Промышленные градусы: метрологическое обеспечение в области контактной и бесконтактной термометрии

Устройства для бесконтактной и контактной термометрии и их поверка

Предприятие выпускает эталонные и рабочие средства измерений температуры в диапазоне от минус 196 °С до 1800 °С – это преобразователи термоэлектрические эталонные платиновой группы ППО и ПРО 1-го, 2-го и 3-го разряда, преобразователи термоэлектрические рабочие из благородных и неблагородных металлов, а также термометры сопротивления эталонные 3-го разряда ТСП 0307 и рабочие термопреобразователи сопротивления  ТСП , ТСМ со множеством конструктивных исполнений. Бесконтактные средства измерений температуры представлены пирометрами для различных нужд, охватывающими диапазон измерений от минус 40 °С до 2500 °С. С появлением и ростом количества рабочих бесконтактных СИ растет потребность в средствах их поверки и калибровки, а значит, и в разработке и производстве эталонов 1-го и 2-го разрядов. Большая часть разрабатываемых средств измерений подвергается испытаниям с целью утверждения типа и вносится в Госреестр.

Как объяснила Елена Макарова, руководитель группы по сбыту продукции «Эталон», в последние полтора года возник дефицит импортных датчиков температуры. Они были установлены в импортном оборудовании и теперь постепенно выходят из строя.

«Мы столкнулись с увеличением запросов на изготовление оборудования. Особенно много заявок на импортозамещающие датчики температуры. Мы и раньше выполняли индивидуальные заказы, сейчас это особенно востребовано. Конечно, мы не все заявки можем выполнить из-за отсутствия комплектующих, но всегда предлагаем замену. Сейчас нами запущены в производство 35 типов импортозамещающих датчиков температуры и 16 типов импортозамещающего метрологического оборудования для контактной и бесконтактной термометрии. Нашим предприятием выпускается линейка эталонных излучателей в виде моделей абсолютно черных тел , соответствующих второму разряду государственной поверочной схемы для средств измерений температуры (ГОСТ 8.558-2009) и перекрывающих диапазон воспроизведения температуры от минус 40 до 2500 °С, что позволяет полностью оснастить оборудованием поверочную или калибровочную лабораторию», – отметила эксперт.

Конечно, сейчас сроки изготовления выросли, так как часто приходится искать замену ранее используемым комплектующим на рынке. В среднем на разработку оборудования уходит от нескольких месяцев до полутора лет . Также некоторое время уходит на прохождение процедуры утверждения типа и внесения в Госреестр СИ.

Как и любые измерительные приборы, термометры нуждаются в периодической поверке, которая необходима, чтобы выявлять возможные ошибки измерений и корректировать их для достижения наиболее точных результатов. Для этого создаются специальные установки по поверке и калибровке термометров, рабочий диапазон которых составляет от -200 °С до +1800 °С. Например, специализированные установки УПСТ-2М и АРМ ПТС используются для поверки и калибровки преобразователей термоэлектрических и термопреобразователей сопротивления. В качестве устройств воспроизведения температур используются термостаты, криостаты и печи собственного производства.

Все метрологическое оборудование, созданное компанией «Эталон», эксплуатируется в центрах стандартизации и метрологии и метрологическими службами различных предприятий России в нефтегазовой и машиностроительной отраслях, энергетике, металлургии, строительстве и других сферах.

Что такое автоматизированное место для поверки

По словам ведущего инженера СКБ АО «НПП «Эталон» Александра Куликанова, одним из решений для проведения автоматизированной поверки датчиков температуры является АРМ ПТС . Применение автоматизированного рабочего места существенно сокращает трудоемкость работ, исключает ошибки ручной обработки результатов измерений, позволяет автоматически формировать протокол поверки, а также сохранять в ЭВМ результаты измерений с указанием даты выполнения поверки, что дает возможность отслеживать старение параметров термопреобразователей.

Автоматизированное рабочее место для поверки термометров сопротивления с диапазоном от -196 до +600 °C представляет собой блочно-модульный метрологический комплекс, состоящий из приборов и оборудования, объединенных в измерительный комплекс, и управляемый с помощью персонального компьютера, предназначено для проведения автоматизированной поверки (калибровки) и градуировки термопреобразователей сопротивления (ТС) в соответствии с ГОСТ 8.461-2009 и комплектов ТС, предназначенных для измерения разности температур.

В качестве эталонного средства измерения должен использоваться платиновый эталонный термометр сопротивления с номинальным значением сопротивления при 0 °C не менее 10 Ом.

В минимальный комплект поставки входят: коммутатор измерительный КИ9901, термостат ТН-1М, термостат паровой ТП-2, комплект ЗИП, термометр сопротивления эталонный ЭТС-100, программное обеспечение, руководство по эксплуатации, методика поверки, паспорт.

При больших объемах выполняемых работ в состав АРМ ПТС можно включать до трех регулируемых термостатов, в которых устанавливаются требуемые значения температуры.

Время проведения поверки десяти термометров сопротивления по ГОСТ 8.461-82 составляет в нулевом (паровом) термостате после стабилизации температуры в нем не более 10 минут. Время стабилизации температуры в термостате, кроме характеристик самого термостата, зависит также от массы датчика, его длины и конструкции.

