Кустиков Ю. А. Заместитель директора по международным работам, ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 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

2 Содержание 1.Международная система обеспечения единства измерений 2.Роль ВНИИМ в международной метрологической инфраструктуре 3.Обеспечение международной прослеживаемости измерений при учете энергоносителей

1 Международная система обеспечения единства измерений 3

Взаимодействие элементов международной системы обеспечения единства измерений Договоренность о взаимном признании и эквивалентности национальных эталонов (CIPM MRA) 1999г Ассоциации национальных метрологических институтов (РМО) Национальные метрологические институты Ассоциации национальных метрологических институтов (РМО) Национальные метрологические институты Метрическая Конвенция 1875 г. Метрическая Конвенция 1875 г. Национальные законы об обеспечении единства измерений Генеральная Конференция по мерам и весам (ГКМВ) Международный Комитет мер и весов (МКМВ) Генеральная Конференция по мерам и весам (ГКМВ) Международный Комитет мер и весов (МКМВ) Международные сличения эталонов Международная база данных калибровочных и измерительных возможностей (KCDB) Международное Бюро мер и весов (МБМВ) Консультативные Комитеты Международное Бюро мер и весов (МБМВ) Консультативные Комитеты 4

Ведущие национальные метрологические институты в международной системе обеспечения единства измерений 5

Международная база данных высших калибровочных и измерительных возможностей НМИ Ключевые сличения Системы менеджмента качества НМИ, удовлетворяющие требованиям ИСО/МЭК и Руководства ИСО 34 СIPM MRA 88 НМИ из 51 государств, 34 ассоциативных члена, IAEA, IRMM, WMO Договоренность о взаимном признании национальных эталонов и сертификатов калибровки и измерений, выдаваемых национальными метрологическими институтами

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

9 Обеспечение международной прослеживаемости и признания измерений в приоритетных направлениях экономики РФ Охрана окружающей среды Международная торговля Безопасность продуктов питания Инновационные технологии (нано-, биотехнологии, фармацевтика и др.) Топливо- энергетический комплекс Охрана здоровья Международная база данных калибровочных и измерительных возможностей (KCDB) ppendixC Формируется в результате проведения ключевых сличений и установления эквивалентности эталонов Международная база данных калибровочных и измерительных возможностей (KCDB) ppendixC Формируется в результате проведения ключевых сличений и установления эквивалентности эталонов

Количество сличений, зарегистрированных в БД МБМВ, для 20 ведущих стран на

11 Количество калибровочных и измерительных возможностей, зарегистрированных в БД МБМВ для 20 ведущих стран на

12 Лидирующее положение России по количеству измерительных и калибровочных возможностей (СМС) в международной базе данных (KCDB) по отдельным областям измерений Наименование измеренияКоличество СМС Место в KCDB Газовый анализ Время и частота 36 1 Электричество и магнетизм 3252 Ионизирующие излучения -нейтронное излучение --, -, рентгеновское излучения -активность радионуклидов 2952 Акустика, вибрация и удар 722 ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 1109 CMC

13 2. Роль ВНИИМ в международной метрологической инфраструктуре

14 Вклад ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»

15 Количество ключевых и дополнительных сличений с участием российских метрологических институтов.

16 Количество позиций калибровочных и измерительных возможностей российских метрологических институтов

17 3. Обеспечение международной прослеживаемости и признания результатов измерений при учете энергоносителей

Обеспечение международной прослеживаемости и признания результатов измерений при учете энергоносителей Уголь Нефть и нефтепродукты Природный газ Сжиженный природный газ Ядерное топливоЭлектроэнергия Измеряемые параметры энергоносителей масса масса (расход, уровень, плотность) объем (расход, скорость) масса обогащение (содержание радионуклидов U 235 ), активность примесных радионуклидов мощность (количество электроэнергии) энергия сгорания серакомпонентный 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 Основные характеристики: Диапазоны: U: 1 …300 В I:1·10 -2 …10 А K p :-1… 0 …+1 F: 45… 500Гц НСП воспроизведения единицы мощности (10… 30) ·10 -6 (до 500Гц) СКО воспроизведения единицы мощности (5… 10) ·

Оценка соответствия ГЭТ мировому уровню Ключевые сличения эталонов единицы электрической мощности ККЭМ-К5 МКМВ 2000 г. Декларируемая неопределенность х10 -6 Германия РТВ США NIST Англия NPL Швеция SP Канада NRC Россия VNIIM – 50 21

