ГОСТ Р ИСО 11943-2010 Гидропривод объемный. Интерактивные автоматические системы подсчета частиц в жидкости. Методы калибровки и аттестации

ГОСТ Р ИСО 11943-2010

Группа Т58

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГИДРОПРИВОД ОБЪЕМНЫЙ

Интерактивные автоматические системы подсчета частиц в жидкости. Методы калибровки и аттестации

Hydraulic fluid power. On-line automatic particle-counting systems for liquids. Methods of calibration and validation

ОКС 23.100.60

ОКП 02 5000

41 4000

Дата введения 2011-12-01

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ 1.0-2004* "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

______________

* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ Р 1.0-2004. - .

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АНО "НИЦ КД") и Самарским государственным аэрокосмическим университетом им. академика С.П.Королева (СГАУ) на основе аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 457 "Качество воздуха"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 ноября 2010 г. N 618-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 11943:1999* "Гидропривод объемный. Интерактивные автоматические системы подсчета частиц в жидкости. Методы калибровки и аттестации" (ISO 11943:1999 "Hydraulic fluid power - On-line automatic particle-counting systems for liquids - Methods of calibration and validation")

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

В гидросистемах объемных гидроприводов передача энергии и управление ей осуществляются с помощью жидкости под давлением внутри закрытой цепи. Жидкость является одновременно смазкой и средством передачи энергии.

Для надежной работы гидросистемы необходимо контролировать уровень чистоты жидкости. Качественное и количественное определение твердых загрязнителей в жидкости требует точности при получении пробы и определении распределения частиц загрязнителя по размерам.

Автоматические счетчики частиц являются общепринятыми средствами для определения размера твердых частиц и распределения частиц по размерам. Погрешность конкретного прибора определяют при калибровке.

При использовании автоматических счетчиков частиц, работающих в интерактивном режиме, не требуются контейнеры для проб, обеспечивается повышенная точность и более быстрый доступ к результатам подсчета частиц. Настоящий стандарт устанавливает общие положения по калибровке и аттестации интерактивных автоматических счетчиков частиц.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает основные положения по калибровке и аттестации интерактивных автоматических счетчиков частиц (АСЧ) для их последующего использования при подсчете твердых частиц, взвешенных в жидкости. В основном их применяют при многопроходном испытании фильтров по ИСО 16889.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*:

_______________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - .

ИСО 1000:1992 Единицы СИ и рекомендации по применению кратных дольных от них и некоторых других единиц (ISO 1000:1992, SI units and recommendations for the use of their multiples and of certain other units)

ИСО 1219-1:1991 Гидроприводы объемные, пневмоприводы и их компоненты. Графические обозначения и принципиальные схемы. Часть 1. Графические обозначения для общепринятого использования и применительно к обработке данных (ISO 1219-1:1991, Fluid power systems and components - Graphic symbols and circuit diagrams - Part 1: Graphic symbols)

_______________

Для однозначного соблюдения требований настоящего стандарта, выраженных в датированных ссылках, рекомендуется использовать только данный ссылочный стандарт.

ИСО 4021:1992 Гидроприводы объемные. Гранулометрический анализ. Взятие проб жидкости из линий работающих гидросистем (ISO 4021:1992, Hydraulic fluid power Particulate contamination analysis - Extraction of fluid samples from lines of an operating system)

ИСО 5598:1985 Гидроприводы объемные, пневмоприводы и их компоненты. Словарь (ISO 5598:1985, Fluid power systems and components - Vocabulary)

ИСО 11171 Приводы гидравлические. Калибровка автоматических счетчиков для подсчета частиц в жидкостях (ISO 11171, Hydraulic fluid power - Calibration of automatic particle counters for liquids)

ИСО 12103-1:1997 Транспорт дорожный. Испытательная пыль для оценки фильтра. Часть 1. Испытательная пыль пустынь Аризоны (ISO 12103-1:1997, Road vehicles - Test dust for filter evaluation - Part 1: Arizona test dust)

ИСО 16889 Приводы гидравлические. Фильтры. Оценка производительности фильтрации фильтрующего элемента методом рециркуляции (ISO 16889, Hydraulic fluid power - Filters - Multi-pass method for evaluating filtration performance of a filter element)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 5598.

4 Единицы измерений

В соответствии с ИСО 1000 используется международная система единиц (СИ).

В настоящем стандарте мкм(с) означает, что измерения размеров частиц проводятся с использованием АСЧ, откалиброванного по ИСО 11171.

