МИ 2594-2000 ГСИ. Теплосчетчики и счетчики количества теплоносителя. Методика установления и подтверждения межповерочных интервалов

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ
ВНИИМС

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
НИИТЕПЛОПРИБОР

УТВЕРЖДАЮ
Директор НИИтеплоприбора
Н.М. Курносов УТВЕРЖДАЮ
Директор ВНИИМС
A.M. Асташенков


РЕКОМЕНДАЦИЯ
Государственная система обеспечения единства измерений
Теплосчетчики и счетчики количества теплоносителя.
Методика установления и подтверждения межповерочных интервалов.

МИ 2594-2000


ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

РАЗРАБОТАНА Государственным научно-исследовательским институтом энергетического приборостроения "НИИтеплоприбор"

ИСПОЛНИТЕЛИ Звенигородский Э.Г., Звягинцев А.М., Лебедев С.М., Никитин Б.И.

УТВЕРЖДЕНА ВНИИМС мая 2000 г.

ЗАРЕГИСТРИРОВАНА ВНИИМС мая 2000 г.

ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ


ВВЕДЕНИЕ

Настоящая рекомендация распространяется на средства измерений тепловой энергии (теплосчетчики) и счетчики количества теплоносителя (водосчетчики), используемые при взаиморасчетах энергоснабжающей организации с потребителем (далее - теплосчетчики), и устанавливает общие требования к методикам определения значений их межповерочных интервалов (МПИ).
Теплосчетчики, как правило, имеют в своем составе следующие функциональные блоки (ФБ) - самостоятельные приборы:
-преобразователи расхода или счетчики количества теплоносителя (объемные или массовые), устанавливаемые на подающем и/или на обратном трубопроводах системы теплоснабжения;
- термопреобразователи сопротивления или комплект, состоящий из двух подобранных по метрологическим характеристикам термопреобразователей сопротивления, устанавливаемых в прямом и обратном трубопроводах системы теплоснабжения;
- тепловычислители, предназначенные для определения тепловой энергии по поступающим на его вход сигналам от преобразователей расхода ( или счетчиков количества теплоносителя) и термопреобразователей сопротивления.
От стабильности работы ФБ зависит достоверность показаний теплосчетчиков и их межповерочные интервалы (МПИ).
В настоящей рекомендации приведены методы определения значений первоначальных МПИ для теплосчетчиков при их разработке, а также даны рекомендации по корректировке значений МПИ для теплосчетчиков и функциональных блоков в эксплуатации по результатам их поверок.
Допускается использование других методов установления МПИ, не предусмотренных настоящей рекомендацией.
При разработке рекомендации использован ГОСТ 8.565-99 "ГСИ. Порядок установки и корректировки межповерочных интервалов эталонов".