Оценка соответствия ГЭТ мировому уровню Ключевые сличения эталонов единицы электрической мощности АРМР.ЕМ-К5.1 (50/60 Гц AC Power) ( ) Участники сличений 1 Национальный институт метрологии, NIM, Китай координатор 7 Лаборатория измерительных эталонов, MSL, Новая Зеландия 2 NML-SIRIM, Малайзия 8 Лаборатория эталонов и калибровки, SCL, Гонконг 3 NMC, Сингапур 9 Лаборатория эталонов мощности и энергии, MASM, Монголия 4 Национальный институт измерений, Австралия 10 Национальный институт эталонов, NIS, Египет 5 Национальная измерительная лаборатория, CMS/ITRI, Тайвань 11 ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева», VNIIM, Россия 6JEMIC, Япония12KRISS, Корея 22

Обеспечение международной прослеживаемости измерений активности радионуклидов

24 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 ·10 6 Бк НСП 5· ·10 -2 СКО 1· ·10 -3 Диапазон воспроизведения единицы активности cпонтанно-делящихся р/н ·10 9 Бк НСП 1· ·10 -2 СКО 1· ·10 -3 в зависимости от типа р/н

25 Оценка соответствия ГЭТ 6-95 мировому уровню Результаты ключевых сличений в области измерений активности Pu-238 в растворе, 2003г.

26 Оценка соответствия ГЭТ 6-95 мировому уровню Участие ВНИИМ в ключевых сличениях в области измерений активности радионуклидов Шифр сличенийРадионуклидГодУчастники CCRI(II)-K2.Cs-137Cs Словакия, Белоруссия, Куба CCRI(II).RI(II)-K2.Am-241Am Словакия, Белоруссия, Куба CCRI(II).RI(II)-K2.Eu-152Eu Словакия, Белоруссия, Куба CCRI(II)-K2.Tc-99Tc национальных метрологических института CCRI(II)-K2.Tc-99mTc-99m2013 Планируются

3.3 Обеспечение международной прослеживаемости измерений массы 27

28 ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» Государственный первичный эталон единицы массы ГЭТ Национальный прототип 12Компаратор массы CC1000 SL фирмы «Сарториус», Германия Основные характеристики: Номинальное значение 1 кг Суммарная неопределенность при воспроизведении единицы 2,3 мкг Нестабильность 0,25 мкг СКО передачи единицы 3 мкг Наибольший предел измерений 1 кг СКО результатов измерений при передаче единицы 2 мкг

29 Оценка соответствия ГЭТ мировому уровню Ключевые сличения CCM.M-K5 эталона единицы массы свыше 1 кг Декларируемая неопределенность, мг Китай, NIMРоссия, VNIIMСША, NISTГермания, РТВ 0,0870,0620,0760,070

Обеспечение международной прослеживаемости измерений скорости и расхода газа и жидкости

ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 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 Государственный специальный эталон единицы скорости воздушного потока ГЭТ Диапазон измерений расхода (объемного) жидкости, м 3 /ч : 0, Диапазон измерений расхода (массового) жидкости, кг/ч : Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении объема и массы жидкости, % : 0,03 – 0,3 31

32 Оценка соответствия ГЭТ мировому уровню К лючевые сличения эталонов единицы скорости воздушного потока APMP.M.FF-K3 (20 м/c и 2 м/c)

33 Оценка соответствия РЭ ВТ 6-98 мировому уровню К лючевые сличения эталонов единицы расхода жидкости APMP.FF-K1 KC (Re= и Re=561000)

Обеспечение международной прослеживаемости измерений уровня жидкостей

ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» Государственный первичный эталон единицы длины - метра ГЭТ Основные характеристики: номинальная длина волны лазера - λ=633 нм НСП 2,2· СКО 5,6·

Оценка соответствия ГЭТ мировому уровню К лючевые сличения эталонов единицы длины BIPM.L-K11 36

3.6 Обеспечение международной прослеживаемости измерений энергии сгорания 37

38 ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» Государственный первичный эталон единиц энергии сгорания, удельной энергии сгорания и объемной энергии сгорания (ГЭТ ) Неопределенности при воспроизведении единицы объемной энергии сгорания u0Au0A 5,5·10 -4 u0Bu0B 4,4·10 -4 U0PU0P 14·10 -4 Неопределенности при воспроизведении единиц: энергии сгорания удельной энергии сгорания u0Au0A 4·10 -5 u0Bu0B 2,1· ,2·10 -5 U0PU0P 9· Комплекс аппаратуры бомбовой калориметрии 2. Комплекс аппаратуры газовой калориметрии

39 Газовые калориметры в составе ГЭТ Новый газовый калориметр «КАТЕТ» Модернизированный газовый калориметр «В-06АК»