5 Необходимые условия

Предполагается, что пользователи настоящей методики компетентны в работе с АСЧ и аппаратурой для испытания фильтров. Важно также, чтобы при этих испытаниях применялись соответствующие методики подготовки проб.

6 Испытательное оборудование

6.1 Автоматические счетчик(и) для подсчета частиц в жидкости или АСЧ с двумя независимыми датчиками.

6.2 Материалы и оборудование для калибровки в соответствии с ИСО 11171.

6.3 Среднедисперсная тестовая пыль ИСО (ISO MTD)* в соответствии с ИСО 12103-1, класса A3, высушенная при температуре от 110 °С до 150 °С в течение не менее одного часа, для использования в испытательном стенде, смешанная с испытательной жидкостью путем встряхивания, а затем суспензированная с помощью источника ультразвука при удельной мощности от 3000 до 10000 Вт/м.

_______________

* ISO MTD - ISO Medium Test Dust (Среднедисперсная тестовая пыль ИСО).

Примечание - В ИСО 16889 приведена методика испытания фильтров с использованием этой стандартной тестовой пыли. Для приобретения ISO MTD следует обращаться в секретариат ИСО или к членам ИСО.

6.4 Испытательная жидкость в соответствии с ИСО 16889.

6.5 Установка для подготовки пробы в интерактивном режиме, необходимая для смешивания и подачи жидкости для вторичной калибровки и аттестации, включает в себя:

a) гидробак, насос, аппаратуру кондиционирования жидкости и измерительные приборы, отвечающие требованиям по аттестации раздела 9;

b) очистительный фильтр, обеспечивающий уровень загрязненности исходной жидкости не более 5 частиц размером более 5 мкм(с) на миллилитр;

c) схему компоновки оборудования в испытательном стенде, которая не будет изменять распределение твердых частиц в жидкости за ожидаемый период испытания (см. ИСО 16889);

d) устройство отбора проб жидкости в соответствии с ИСО 4021;

e) устройство подачи загрязненной жидкости к АСЧ при постоянных расходе и температуре с отклонениями в пределах, указанных в таблице 1.

Примечания

1 Может быть использован испытательный стенд для многопроходных испытаний фильтров (см. ИСО 16889) при условии, что он прошел аттестацию в соответствии с разделом 9.

2 Другая типовая установка, признанная удовлетворительной, приведена в приложении А.

6.6 Гидравлическая цепь (при необходимости с устройством для разбавления пробы) для подсоединения интерактивного АСЧ к испытательному стенду многопроходного испытания фильтров.

Типовые схемы гидравлических цепей, признанные удовлетворительными, приведены в приложении В.

7 Погрешность измерительных приборов и параметров условий испытания

7.1 Используют измерительные приборы с погрешностью в пределах, указанных в таблице 1.

Таблица 1 - Погрешность измерительных приборов и параметров условий испытания

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Сохранение погрешности параметров условий проведения испытания в пределах, указанных в таблице 1, не обеспечивает выполнение требования по аттестации. Однако было доказано, что наилучший способ выполнения требований по аттестации - это сохранение погрешности параметров условий испытания (см. таблицу 1) при совместном применении соответствующих методик подсчета частиц и т.п.

8 Калибровка в автономном режиме

8.1 Проводят калибровку в отношении измерения размеров частиц в соответствии с указаниями изготовителя или ИСО 11171 при использовании новых АСЧ или после их очередного технического обслуживания.

8.2 Для каждого АСЧ или датчика АСЧ определяют диапазоны содержания частиц пыли по ИСО 11171 или используют рекомендованные изготовителем уровни содержания, полученные аналогичным образом.

9 Аттестация установки для подготовки проб в интерактивном режиме и определение эталона для вторичной калибровки

(См. рисунок 1).

Рисунок 1 - Блок-схема аттестации установки для подготовки пробы в интерактивном режиме и определения эталона для вторичной калибровки АСЧ

9.1 При использовании двух АСЧ или АСЧ с двумя датчиками при аттестации установки для подготовки пробы в интерактивном режиме и определения эталона для вторичной калибровки приведенную ниже последовательность действий выполняют с использованием одного АСЧ и датчика.

9.2 Используют один АСЧ и датчик, калиброванные в соответствии с 8.1 и настроенные на интегральный режим и по крайней мере на шесть различных пороговых значений содержания частиц пыли, распределенных по всему рассматриваемому диапазону размеров частиц.

