедур так называемых “испытаний” пять процедур (1, 2, 4, 5 и 8) носят заведомо “бумажный” характер и вполне “вписываются” в содержание метрологической экспертизы документации. Эти процедуры могли бы продолжить перечень проверок, предусмотренных разделом 4 “Рассмотрение технической документации”. Две процедуры (6 и 7) из восьми приведенных выше процедур предполагают совершение некоторых действий экспериментального характера, причем на “натуре”. Это уже не “бумажная” работа в духе метрологической экспертизы документации. Однако при осуществлении процедур 6 и 7 СИКН не подвергается никаким внешним воздействиям испытательного характера, поэтому проверки по пунктам 6 и 7 никак нельзя назвать – при строгом отношении к терминологии – процедурами испытаний. Проверки есть проверки, и их нельзя путать с испытаниями.
Раздел 6.Требования безопасности
В разделе перечислены правила, которые должны соблюдаться в целях обеспечения безопасности при проведении “испытаний”. Важность этого раздела очевидна, но к большинству процедур, выполняемых при “испытаниях” и носящих “бумажный” характер, правила обеспечения безопасности никакого отношения, строго говоря, не имеют. Эти правила должны соблюдаться лишь при выполнении двух проверок экспериментального характера, о которых говорилось выше (6 и 7). В целом данный раздел программы испытаний усиливает ощущение какого-то смыслового и терминологического “непорядка” в документе, с которым имеешь дело.
Раздел 7. Проведение испытаний
В разделе описаны все восемь процедур (проверок), которые предусмотрены рассмотренным выше разделом 5. Внимательное прочтение этого раздела программы “испытаний” приводит, с нашей точки зрения, к окончательному выводу о том, что утверждение типа СИКН осуществляется без реализации каких-либо испытательных воздействий на СИКН в целом и на её отдельные компоненты. Свыше 80 % работы, выполняемой с целью утверждения типа СИКН, носит, образно говоря, канцелярский характер и “укладывается” в содержание метрологической экспертизы технической документации.
Три процедуры “испытаний” предполагают выезд специалистов на место эксплуатации СИКН и работу “на натуре”. К этим процедурам относятся следующие процедуры:
– проверка соответствия внешнего вида и комплектности компонентов СИКН требованиям технической документации на компоненты;
– проверка возможности проведения контроля МХ преобразователей расхода с помощью трубопоршневой поверочной установки;
– проверка возможности технического обслуживания и ремонта СИКН, удобства и безопасности их выполнения, а также проверка достаточности комплекта ЗИП.
Обращает на себя внимание то обстоятельство, что программой “испытаний” фактически предусматривается использование только одного средства “испытаний” – трубопоршневой поверочной установки.
Опыт проведения “испытаний” СИКН показывает, что первоочередной проверкой, которая осуществляется специалистами ГЦИ СИ, является проверка комплектации СИКН из средств измерений утвержденных типов и возможности осуществления их поверки в установленном порядке. При положительных результатах этой первоочередной проверки на следующем этапе должна решаться одна из главных задач “испытаний” СИКН – оценивание пределов допускаемой относительной погрешности измерений массы брутто и массы нетто нефти с помощью СИКН и установление соответствия характеристик погрешности измерений установленным требованиям. Эта часть работы выполняется расчетным методом.
С нашей точки зрения, примерно таким же образом, как в случае СИКН, обстоит дело с “испытаниями” большинства ИС и, следовательно, использование термина “испытание” применительно к ИС носит условный характер. Чтобы преодолеть эту терминологическую двусмысленность, надо подыскать термин, который был бы адекватен работе, выполняемой при “испытаниях” ИС.
По-видимому, таким термином является термин “экспертиза” в его наиболее широком толковании. Любая экспертиза представляет собой – согласно энциклопедическому определению – исследование экспертами каких-либо вопросов, решение которых требует специальных познаний в области науки, техники, искусства и т.д. Экспертиза может включать в себя как “бумажную” составляющую, так и экспериментальную составляющую. Именно такая комбинация составляющих имеет место в случае “испытаний” ИС для целей утверждения типа. Экспертами в подобной ситуации выступают специалисты ГЦИ СИ, и это точно соответствует тем действиям, которые ими совершаются.
Разумеется, можно по инерции говорить об “испытаниях” ИС и дальше, но надо при этом отдавать себе отчет в том, что термин “испытание” применительно к ИС используется в виртуальном смысле. Ничего хорошего в этом нет.
Думается, что лучше было бы внести в документы [1, 2] формулировки, в соответствии с которыми типы ИС утверждались бы на основании результатов экспертизы, проводимой специалистами ГЦИ СИ. А заодно и пересмотреть стоимость услуг по утверждению типа ИС, оказываемых специалистами ГЦИ СИ. Если при утверждении типа ИС их испытания фактически не проводятся, то за утверждение типа ИС их владельцы должны платить меньшие суммы, чем это было до сих пор. Один из законов рыночной экономики, как известно, гласит: “Каковы услуги, такова и их оплата”.
Литература
1. ГОСТ Р 8.596-2002. ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения
2. ПР 50.2.009-94. ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений
Автор
Брюханов Вадим Алексеевич – главный специалист Центра метрологического обеспечения ОАО АК “Транснефть”, к.ф.-м.н.
Россия, 115093, Москва, ул. Павловская, 27/29, стр. 1
Тел. (095) 940-92-63, 940-92-64, факс (095) 940-92-67
E-mail: vabcentermo@list.ru