Международная система обеспечения единства измерений и

реклама
Вторая Всероссийская
конференция «Метрология и
стандартизация нефтегазовой
отрасли 2012 года» 3-8 октября
2012 года
Санкт-Петербург
Международная система обеспечения
единства измерений и роль ВНИИМ в
международной метрологической
инфраструктуре
Кустиков Ю. А. Заместитель директора по международным
работам, ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
Содержание
1.
Международная система обеспечения
единства измерений
2.
Роль ВНИИМ в международной
метрологической инфраструктуре
3.
Обеспечение международной
прослеживаемости измерений при
учете энергоносителей
2
1 Международная система
обеспечения единства
измерений
3
Взаимодействие элементов
международной системы обеспечения
единства измерений
Генеральная Конференция по
мерам и весам (ГКМВ)
Международный Комитет
мер и весов (МКМВ)
Международное Бюро
мер и весов (МБМВ)
Консультативные Комитеты
Метрическая Конвенция
1875 г.
Договоренность о взаимном
признании и эквивалентности
национальных эталонов
(CIPM MRA) 1999г
Международные сличения эталонов
Международная база данных
калибровочных и измерительных
возможностей (KCDB)
Ассоциации национальных
метрологических институтов
(РМО)
Национальные метрологические
институты
Национальные законы об
обеспечении единства измерений
4
Ведущие национальные
метрологические институты в
международной системе обеспечения
единства измерений
5
Договоренность о взаимном признании национальных
эталонов и сертификатов калибровки и измерений,
выдаваемых национальными метрологическими
институтами
СIPM MRA
88 НМИ из 51 государств,
34 ассоциативных члена, IAEA, IRMM, WMO
Ключевые сличения
Международная база
данных
высших калибровочных
и измерительных
возможностей НМИ
Системы менеджмента
качества НМИ,
удовлетворяющие
требованиям
ИСО/МЭК 17025 и
Руководства ИСО 34
Договоренность о взаимном признании
национальных эталонов сертификатов
калибровки и измерений, выдаваемых
национальными метрологическими институтами
(CIPM MRA) 1999 г.
Цели:
• Установить степень эквивалентности национальных
измерительных эталонов, поддерживаемых НМИ;
• Обеспечить взаимное признание сертификатов
калибровки и измерений, поддерживаемых НМИ;
• Тем самым обеспечить правительства и другие органы
надёжной технической базой для более широких
договорённостей в отношении международной
торговли, коммерческой деятельности и делах по
нормативной документации.
ИЗМЕРЕНИЕ В ОДНОМ МЕСТЕ ОДИН СЕРТИФИКАТ ОБЩЕЕ ПРИЗНАНИЕ
МКМВ – Международный комитет по мерам и весам
МБМВ – Международное бюро мер и весов
РМО – региональная метрологическая организация
Обеспечение международной
прослеживаемости и признания
измерений в приоритетных направлениях
экономики РФ
Топливоэнергетический
комплекс
Международная
торговля
Инновационные
технологии
(нано-,
биотехнологии,
фармацевтика и др.)
Международная база
данных
калибровочных и
измерительных
возможностей (KCDB)
http://www.bipm.org
http://kcdb.bipm.org/A
ppendixC
Формируется в
результате
проведения
ключевых сличений и
установления
эквивалентности
эталонов
Безопасность
продуктов
питания
Охрана
здоровья
Охрана
окружающей
среды
9
Количество сличений,
зарегистрированных в БД МБМВ, для 20
ведущих стран на 13-09-2012
10
Количество калибровочных и измерительных
возможностей, зарегистрированных в БД МБМВ
для 20 ведущих стран на 13-09-2012
11
Лидирующее положение России по
количеству измерительных и
калибровочных возможностей (СМС) в
международной базе данных (KCDB) по
отдельным областям измерений
Количество СМС
Место в
KCDB
Газовый анализ
361
1
Время и частота
36
1
Электричество и магнетизм
325
2
Ионизирующие излучения
- нейтронное излучение
- -, -, рентгеновское излучения
- активность радионуклидов
295
2
72
2
Наименование измерения
Акустика, вибрация и удар
ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 1109 CMC
12
2. Роль ВНИИМ в
международной
метрологической
инфраструктуре
13
Вклад ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Эталонная база
Международные
сличения
Калибровочные и
измерительные
возможности
14
Количество ключевых и дополнительных
сличений с участием российских
метрологических институтов.