9.3 Регулируют общий объем жидкости (в литрах) в установке для подготовки пробы для достижения желаемого уровня и измеряют его с погрешностью в пределах ±1%. Вязкость жидкости поддерживают в пределах (15±0,3) мм/с.

9.4 Используют очистительный фильтр, обеспечивающий уровень загрязненности исходной жидкости не более 5 частиц размером более 5 мкм(с) на миллилитр.

9.5 Определяют содержание частиц пыли, используемой при калибровке и проверке АСЧ. Содержание должно быть таким, чтобы при наименьшем размере частиц отсчет был максимальным и соответствовал содержанию, составляющему приблизительно 50% порогового значения, установленного в 8.2.

9.6 Добавляют в гидробак требуемое количество ISO MTD, подготовленной в соответствии с 6.3, и дают жидкости циркулировать в течение приблизительно 15 мин. Записывают номер партии ISO MTD.

9.7 Начинают испытание, запуская АСЧ в интерактивном режиме (рекомендуемый объем проб - 25 мл), и регистрируют отсчеты в течение 1 ч с интервалом 2 мин или в течение самого длинного периода времени, при котором будет использоваться гидросистема, равномерно распределяя по нему 30 отсчетов.

9.8 Заполняют таблицу 2, вписывая необходимые данные для каждого из полученных необработанных отсчетов частиц. Для каждого установленного порогового значения размера частиц вычисляют среднее значение и стандартное отклонение всех отсчетов по формуле

,

где - содержание частиц пыли при каждом пороговом значении ;

- общее число отсчетов частиц.

Таблица 2 - Бланк для занесения результатов вторичной калибровки АСЧ по пыли

9.9 Вычисляют допустимое стандартное отклонение для каждого размера частиц по формуле

.

Примечание - Это допустимое стандартное отклонение равно удвоенному стандартному отклонению, полученному по результатам международного анонимного исследования (см. приложение С).

9.10 Если стандартное отклонение для каждого размера частиц меньше или равно допустимому стандартному отклонению для этого размера, то аттестацию признают успешной и переходят к 9.13.

9.11 Если стандартное отклонение для заданного размера частиц превышает допустимое стандартное отклонение, то проводят повторную проверку установки для подготовки пробы и методик, а также значений расхода и объема жидкости, при которых ведется подсчет частиц с помощью интерактивного АСЧ. Принимают соответствующие меры и повторяют испытание с 9.3 по 9.10.

9.12 Вычисляют содержание частиц пыли в мл для каждого порогового значения размера частиц путем деления среднего по отсчетам на объем жидкости (мл), в котором проводился подсчет частиц.

9.13 Пересчитывают отсчеты, полученные в 9.12, в число частиц на мкг (число частиц на мл при массовой концентрации 1 мг/л) путем деления на массовую концентрацию пробы, в миллиграммах на литр. Заносят эти эталонные отсчеты в третью графу таблицы 3.

Таблица 3 - Отсчеты частиц по ISO MTD [все отсчеты интегральные и полученные для 1 мкг ISO MTD (отсчеты для миллилитра при массовой концентрации 1 мг/л)]

9.14 Во вторую графу таблицы 3 заносят результаты отсчетов (число частиц на микрограмм) для пыли, использованной при первичной калибровке АСЧ по 8.1.

9.15 В четвертую графу таблицы 3 заносят значения допустимой погрешности калибровки АСЧ для каждого размера частиц, вычисленные по формуле.

Допустимая погрешность калибровки =0,37 (отсчет по первичной калибровке во второй графе таблицы 3).

Примечание - Допустимая погрешность калибровки для соответствия была вычислена по 5%-ному отклонению размера частиц и 1 (Пуассоновское распределение), определенным по результатам международного анонимного исследования (приложение С).

9.16 Аттестуют установку для подготовки пробы, если разница между эталонными отсчетами и отсчетами для пыли, использованной при первичной калибровке АСЧ, указанными во второй графе таблицы 3, находится в пределах значений, указанных в четвертой графе, умноженных на 1,3.

Примечание - Эти эталонные отсчеты определяют распределение частиц пыли по размерам, использованной для вторичной калибровки АСЧ (с номером партии, указанным в 9.5), и будут использованы в разделах 10 и 11 для вторичной калибровки и проверки.

9.17 Если используют несколько АСЧ или АСЧ с несколькими датчиками, то допустимый разброс значений, полученных на разных АСЧ или датчиках АСЧ для каждого размера частиц, вычисляют по формуле.

Допустимый разброс =0,60+0,05 (отсчет по первичной калибровке из второй графы таблицы 3).