1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Межповерочным интервалом (МПИ) называют календарный промежуток времени между двумя последовательными поверками.
1.2. Различают первоначальный МПИ, определяемый в соответствии с разделом 3, и последующие МПИ, определяемые или корректируемые в процессе эксплуатации приборов в соответствии с разделом 4 настоящей рекомендации.
1.3. При назначении величины первоначального МПИ на этапе разработки теплосчетчиков или на этапе освоения их серийного производства наиболее предпочтительными являются испытания партии теплосчетчиков с целью оценки их нестабильности. Такие испытания могут быть проведены специально, совмещены с контрольными испытаниями на надежность или проведены в ходе подконтрольной эксплуатации первых партий теплосчетчиков, выпущенных из производства.
При отсутствии возможности проведения таких испытаний можно использовать имеющуюся информацию о результатах испытаний на нестабильность отдельных элементов или входящих в комплект теплосчетчика функциональных блоков (ФБ), При отсутствии такой информации первоначальный МПИ может быть, назначен экспертным методом, исходя из опыта эксплуатации аналогичных приборов или из опыта и знаний разработчиков теплосчетчиков.
1.4. При определении первоначального МПИ теплосчетчика сначала определяют значения первоначального МПИ для каждого из ФБ, входящих в комплект теплосчетчика. При этом учитывают следующие факторы:
- изменение метрологических характеристик (MX) преобразователей расхода и счетчиков теплоносителя без подвижных элементов происходит в результате старения используемых в них радиоэлементов и конструктивных материалов;
- изменение MX счетчиков теплоносителя с подвижными элементами (крыльчатых и турбинных водосчетчиков) является следствием износа трущихся пар (осей крыльчатки или турбинки и их опор - втулок, подпятников и т.п.);
- изменение MX термопреобразователей сопротивления или комплекта, состоящего из двух подобранных по MX термопреобразователей, происходит в результате старения исходного материала и проявления скрытых в нем дефектов;
- изменение MX тепловычислителя проявляется в результате старения используемых в нем радиоэлементов.
1.5. Комплекту теплосчетчика присваивают значение МПИ, равное минимальному значению МПИ, определенному для любого из входящих в комплект ФБ. Следовательно, процесс определения МПИ теплосчетчиков сводится к определению МПИ для каждого из ФБ.
1.6. Критерием при определении значения МПИ является допускаемая вероятность Е метрологического отказа (МО) поверяемого прибора за время между двумя последовательными поверками.
1.7. Значение Е рекомендуется принимать:
0,05 - для особо ответственных измерений;
0,05 - 0,1 - для образцовых приборов;
0,1 - 0,2 - для рабочих приборов;
до 0,3 - для бытовых приборов.
Рекомендуемые значения Е выбирают в зависимости от условий эксплуатации и последствий, вызванных МО.
1.8-Величину МПИ определяют таким образом, чтобы выполнялось условие
, (1)
где - вероятность безотказной работы прибора в течение времени по отношению к МО;
- продолжительность МПИ.
Если известны вероятности безотказной работы по внезапным МО и по постепенным МО раздельно, то рекомендуется МПИ устанавливать с учетом внезапных МО.
1.9. Величину МПИ рекомендуется выражать целым числом месяцев и выбирать из ряда: 3; 6; 9; 12; 15; 18; 21; 24; 30 и далее через 6 месяцев.
1.10. В случае, если расчетное значение МПИ ,
где и - ближайшие к большее и меньшее значения из ряда по п. 1.9., то значение МПИ округляют до ближайшего значения из ряда по правилу
, (2)
1.11. Обоснование выбора первоначального МПИ проводит предприятие - разработчик теплосчетчика (водосчетчика и входящих ФБ).
1.12. Значения первоначальных МПИ для теплосчетчиков и входящих в них ФБ рекомендуется приводить в руководстве по эксплуатации в разделе "Техническое обслуживание" в соответствии с ГОСТ 2.601.
1.13. Значения последующих МПИ устанавливают путем корректировки первоначальных МПИ в соответствии с разделом 4 настоящей рекомендации по результатам проведенных поверок приборов.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА МПИ

2.1. Исходными данными для расчета (определения) первоначального МПИ, вносимого в техническую документацию могут быть:
2.1.1. Вид функции вероятности безотказной работы прибора в течение времени t по отношению к МО.
2.1.2. Последовательности экспериментальных значений погрешности каждого испытываемого теплосчетчика и ФБ теплосчетчиков в требуемых сечениях диапазона измерений, а также значения границ зоны допуска.
2.1.3. Соотношение между явными отказами и МО (доля МО в общем числе отказов).
2.1.4. Значения параметров безотказности, установленные в технической документации на теплосчетчики ( на входящие в него ФБ) или приведенные в справочной литературе.
2.2. Исходными данными для определения или корректировки МПИ в процессе эксплуатации являются:
- даты поверок приборов;
- результаты поверок приборов ( по отсутствию или наличию МО).

3. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРВОНАЧАЛЬНЫХ МПИ

3.1 Если известна функция (п.2.1.1), последовательные значения продолжительности МПИ ( 1, 2... к), могут быть вычислены для упомянутых приборов на основании рекуррентного соотношения
, (3)
где - вероятность безотказной работы прибора в течение времени t после k-ой поверки (время t отсчитывают от момента k-ой поверки);
-вероятность безотказной работы в течение времени t до первой поверки;
- вероятность отказа на интервале ;
- i-ый МПИ
, - моменты i-ой и (i-1)-ой поверок.
3.1.1. Вычисление последовательных значений продолжительности МПИ (( 1, 2... ) по 3.1 проводят с помощью вычислительных средств по программе, разработанной в НИИтеплоприборе, реализующей вычисление последовательных значений МПИ для функции , подчиненной усеченному нормальному распределению времени безотказной работы.
3.1.2. Если функция подчинена экспоненциальному закону,
, (4)
где - интенсивность МО, то, используя условие (1) п. 1.8, определяют продолжительность МПИ, величина которого будет постоянна и вычисляется по формуле
. (5)
3.1.3. Если функция подчинена закону нормального распределения, вычисления проводят по формуле
, (6)
где ; ; m(t)- математическое ожидание;
- среднее квадратичное отклонение.
3.1.4. Порядок вычисления МПИ для этого случая приведен в приложении 1.
3.2. Если известны данные по п. 2.1.2, расчет МПИ основывают на представлении процесса изменения контролируемого параметра в виде нестационарного случайного процесса и описания его моделью авторегрессии проинтегрированного скользящего среднего (АРПСС) в виде уравнения
, (7)
где: - экспериментальная последовательность дискретных значений погрешности в момент времени t;
- последовательность независимых нормально распределенных случайных велечин с конечной дисперсией ( ) и нулевым средним ("белый шум");
Р, q - соответственно порядок процессов авторегрессии и скользящего среднего;
- коэффициент авторегрессии i-го порядка;
- коэффициент скользящего среднего j-го порядка.
3.2.1. При расчете МПИ принимают, что изменение во времени погрешности прибора является случайным процессом.
При эксперименте наблюдаемые значения погрешности составляют единичную случайную реализацию на множестве возможных исходов этого процесса. Вероятность выхода этого случайного процесса за допускаемую зону определяется как потенциальная возможность осуществления такого события на множестве возможных исходов, которые наблюдались бы при многократных экспериментах на теплосчетчике (или на ФБ).
Информация, содержащаяся в такой реализации, достаточна для установления параметров математической модели случайных процессов измерений во времени погрешности этого прибора по формуле (7) п. 3.4.
3.2.2. Множество возможных исходов (ансамбль реализаций) наблюдалось бы в случаях, если бы эксперимент на рассматриваемом теплосчетчике (или на его ФБ) можно было бы повторить требуемое количество раз без последствий.
3.2.3. Оценку параметров случайного процесса изменения во времени погрешности приборов проводят по результатам испытаний, проводимых в лабораторных условиях на серийных образцах ( опытных образцах или макетах) приборов.
3.2.4. При испытаниях выполняют измерения контролируемого параметра (погрешности прибора) через равные интервалы времени.
3.2.5. В каждой точке проводят одно измерение контролируемого параметра.
3.2.6. Испытаниям подвергают не менее трех образцов каждого прибора.
3.2.7. Измерения контролируемого параметра могут проводиться в нескольких фиксированных точках диапазона измерений приборов как при прямом, так и при обратном подходе к выбранной точке.
3.2.8. Для корректного определения модели АРПСС и обеспечения необходимой точности оценки МПИ каждая экспериментальная последовательность значений контролируемого параметра должна состоять не менее, чем из 40 измерений (N) за время испытаний (Т);интервал между измерениями ( t) определяют соотношением
. (8)
3.2.9. Продолжительность испытаний (Т) принимают равной 1/3-1/2 от значений МПИ для средств измерений - аналогов. При отсутствии таких аналогов продолжительность испытаний принимают равной одному году.
3.2.10
...