15
Количество позиций калибровочных и
измерительных возможностей российских
метрологических институтов
16
3. Обеспечение
международной
прослеживаемости и
признания
результатов
измерений при учете
энергоносителей
17
Обеспечение международной
прослеживаемости и признания
результатов измерений при учете
энергоносителей
Уголь
Нефть и
нефтепродукты
Природный газ
Сжиженный
природный газ
Ядерное топливо
Электроэнергия
обогащение
(содержание
радионуклидов
U235),
активность
примесных
радионуклидов
мощность
(количество
электроэнергии)
Измеряемые параметры энергоносителей
масса (расход,
уровень,
плотность)
масса
объем (расход,
скорость)
масса
энергия сгорания
сера
компонентный состав
сероводород, меркаптаны
температура, давление
вода
Международно признанные калибровочные и измерительные возможности
Национальные эталоны
18
3.1 Обеспечение
международной
прослеживаемости
измерений электрической
мощности
19
ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
Государственный первичный эталон
единицы электрической мощности
ГЭТ 153-86
Основные характеристики:
Диапазоны:
U: 1 …300 В
I:1·10-2 …10 А
Kp:-1… 0 …+1
F: 45… 500Гц
НСП воспроизведения
единицы мощности
(10… 30) ·10-6 (до 500Гц)
СКО воспроизведения
единицы мощности
(5… 10) ·10-6
20
Оценка соответствия ГЭТ 153-86
мировому уровню
Ключевые сличения эталонов единицы
электрической мощности ККЭМ-К5 МКМВ 2000 г.
Декларируемая неопределенность
Германия
РТВ
3 -10
США
NIST
10 - 35
Англия
NPL
41
х10-6
Швеция
SP
40
Канада
NRC
Россия
VNIIM
10 -30
20 – 50
21
Оценка соответствия ГЭТ 153-86
мировому уровню
Ключевые сличения эталонов единицы
электрической мощности АРМР.ЕМ-К5.1 (50/60 Гц
AC Power) (2010-2013)
Участники сличений
1
2
3
Национальный институт
метрологии, NIM, Китай
координатор
NML-SIRIM, Малайзия
NMC, Сингапур
4
Национальный институт
измерений, Австралия
7
Лаборатория измерительных
эталонов, MSL, Новая
Зеландия
8
Лаборатория эталонов и
калибровки, SCL, Гонконг
9
Лаборатория эталонов
мощности и энергии, MASM,
Монголия
10
Национальный институт
эталонов, NIS, Египет
5
Национальная измерительная
лаборатория, CMS/ITRI,
Тайвань
11
ФГУП «ВНИИМ им. Д. И.
Менделеева», VNIIM,
Россия
6
JEMIC, Япония
12
KRISS, Корея
22
3.2 Обеспечение
международной
прослеживаемости
измерений активности
радионуклидов
23
ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
Государственный первичный эталон единицы
активности радионуклидов (ГЭТ 6-95)
Основные характеристики:
Диапазон воспроизведения
единицы активности
альфа-гамма и бета-гамма р/н
1 102 - 2·106 Бк
НСП 5·10-3 - 1·10-2
СКО
1·10-3 -5·10-3
Диапазон воспроизведения
единицы активности
cпонтанно-делящихся р/н
5 104 - 1·109 Бк
НСП 1·10-2 - 2·10-2
СКО
1·10-3 -5·10-3
в зависимости от типа р/н
24
Оценка соответствия ГЭТ 6-95 мировому
уровню
Результаты ключевых сличений в области
измерений активности Pu-238 в растворе,
2003г.