Записывают результаты в пятую графу таблицы 3.

Максимально допустимый разброс отсчетов частиц, полученных на разных АСЧ, должен быть не более 10% среднего отсчета частиц.

Примечание - Разброс значений, полученных на разных АСЧ, вычислен по 2,5 (Пуассоновское распределение), определенному по результатам международного анонимного исследования.

10 Методика вторичной калибровки и проверки в интерактивном режиме

(См. рисунок 2)

Рисунок 2 - Блок-схема проверки калибровки АСЧ в интерактивном режиме на соответствие требованиям

10.1 Проводят проверку калибровки АСЧ в интерактивном режиме после каждой первичной калибровки не реже одного раза в шесть месяцев или при появлении или подозрении отклонений при подсчете частиц.

Примечание - Если используют два АСЧ (АСЧ с двумя датчиками), то калибровку и проверку проводят на одном АСЧ (датчике АСЧ) по 10.1-10.10, а затем второй АСЧ (датчик АСЧ) настраивают по 10.11 в соответствии с первым.

10.2 Установку для подготовки пробы в интерактивном режиме используют в течение 24 месяцев после аттестации в соответствии с разделом 9.

10.3 Используют ISO MTD только из партии, аттестованной для вторичной калибровки АСЧ в соответствии с разделом 9 (см. таблицу 3).

10.4 Готовят суспензию ISO MTD для проверки калибровки АСЧ по 9.3-9.6.

10.5 Настраивают АСЧ на требуемые пороговые значения размера частиц, но только те, для которых были получены эталонные отсчеты частиц в соответствии с разделом 9 (см. таблицу 3).

10.6 Дают возможность суспензии для проверки калибровки АСЧ пройти через датчик АСЧ при том же значении расхода, что и при первичной калибровке.

10.7 Проводят реальную проверку АСЧ при нескольких значениях размера частиц, распределенных по диапазону, в котором он будет использован.

Примечание - Допустима интерполяция, но не экстраполяция установленных пороговых значений между проверенными точками.

10.8 Получают минимум три последовательных отсчета частиц в интерактивном режиме (после стабилизации показаний).

10.9 Вычисляют средние значения отсчетов на микрограмм (число частиц на миллилитр при массовой концентрации 1 мг/л) для каждого установленного порогового значения размера частиц путем деления значения для среднего отсчета на объем пробы (мл) и на массовую концентрацию пробы (мг/л). Полученное значение заносят в таблицу 4.

Таблица 4 - Бланк для занесения результатов проверки калибровки АСЧ

10.10 Все отсчеты частиц, полученные в 10.9, должны быть равны эталонным отсчетам, приведенным в третьей графе таблицы 3, с учетом значений допустимой погрешности калибровки АСЧ, указанной в четвертой графе, для каждого сосчитанного размера частиц.

Примечание - Приведенные выше значения допустимой погрешности калибровки АСЧ для соответствия были вычислены по 5%-ному отклонению размера частиц и 1 (Пуассоновское распределение), определенным по результатам международного анонимного исследования.

10.11 Если используют два АСЧ (или АСЧ с двумя датчиками), расположенных последовательно по потоку, то второй АСЧ должен быть калиброван с использованием такой же калибровочно-поверочной суспензии, что и первый, путем настройки пороговых значений таким образом, чтобы средние отсчеты на микрограмм (см. таблицу 4) совпадали со средними отсчетами первого АСЧ с допустимым отклонением, указанным в пятой графе таблицы 3 для каждого значения размера частиц.

Примечание - Рекомендуется повторить действия данного подраздела, поменяв местами датчики.

10.12 Если отсчеты частиц, полученные по 10.9, соответствуют установленным требованиям, то проверку можно считать выполненной и переходить к разделу 11.

10.13 Если отсчеты частиц, полученные в 10.9, не соответствуют установленным требованиям, то после выполнения корректирующих действий независимо готовят другую суспензию ISO MTD для вторичной калибровки АСЧ и повторяют проверку по 10.4-10.12.

Следует убедиться в том, что:

a) правильно настроено значение расхода через датчик;

b) правильно настроены пороговые значения размера частиц;

c) жидкость полностью дегазирована;

d) правильно определены масса, объем проб и пр.

10.14 Если после проверки по 10.13 отсчеты частиц не соответствуют установленным требованиям, то корректируют настройку АСЧ (пороговых значений) в соответствии с ИСО 11171, но при этом не используют жидкость для вторичной калибровки АСЧ, подаваемую в интерактивном режиме, а также эталонные отсчеты, указанные в третьей графе таблицы 3.