Время поверки пяти комплектов термопреобразователей сопротивления для измерения разности температур в теплосчетчиках не превышает двух часов при проведении поверки в трех температурных точках с использованием одного регулируемого термостата типа ТР-1М.

Процесс поверки можно значительно ускорить при одновременном использовании трех термостатов ТР-1М (АРМ ПТС позволяет это сделать), каждый из которых заранее выведен на одну из трех требуемых температур. В этом случае время поверки тех же пяти комплектов термопреобразователей составит 80 минут.

Возможности и функции автоматизированных средств для поверки

Автоматизированное рабочее место позволяет:

1. проводить поверку в автоматизированном режиме под управлением персонального компьютера;
2. работать с программным обеспечением «АРМ поверки ТС» в диалоговом режиме;
3. управлять коммутатором измерительным;
4. устанавливать требуемую температуру в термостате;
5. иметь возможность оперативно выбирать параметры (α, Ro по ГОСТ 6651 2009) поверяемых ТС и эталонного термометра сопротивления;
6. обеспечивать проверку работоспособности ТС перед их поверкой;
7. поверять и градуировать до десяти термопреобразователей сопротивления при одновременной загрузке их в термостат;
8. поверять ТС с НСХ преобразования 10П, Pt10, 10М, 50П, Pt50, 50М, 100П, Pt100, 100М, 500П, Pt500, 1000П, Pt1000 по двух-, трех- и четырехпроводным схемам подключения;
9. калибровать и поверять комплекты ТС, предназначенные для измерения разности температур;
10. просмотреть результаты предыдущих поверок выбранного ТС;
11. обеспечивать контроль параметров установки с формированием соответствующих протоколов;
12. выбирать величины измерительного тока;
13. компенсировать термо-ЭДС , возникающую в измерительной цепи, измерением напряжения на поверяемых датчиках при разных направлениях измерительного тока;
14. видеть индикацию номера измерительного канала, по которому в данный момент измеряется сопротивление поверяемого термопреобразователя сопротивления.

Компьютер управляет работой установки при помощи программы «АРМ поверки ТС» и обеспечивает полную автоматизацию поверки датчиков, за исключением процедуры подключения датчиков к установке и помещения их в термостат.

Все режимы и параметры работы установки задаются пользователем в диалоговом режиме работы с персональным компьютером. Передача всех команд от компьютера к коммутатору КИ9901 производится по последовательному каналу связи с использованием интерфейса RS-232. Команды компьютера, предназначенные термостатам, транслируются коммутатором в соответствующий прибор с последующей выдачей ответа в компьютер.

Результаты всех поверок (градуировок) выводятся на экран монитора компьютера либо на принтер, а также сохраняются в базе данных. Это позволяет при необходимости найти и просмотреть ранее полученную информацию.

Планы по импортозамещению

Бесконтактные средства измерений температуры представлены пирометрами для различных нужд, охватывающими диапазон измерений от минус 40 °С до 2500 °С. С появлением и ростом количества рабочих бесконтактных СИ растет потребность в средствах их поверки и калибровки, а значит, и в разработке и производстве эталонов 1-го и 2-го разрядов.

За последние полгода в производство были запущены три совершенно новых изделия

• Прошли процедуру утверждения типа и запущены в производство излучатели в виде модели абсолютно черного тела АЧТ 75/50/600, которые соответствуют второму разряду государственной поверочной схемы для средств измерений температуры (ГОСТ 8.558-2009).

По словам Александра Карпенко, ведущего инженера СКБ, разработчика данного устройства, у излучателей есть следующие достоинства:

• востребованный диапазон температур от 50 до 600 С°;
• оптимальный диаметр излучающей полости 75 мм;
• высокий коэффициент излучения полости 0,996;
• работа без внешнего эталонного термопреобразователя;
• индивидуальная калибровка.

Управление излучателем возможно как с ПК, так и с лицевой панели. Устройство имеет малое время перехода с одного режима на другой и быструю стабилизацию на заданном режиме, что позволяет оперативно менять температуру установки и перемещаться внутри рабочего диапазона;

• Прошли процедуру утверждения типа и запущены в производство импортозамещающие взрывозащищенные преобразователи термоэлектрические ТПП 2101;
• Разработано и запущено в производство новое импортозамещающее изделие – вставки термометрические ВТ 2202. Вставки термометрические ВТ 2202 имеют блочно-модульную конструкцию. Унифицированная конструкция позволяет подобрать вставку, подходящую практически для любых датчиков температуры и технических условий, что приводит к снижению стоимости изделия.

В дальнейшем предприятие планирует расширять ассортимент датчиков температуры и метрологического оборудования.

В рамках семинаров компании «Эталон», посвященных метрологическому обеспечению предприятий, первый заместитель министра промышленности и научно-технического развития Омской области Игорь Лукьянов отметил, что в современных условиях решение вопросов импортозамещения, повышения эффективности промышленной деятельности и качества выпускаемой продукции невозможно без организации современного метрологического обеспечения производства, получения достоверных результатов измерений на каждом его этапе – от сырья до готовой продукции.