25
Оценка соответствия ГЭТ 6-95 мировому
уровню
Участие ВНИИМ в ключевых сличениях
в области измерений активности
радионуклидов
Шифр сличений
Радионуклид
Год
Участники
CCRI(II)-K2.Cs-137
Cs- 137
2007
Словакия, Белоруссия, Куба
CCRI(II).RI(II)-K2.Am-241
Am-241
2006
Словакия, Белоруссия, Куба
CCRI(II).RI(II)-K2.Eu-152
Eu-152
2009
Словакия, Белоруссия, Куба
CCRI(II)-K2.Tc-99
Tc-99
2012
22 национальных метрологических
института
CCRI(II)-K2.Tc-99m
Tc-99m
2013
Планируются
26
3.3 Обеспечение
международной
прослеживаемости
измерений массы
27
ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»
Государственный первичный эталон
единицы массы ГЭТ 3-2008
Национальный прототип № 12
Основные характеристики:
Номинальное значение
1 кг
Суммарная неопределенность
при воспроизведении единицы
2,3 мкг
Нестабильность
0,25 мкг
СКО передачи единицы
3 мкг
Компаратор массы CC1000 SL
фирмы «Сарториус», Германия
Наибольший предел измерений
1 кг
СКО результатов измерений при
передаче единицы
2 мкг
28
Оценка соответствия ГЭТ 3-2008
мировому уровню
Ключевые сличения CCM.M-K5 эталона
единицы массы свыше 1 кг
Декларируемая неопределенность, мг
Китай, NIM
Россия, VNIIM
США, NIST
Германия, РТВ
0,087
0,062
0,076
0,070
29
3.4 Обеспечение
международной
прослеживаемости
измерений скорости и
расхода газа и жидкости
30
ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»
Государственный
специальный эталон
единицы скорости
воздушного потока
ГЭТ 150-85
Диапазон воспроизведения скорости
воздушного потока, м/с
0,1-100 ; СКО=0,2% ; НСП=0,2%
Рабочий эталон единиц объема
и массы жидкости,
протекающей по трубопроводу
РЭ ВТ 6-98
Диапазон измерений расхода (объемного)
жидкости, м3/ч : 0,012- 320
Диапазон измерений расхода (массового)
жидкости, кг/ч : 12- 320000
Пределы допускаемой относительной
погрешности при измерении объема и массы
жидкости, % :
0,03 – 0,3
31
Оценка соответствия ГЭТ 150-85
мировому уровню
Ключевые сличения эталонов единицы
скорости воздушного потока APMP.M.FF-K3
(20 м/c и 2 м/c)
APMP Air Speed Key
Comparison (APMP.M.FF-K3)
•
•
•
•
•
•
1
2
3
4
5
6
NMIJ, AIST, Japan (Pilot Lab.)
KRISS, Korea
VNIIM, Russia
NMC, A*STAR, Singapore
NIST, USA
CMS/ITRI, Chinese Taipei
32
Оценка соответствия РЭ ВТ 6-98
мировому уровню
Ключевые сличения эталонов единицы расхода
жидкости APMP.FF-K1 KC (Re=254000 и
Re=561000)
APMP Water Flow
Key Comparison (APMP.FF-K1 KC)
• Degree of equivalence di of
Re = 254,000, where di is defined as
di =Ki-KCRV
A KRISS, Korea (Pilot Lab.)