10.15 Проверяют калибровку АСЧ, повторяя проверки с 10.4 по 10.12.

11 Аттестация установки для разбавления пробы в интерактивном режиме

(См. рисунок 3)

Рисунок 3 - Блок-схема аттестации установки для разбавления пробы в интерактивном режиме

11.1 Аттестацию установки для разбавления пробы в интерактивном режиме проводят с такой же периодичностью, как и проверку калибровки АСЧ.

11.2 Используют жидкость для разбавления пробы, отфильтрованную до уровня чистоты не более 5 частиц размером более 5 мкм(с) на мл, или жидкость для разбавления пробы другого уровня чистоты, если может быть доказано, что при этом погрешность результирующих отсчетов частиц составит не более 1%.

11.3 Проводят аттестацию установки для разбавления пробы при минимальном коэффициенте разбавления.

11.4 Готовят суспензию ISO MTD для вторичной калибровки АСЧ в соответствии с 9.3-9.6 с содержанием частиц пыли, равным (50±10)% предельного значения содержания (см. 8.2), умноженного на выбранный коэффициент разбавления.

Примечание - Например, при двукратном разбавлении (1 часть растворителя на 1 часть суспензии) используют пробу с содержанием частиц пыли, равным 50% порогового значения содержания для АСЧ, умноженного на 2.

11.5 Настраивают АСЧ на минимальное из шести пороговых значений размера частиц, распределенных по диапазону.

11.6 С выбранным коэффициентом разбавления получают минимум три последовательных отсчета частиц с интервалом в 1 мин (после стабилизации показаний) для каждого датчика и вычисляют среднее значение по отсчетам для разбавленной пробы при каждом размере частиц.

11.7 Вычисляют средние по отсчетам на миллилитр для каждого установленного порогового значения размера частиц путем деления среднего по отсчетам на объем жидкости (мл), в котором проводился подсчет частиц.

11.8 Пересчитывают значения, полученные по 11.7, в число частиц на микрограмм путем деления на массовую концентрацию пробы (мг/л) и умножения на коэффициент разбавления. Результаты заносят в таблицу 5. При использовании двух АСЧ для каждого составляют отдельный протокол.

Таблица 5 - Протокол для занесения результатов аттестации установки для разбавления пробы в интерактивном режиме

11.9 Все отсчеты частиц, полученные по 11.8, должны совпадать с эталонными отсчетами из третьей графы таблицы 3 с учетом значений допустимой погрешности калибровки АСЧ из графы 4 таблицы 3 для каждого размера частиц. Кроме того, при использовании двух АСЧ (или АСЧ с двумя датчиками) средние по отсчетам этих двух АСЧ должны совпадать в пределах допустимого отклонения, приведенного в пятой графе таблицы 3, для каждого размера частиц.

11.10 Повторяют испытание с 11.4 по 11.9 при максимальном коэффициенте разбавления и по крайней мере двух других промежуточных значениях из общего применяемого диапазона коэффициентов разбавления.

12 Меры предосторожности

12.1 Подсчет частиц размером более 40 мкм(с) в интерактивном режиме с использованием ISO MTD требует внимательности, чтобы избежать их осаждения. Калибровку АСЧ при максимальных значениях размера частиц проверяют в интерактивном режиме (см. раздел 10).

12.2 Испытание фильтров грубой очистки с АСЧ в интерактивном режиме требует более высоких коэффициентов разбавления пробы и более точных измерений расхода.

12.3 Разбавление пробы необходимо, если значение содержания частиц пыли не попадает в диапазон, установленный для АСЧ. При наличии большого числа необнаруженных частиц наблюдаются отклонения отсчетов частиц при измеряемых размерах, в связи с чем используют большие коэффициенты разбавления.

12.4 При разбавлении пробы в интерактивном режиме жидкость для разбавления должна быть того же типа, что и испытательная жидкость, в которой ведется подсчет частиц.

12.5 Наличие свободной воды или воздуха в анализируемой испытательной жидкости будет оказывать неблагоприятное воздействие на результаты. Нужно предпринять меры предосторожности для устранения этих воздействий.

12.6 Предохраняют датчики АСЧ от механической вибрации для исключения погрешностей, связанных с ее воздействием.

12.7 Изолируют АСЧ от другого крупного оборудования для предупреждения влияния шумов.

12.8 Пульсации потока, вызванные неравномерностью работы насоса, могут привести к ошибочным отсчетам частиц. Эти пульсации могут быть ослаблены с помощью небольших аккумуляторов, если их включают в проверку установки.

