Международная система обеспечения единства измерений и
advertisement
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 210-8 % 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 8,010 до 1,510 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 110-7 % до 99,5 % и массовой концентрации в диапазоне от 8,010-3 мг/м3 до 1,5103 мг/м3 в газовых смесях А5 Фотометрическая установка для воспроизведения единицы молярной доли озона в диапазоне от 310-7 % до 1103 % ПЭГС – первичные эталонные газовые смеси ПЭИМ – первичные эталонные источники микропотоков Комплексы и установки для передачи единиц молярной доли компонентов в диапазоне от 210-8 % до 99,99999 % и массовой концентрации компонентов в диапазоне от 8,010-3 мг/м3 до 1,5103 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