B NMIJ, Japan
C VMI, Vietnam
D CMS, Taiwan
E NIM, China
F VNIIM, Russia
Degree of equivalence di of
Re = 561,000, where di is defined as
di =Ki-KCRV
33
3.5 Обеспечение
международной
прослеживаемости
измерений уровня
жидкостей
34
ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»
Государственный первичный эталон
единицы длины - метра ГЭТ 2-2010
Основные характеристики:
номинальная длина волны
лазера - λ=633 нм
НСП 2,2·10-12
СКО
5,6·10-12
35
Оценка соответствия ГЭТ 2-2010
мировому уровню
Ключевые сличения эталонов единицы
длины BIPM.L-K11
36
3.6 Обеспечение
международной
прослеживаемости
измерений энергии
сгорания
37
ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
Государственный первичный эталон единиц
энергии сгорания, удельной энергии
сгорания и объемной энергии сгорания (ГЭТ
16-2010)
1. Комплекс аппаратуры бомбовой калориметрии
Неопределенности при воспроизведении
единиц:
энергии
сгорания
удельной энергии
сгорания
≤ 4·10-5
u0A
u0B
2,1·10-5
2,2·10-5
U 0P
9·10-5
9·10-5
2. Комплекс аппаратуры газовой калориметрии
Неопределенности при воспроизведении единицы объемной энергии сгорания
u0A
5,5·10-4
u0B
4,4·10-4
U0P
14·10-4
38
Газовые калориметры в составе ГЭТ 162010
Новый газовый калориметр
«КАТЕТ»
Модернизированный газовый
калориметр «В-06АК»
39
Оценка соответствия ГЭТ 16-2010
мировому уровню
Сличения Национальных эталонов энергии
сгорания на основе бензойной кислоты
(тема № 228/UA-а/01 КООМЕТ)
Образец 1. Бензойная кислота
марки К-3 (Россия)
26453
26451
26449
26447
26445
26443
26441
26439
26437
26435
26433
26431
26429
26427
26425
Ref
BRLM,
Румыния
ВНИИМ,
Россия
ННЦИМ,
Украина
NIM,
Китай
q , J/g
Ref
BRLM,
Румыния
ВНИИМ,
Россия
ННЦИМ,
Украина
NIM,
Китай
q , J/g
26443
26441
26439
26437
26435
26433
26431
26429
26427
26425
26423
26421
Образец 2. Бензойная кислота
(Китай)
40
3.7 Обеспечение
международной
прослеживаемости
измерений компонентного
состава природного газа и
сжиженного природного
газа
41
ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
Государственный
первичный эталон единиц молярной доли и массовой
Комплексы и установки для воспроизведения единиц молярной доли компонентов в диапазоне от 210-8 % до
-3 мг/м3 ГЭТ
3 мг/м
3 в газовых
концентрации
компонентов
газовых
средах
154
(2011
г.)смесях
99,99999
% и массовой концентрации
компонентов ввдиапазоне
от 8,010
до 1,510
А1 Хроматографический комплекс для
аттестации чистых
газов: N2, O2, He, Ar,
CO, CO2, Ne, H2, Kr,
Xe, N2O, CH4, C2H2,
C2H4, C2H6, C3H6,
C3H8
А2 Хроматографический комплекс для аттестации чистых
органических
газов и
жидкостей
А3 ИК и УФ спектрометрическая
установка для
аттестации примесей
NO, NO2, H2S, SO2,
Cl2, HCl, HF, F2,
COCl2, HCN и др. в
чистых газах
А4 Гравиметрический
комплекс для
воспроизведения
молярной доли в
диапазоне от 110-7 % до
99,5 % и массовой
концентрации в
диапазоне от 8,010-3
мг/м3 до 1,5103 мг/м3 в
газовых смесях
А5 Фотометрическая установка
для
воспроизведения
единицы
молярной доли
озона в
диапазоне от
310-7 % до 1103 %
ПЭГС – первичные эталонные газовые смеси
ПЭИМ – первичные эталонные источники микропотоков
Комплексы и установки для передачи единиц молярной доли компонентов в диапазоне от 210-8 % до 99,99999 % и