12.9 Сводят к минимуму длину всех трубопроводов и устанавливают максимальные значения расхода, чтобы получить малое время запаздывания (время с момента отбора пробы из многопроходного испытательного стенда до момента, когда проба воспринимается АСЧ). Время запаздывания отсчета должно быть не более 30 с. Разница между временем запаздывания верхнего и нижнего по потоку датчиков должна составлять не более 10 с.

12.10 Во время работы настройку клапана проводят по минимуму, чтобы уменьшить ошибки, обусловленные генерированием частиц клапаном.

12.11 Систематически промывают каждый датчик обратной струей жидкости для предотвращения засорения или частичной блокировки. Это необходимо, поскольку не все оборудование для счета частиц имеет встроенные надежные индикаторы обнаружения этих сбоев, а засоренные или частично заблокированные датчики будут выдавать ошибочные отсчеты частиц.

13 Идентификационное положение

Интерактивные системы подсчета частиц в жидкости калиброваны и проверены в соответствии с ГОСТ Р ИСО 11943-2010.

Приложение А
(справочное)

Руководство по разработке типового испытательного стенда для калибровки и аттестации автоматических счетчиков частиц в интерактивном режиме

А.1 Общие положения

А.1.1 Для калибровки и аттестации АСЧ в интерактивном режиме требуется методика определения пригодности оборудования для выполнения соответствующих функций.

А.1.2 В настоящем приложении приведены основные рекомендации по подбору оборудования, отвечающего требованиям стандарта.

А.1.3 Пользователь стандарта должен понимать, что в данном приложении содержатся только основные рекомендации по подбору оборудования, не гарантирующие успешную аттестацию АСЧ.

А.2 Установка для подготовки пробы в интерактивном режиме

Схема типового испытательного стенда приведена на рисунке А1.

1 - конический гидробак (с углом конуса от 60° до 90°) с точно контролируемым объемом жидкости; 2 - центробежный насос; 3 - очистительный фильтр; 4 - клапан регулировки противодавления; 5 - теплообменник/нагреватель; 6 - датчик АСЧ; 7 - датчик АСЧ; 8 - расходомер; 9 - диффузор; 10 - шаровой кран (не используют для регулирования потока); 11 - манометр; 12 - обратный клапан

Примечание - Испытательный стенд для калибровки АСЧ может быть передвижным (на колесах), и его можно подвести к АСЧ, когда требуется их калибровка и/или проверка.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - При последовательном соединении двух датчиков могут возникнуть проблемы из-за кавитации, если падение давления в первом датчике слишком велико.

Рисунок А.1 - Схема испытательного стенда для калибровки и аттестации АСЧ в интерактивном режиме

А.2.1 Трубопровод

Трубопровод должен быть такого размера, чтобы обеспечить турбулентный перемешивающийся поток. Следует избегать длинных прямолинейных участков.

А.2.2 Соединения

Соединения не должны иметь на внутренней стороне незащищенных витков резьбы или выступов, которые могут задерживать частицы пыли.

А.2.3 Трубопроводы и соединения

Трубопроводы и соединения располагают таким образом, чтобы избежать возникновения зон мертвого потока. Вертикальные участки предпочтительнее горизонтальных.

А.2.4 Краны

Шаровые краны предпочтительнее кранов других видов, поскольку они самоочищаются и не задерживают частицы пыли. Краны желательно использовать только в полностью открытом или полностью закрытом положении, но не для управления потоком.

А.2.5 Гидробак

Гидробак небольшого объема, обычно менее 10 л, с коническим дном, углом конуса не более 90°. Жидкость подается в гидробак ниже уровня ее поверхности. Следует отметить, что при использовании гидробака малого объема могут возникнуть проблемы с точным взвешиванием необходимого количества тестовой пыли.

А.2.6 Очистительный фильтр

Очистительный фильтр должен обеспечивать первоначальный уровень загрязненности гидросистемы. Рекомендуется фильтр, рассчитанный на частицы размером 4,5 мкм(с) (75).

А.2.7 Теплообменник/нагреватель

В зависимости от предполагаемого применения гидросистемы может потребоваться охлаждение или нагрев испытательной жидкости. Для охлаждения или нагрева испытательной жидкости рекомендуется использовать обычный трубчатый масляный теплообменник или сосуд с двумя рубашками, в котором циркулирует жидкость с контролируемой температурой. Это необходимо для уменьшения вероятности осаждения частиц.

Приложение В
(справочное)

Руководство по разработке гидравлической схемы подсоединения интерактивного автоматического счетчика частиц к стенду для многопроходных испытаний фильтров

В.1 Общие положения

В.1.1 Для подсчета частиц в интерактивном режиме (с разбавлением пробы или без него) при многопроходном испытании фильтров необходимо подсоединить АСЧ к испытательному стенду для многопроходного испытания и провести предварительную аттестацию настроек АСЧ с целью определения применимости оборудования для выполнения соответствующих функций.

В.1.2 В настоящем приложении приведены основные рекомендации по подбору оборудования, отвечающего требованиям стандарта.

В.1.3 Пользователь стандарта должен понимать, что в данном приложении содержатся только основные рекомендации по подбору оборудования, не гарантирующие успешную аттестацию АСЧ.

В.1.4 Схемы трех испытательных стендов, доказавших свою эффективность, приведены на рисунках В.1-В.3.

а - подача пробы выше по потоку; b - отвод пробы выше по потоку; с - отвод жидкости от датчиков АСЧ; d - слив; е - отвод пробы ниже по потоку; f - подача пробы ниже по потоку; 1 - датчик; 2 - смеситель

Рисунок В.1 - Схема N 1 подсоединения интерактивного АСЧ к испытательному стенду для многопроходных испытаний фильтров

1, 2 - камеры с автоматической настройкой уровня жидкости (герметичные); 3 - сдвоенные перистальтические насосы для разбавления пробы; 4 - сдвоенные перистальтические насосы для пробы; 5 - статические смесители и камера расширения; 6 - перекачивающий насос (включающийся автоматически); 7 - суммирующие микрорасходомеры с овальными шестернями; 8 - подача жидкости от многопроходного стенда; 9 - регулируемая подача воздуха; S - датчик АСЧ; Mix 1:9 - разбавление пробы в соотношении 1:9

Примечание - Установку, приведенную на схеме, применяют для отбора проб выше и ниже по потоку от АСЧ. Датчик АСЧ из точки может быть перемещен в точку или для получения сто- или десятикратного разбавления пробы. Давление в точках , , и должно быть одинаковым.

Рисунок В.2 - Схема N 2 подсоединения интерактивного АСЧ к испытательному стенду для многопроходных испытаний фильтров

1 - регулятор расхода; 2 - смеситель; 3 - датчик АСЧ; 4 - подсоединение к испытательному стенду; А - отбор пробы выше по потоку; В - к гидробаку с испытательной жидкостью; С - отбор пробы ниже по потоку; D - к насосу; Е - насос для жидкости при разбавлении пробы

Рисунок В.3 - Схема N 3 подсоединения интерактивного АСЧ к испытательному стенду для многопроходных испытаний фильтров

В.1.5 При подсчете частиц и разбавлении пробы в интерактивном режиме следуют рекомендациям по подбору компонентов установки для подготовки пробы в интерактивном режиме, приведенным в приложении А.

Последовательное тысячекратное разбавление пробы (см. рисунок В.2).

Предлагается: 4 насоса для пробы (обеспечивающие расход от 20 до 50 мл/мин), 3 насоса для разбавления (обеспечивающие расход от 180 до 240 мл/мин).

Приложение С
(справочное)

Результаты международного анонимного исследования ИСО по калибровке и аттестации автоматических счетчиков частиц в интерактивном режиме

Ниже приведены выводы, сделанные на основе результатов международного анонимного исследования по калибровке и аттестации АСЧ в интерактивном режиме, проведенного ИСО/ТК 131 /ПК 8/РГ 9. Комментарии приведены по каждому основному этапу, а результаты и выводы - в конце. При статистической обработке результатов выбросы были исключены, но все результаты приведены в таблицах С.1-С.8.

Каждому участнику был предоставлен набор суспензий для калибровки АСЧ, содержащих тонкодисперсную тестовую пыль для очистителей воздуха (ACFTD) с массовой концентрацией 2,5 мг/л в гидравлической жидкости MIL-H-5606, полученных в соответствии с ИСО 4402. Они были предоставлены, чтобы обеспечить "одинаковость" первичной калибровки АСЧ. Затем каждая участвующая лаборатория проводила первичную калибровку имеющихся АСЧ с последующим выполнением методик проекта ИСО 11943 по калибровке и аттестации в интерактивном режиме. Все результаты были закодированы таким образом, чтобы нельзя было узнать, из какой лаборатории они поступили, и отправлены для анализа в Национальную ассоциацию производителей гидравлического оборудования.