массовой концентрации компонентов в диапазоне от 8,010-3 мг/м3 до 1,5103 мг/м3 в газовых смесях
Б1 Комплекс для измерения молярной
доли компонентов в многокомпонентных
углеводородных газовых смесях
Б2 Установка для измерения молярной
доли и массовой концентрации
углеводородов
(С7 – С15), галоген-, кислород- и
серосодержащих органических
соединений в газовых смесях
Б3 Комплекс для измерения
молярной доли CO, CO2, CH4, C3H8,
NO, SO2, О2, C2H5OH, СН2О, бензола,
ацетона и др. в бинарных и
многокомпонентных газовых смесях
Б4 Комплекс для измерения молярной
доли и массовой концентрации NO, NO2,
NH3, H2S, SO2, Cl2, HCl, HF, F2 и др. в
газовых смесях на основе химически
активных газов
Б5 Установка для динамического
масштабного преобразования молярной
доли и массовой концентрации
компонентов в газовых смесях
Б6 Комбинированная установка на
озон
ЭС – газовые смеси
ЭС – источники микропотоков
42
ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
Государственный первичный эталон единиц
молярной доли и массовой концентрации
компонентов в газовых средах
ГЭТ 154
43
Оценка соответствия ГЭТ 154 мировому
уровню
Сличения CCQM-K23а (2004-2005)
Природный газ типа I
44
Оценка соответствия ГЭТ 154 мировому
уровню
Сличения CCQM-65
Меркаптаны в метане
45
3.8 Обеспечение
международной
прослеживаемости
измерений плотности и
вязкости жидкостей
46
ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
Государственный первичный эталон
единицы плотности ГЭТ 18-2000
Основные характеристики:



плотность эталонной сферы
453,4660 кг/м3
НСП воспроизведения единицы
плотности 2,1*10-3;
СКО воспроизведения единицы
плотности 4,0*10-4
47
Оценка соответствия ГЭТ 18-2000
мировому уровню
Ключевые сличения эталонов единицы
плотности
 2007-2011 г. Ключевые сличения ССМ.D-K2
(сличения жидких стандартов плотности)
Страны участники:
Германия, Австрия, Канада, Россия, Венгрия,
Япония, Корея, Мексика. Результаты сличений в
обработке.
 2009-2012 г.г. Ключевые сличения EUROMET1031.
Страны участники:
Италия, Франция, Германия, Финляндия,
Великобритания, Португалия, Россия, Испания,
Швейцария, Греция, Австрия, Румыния, Хорватия,
Египет, Япония, Корея, Мексика.
 Сличения в процессе выполнения.
48
ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
Государственный первичный эталон
единицы вязкости ГЭТ 17-96
Государственный первичный
эталон единицы
кинематической вязкости
(ГЭТ 17-96)
воспроизводит единицу
кинематической вязкости в
диапазоне от 1,0 до 105 мм2/с со
средним квадратическим
отклонением (СКО) результата
измерений, не превышающим
1,5·10-4 и неисключенной
систематической погрешностью
(НСП), не превышающей 2·10-3
49
Оценка соответствия ГЭТ 17-96
мировому уровню
Ключевые сличения эталонов единицы
кинематической вязкости ССМV.K-2
Сличения по вязкости при температуре 20 С
CCM.V-K2
Kinematic viscosity of liquid B1 (20°C) n R = 1285,57 mm²/s
Degrees of equivalence D i and expanded uncertainty U i (k = 2)
10
6
4
2
0
-2
-4
-6
NPLI
NIS
IPQ
INM(RO)
CENAM
BEV
VNIIM
UME
SMU
PTB
NRCCRM
NIM
NMi-VSL
NMIJ
GUM
CANNON
-10
IMGC-CNR
-8
BNM-LNE
2
Di = (n i - n R) / (mm /s)
8
50
3.9 Обеспечение
международной
прослеживаемости
измерений давления и
температуры газов и
жидкостей
51
ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
Государственный
первичный эталон
единицы давления – паскаля ГЭТ 23-2010
Основные характеристики:
Диапазон воспроизведения
20 кПа – 10 МПА
НСП 1,5·10-5
СКО
2·10-6
Страна
СКО
НСП
Китай
1,9·10-6
1,5·10-5
Германия
1,5·10-6
1,2·10-5
Франция
1,8·10-6
1,3·10-5
2·10-6
1,5·10-5
1,8·10-6
1,4·10-5
Великобритания
США
52
Оценка соответствия ГЭТ 23-2010
мировому уровню
Ключевые сличения эталонов единицы
давления – паскаля. EUROMET.M.P-K3.a,
COOMET.M.P-K1, COOMET.M.P-K2
CCM.P-K7, APMP.M.P-K7 & K7.1, EUROMET.M.P-K4 and COOMET.M.P.K2 - Nominal pressure 60 MPa
Degrees of equivalence: D i and expanded uncertainty U i (k = 2)
100.0
80.0
60.0
-6
Di / 10
40.0
20.0
0.0
-20.0
-40.0
-60.0
VMC
INM
BelGIM
VNIIM
SMU
MSL
NML-SIRIM
CMI
IPQ
METAS
UME
NMi-VSL
MIKES
SP
CEM
NIM
NIMT
CMS/ITRI
KIM-LIPI
NML-SIRIM
NMIA
SCL
KRISS
VMI-STAMEQ
Red diamonds: participants in CCM.P-K7
Green triangles: participants in APMP.M.P-K7 only
Blue squares: participants in EUROMET.M.P-K4 only
Orange circles: participants in APMP.M.P-K7.1 only
Pink asterisks: participants in COOMET.M.P-K2 only
NIS
CSIR-NML
NPLI
NMIJ
NRC
NIST
CENAM
NPL
LNE
INRIM
PTB
-100.0
SPRING Singapore
-80.0
53
ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»
Государственный
первичный эталон
единицы температуры в диапазоне от 0 до
3000 ˚С ГЭТ 34-2007
Метрологические
характеристики
Часть 1 (контактная)
Диапазон:
от 0,01 до 961,78 ˚С
Расширенная
неопределенность (К=2):
от 0,08·10-3 ºС до 3,4·10-3 ºС
Часть 2 (бесконтактная)
Диапазон:
от 961,78 до 3000 ˚С
Расширенная
неопределенность (К=2):
от 0,22 ºС до 2,8 ºС
54
Оценка соответствия ГЭТ 23-2010
мировому уровню
Ключевые сличения эталонов единицы
температуры
KC-7 (тройная точка воды)
55
ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ ГЭТ 23-2010
МИРОВОМУ УРОВНЮ
КЛЮЧЕВЫЕ СЛИЧЕНИЯ ЭТАЛОНОВ ЕДИНИЦЫ
ТЕМПЕРАТУРЫ
КС-3 (ДИАПАЗОН ОТ 0 ДО 660,323 ˚С)
3
1 - VSL
2 - IMGC
2
3 - NRC
4 - VNIIM
1
5 - PTB
del T, mk
0
6 - NPL
7 - SMU
-1
8 - NML
-2
9 - MSL
10 - KRISS
-3
11 - NIM
12 - NRLM
-4
13 - BNM
-5
0
1
2
3
4
Название лаборатории
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
56
Разрешение на использование логотипа CIPM MRA
Я, проф. Эндрю Воллард, Директор Международного Бюро мер и весов
(МБМВ), от имени Международного Комитета мер и весов (МКМВ),
настоящим разрешаю Институту Метрологии им. Д.И.Менделеева
(ВНИИМ), Ростехрегулирование, Российская Федерация, размещать
логотип CIPM MRA на своих сертификатах о калибровке и измерениях,
проводимых в соответствии со своими Калибровочными и
Измерительными Возможностями (СМС), опубликованными в Приложении
С Договорённости о признании сертификатов о калибровке (CIPM MRA) и
перечисленными в международной Базе Данных по ключевым сличениям
МБМВ.
Данное Разрешение на использование логотипа МРА МКМВ выдаётся на
условиях соблюдения Институтом Метрологии им. Д.И.Менделеева
(ВНИИМ), Ростехрегулирование России, Руководства по использованию
логотипа CIPM MRA и может быть отозвано при нарушении любого из
положений вышеуказанного Руководства.
Данное Разрешение действительно в течение двух лет, после чего
подлежит ежегодному пролонгированию автоматически.
Проф. Эндрю Воллард,
Директор МБМВ
13 октября 2006 года
Спасибо за внимание
Скачать