_______________

ACFTD - Air Cleaner Fine Test Dust (тонкодисперсная пыль для очистителей воздуха).

Отменен и заменен на ISO 11171 (см. раздел 2).

National Fluid Power Association.

В международном анонимном исследовании участвовала 21 лаборатория из 8 стран.

Исходная калибровка АСЧ по ACFTD

Прежде чем проводить калибровку АСЧ по предоставленным суспензиям ACFTD, содержание частиц пыли в них было подсчитано с использованием существующей в лаборатории калибровки по ИСО 4402. Для этих результатов, включенных в таблицу С.1, был получен существенный разброс с СV изменяющимся от 12% до 62%, причем наибольший разброс имел место при размере 40 мкм.

_______________

CV (Coefficient of Variation) - коэффициент вариации.

Результаты калибровки АСЧ по ACFTD

После калибровки АСЧ по предоставленным суспензиям ACFTD отклонения, приведенные в таблице С.1, стали значительно ниже, в основном с CV не более 10% и от 2% до 4% - для частиц размером от 1 до 5 мкм. Отклонение отсчетов после калибровки от значений, опубликованных ИСО 4402, составило менее 9%.

В целом можно заключить, что калибровка АСЧ была проведена успешно.

Вторичная калибровка

Вторичная калибровка АСЧ, результаты которой приведены в таблицах С.3 и С.4, была, в основном, успешной; 93% результатов удовлетворяют требованиям, указанным в 9.9 и 9.10.

На рисунке С.1 приведены все результаты по подсчету частиц, полученные в рамках вторичной калибровки АСЧ во время коллективного анонимного исследования. Все эти результаты были получены в режиме интерактивного подсчета частиц и представлены в виде итоговых отсчетов до деления на массовую концентрацию суспензии или объем жидкости, в котором подсчитывают частицы. Зависимость типичного стандартного отклонения, приведенная на рисунке С.1 от итоговых средних отсчетов частиц , может быть выражена формулой:

.

Рисунок С.1 - Стандартное отклонение в зависимости от отсчетов по вторичной калибровке АСЧ

Допустимое стандартное отклонение при аттестации равно удвоенному типичному стандартному отклонению, вычисленному по вышеприведенной формуле.

Отсчеты частиц для ISO MTD

Средние эталонные отсчеты, полученные для ISO MTD и приведенные в таблице С.5, были очень близки к ранее сообщавшимся отсчетам (они были включены во вторую графу таблицы 3 в проекте ИСО 11943). Все эти отсчеты согласуются с отклонением не более 5%.

После исключения явных выбросов, 97% лабораторий соответствовали требованию, указанному в 9.16.

Проверка калибровки АСЧ в интерактивном режиме

Перечень лабораторий, успешно выполнивших проверку калибровки АСЧ в интерактивном режиме, приведен в таблице С.6. Приблизительно 90% лабораторий выполнили проверку калибровки верхнего и нижнего датчиков АСЧ по потоку, а также проверку относительных отклонений между этими датчиками.

На основе результатов международного анонимного исследования окончательная допустимая погрешность калибровки АСЧ была установлена равной 5%-ному отклонению размера частиц плюс стандартное отклонение одного полного отсчета.

Аттестация установки для разбавления пробы в интерактивном режиме

Только шесть лабораторий предоставили результаты аттестации установки для разбавления пробы в интерактивном режиме (таблицы С.7 и С.8). В большинстве лабораторий при многопроходных испытаниях разбавление пробы не применялось, поэтому аттестацию установки для разбавления не проводили. Из тех лабораторий, которые предоставили результаты, приблизительно 90% соответствуют требованиям, предъявляемым при аттестации. Если исключить лабораторию N 2, то этим требованиям соответствовало бы от 96% до 98% лабораторий.

В целом можно заключить, что аттестация установки для разбавления пробы была проведена успешно.

Выводы

Поскольку 90% лабораторий, принимавших участие в анонимном исследовании, успешно прошли все его этапы, можно заключить, что методики, приведенные в настоящем стандарте, пригодны для калибровки интерактивных АСЧ.

Таблица С.1 - Результаты исходной калибровки АСЧ по ACFTD

Таблица С.2 - Результаты первичной калибровки по ACFTD

Таблица С.3 - Результаты вторичной калибровки АСЧ

Таблица С.4 - Результаты вторичной калибровки

Таблица С.5 - Отсчеты частиц для ISO MTD

Таблица С.6 - Результаты проверки калибровки в интерактивном режиме