40 Оценка соответствия ГЭТ 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) q, J/g q, J/g BRLM, Румыния ВНИИМ, Россия Ref NIM, Китай ННЦИМ, Украина BRLM, Румыния ВНИИМ, Россия Ref NIM, Китай ННЦИМ, Украина Образец 2. Бензойная кислота (Китай)

Обеспечение международной прослеживаемости измерений компонентного состава природного газа и сжиженного природного газа

ПЭГС – первичные эталонные газовые смеси ПЭИМ – первичные эталонные источники микропотоков Комплексы и установки для воспроизведения единиц молярной доли компонентов в диапазоне от % до 99,99999 % и массовой концентрации компонентов в диапазоне от 8, мг/м 3 до 1,510 3 мг/м 3 в газовых смесях Государственный первичный эталон единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ 154 (2011 г.) А1 Хроматографи- ческий комплекс для аттестации чистых газов: N 2, O 2, He, Ar, CO, CO 2, Ne, H 2, Kr, Xe, N 2 O, CH 4, C 2 H 2, C 2 H 4, C 2 H 6, C 3 H 6, C 3 H 8 А2 Хроматогра- фический комп- лекс для аттес- тации чистых органических газов и жидкостей А3 ИК и УФ спектро- метрическая установка для аттестации примесей NO, NO 2, H 2 S, SO 2, Cl 2, HCl, HF, F 2, COCl 2, HCN и др. в чистых газах А4 Гравиметрический комплекс для воспроизведения молярной доли в диапазоне от % до 99,5 % и массовой концентрации в диапазоне от 8, мг/м 3 до 1,510 3 мг/м 3 в газовых смесях А5 Фотометри- ческая установка для воспроизведения единицы молярной доли озона в диапазоне от % до % Б1 Комплекс для измерения молярной доли компонентов в многокомпонентных углеводородных газовых смесях Б2 Установка для измерения молярной доли и массовой концентрации углеводородов (С 7 – С 15 ), галоген-, кислород- и серосодержащих органических соединений в газовых смесях Комплексы и установки для передачи единиц молярной доли компонентов в диапазоне от % до 99,99999 % и массовой концентрации компонентов в диапазоне от 8, мг/м 3 до 1,510 3 мг/м 3 в газовых смесях Б3 Комплекс для измерения молярной доли CO, CO 2, CH 4, C 3 H 8, NO, SO 2, О 2, C 2 H 5 OH, СН 2 О, бензола, ацетона и др. в бинарных и многокомпонентных газовых смесях Б4 Комплекс для измерения молярной доли и массовой концентрации NO, NO 2, NH 3, H 2 S, SO 2, Cl 2, HCl, HF, F 2 и др. в газовых смесях на основе химически активных газов Б6 Комбинированная установка на озон ЭС – газовые смеси ЭС – источники микропотоков Б5 Установка для динамического масштабного преобразования молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых смесях ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 42

ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» Государственный первичный эталон единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ

Оценка соответствия ГЭТ 154 мировому уровню Сличения CCQM-K23а ( ) Природный газ типа I 44

45 Оценка соответствия ГЭТ 154 мировому уровню Сличения CCQM-65 Меркаптаны в метане

3.8 Обеспечение международной прослеживаемости измерений плотности и вязкости жидкостей 46

ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» Государственный первичный эталон единицы плотности ГЭТ Основные характеристики: плотность эталонной сферы 453,4660 кг/м 3 НСП воспроизведения единицы плотности 2,1*10 -3 ; СКО воспроизведения единицы плотности 4,0*

48 Оценка соответствия ГЭТ мировому уровню Ключевые сличения эталонов единицы плотности г. Ключевые сличения ССМ.D-K2 (сличения жидких стандартов плотности) Страны участники: Германия, Австрия, Канада, Россия, Венгрия, Япония, Корея, Мексика. Результаты сличений в обработке 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.

49 ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» Государственный первичный эталон единицы вязкости ГЭТ Государственный первичный эталон единицы кинематической вязкости (ГЭТ 17-96) воспроизводит единицу кинематической вязкости в диапазоне от 1,0 до 105 мм 2 /с со средним квадратическим отклонением (СКО) результата измерений, не превышающим 1,5·10 -4 и неисключенной систематической погрешностью (НСП), не превышающей 2·10 -3

Оценка соответствия ГЭТ мировому уровню Ключевые сличения эталонов единицы кинематической вязкости ССМV.K-2 Сличения по вязкости при температуре 20 С NIM 50

3.9 Обеспечение международной прослеживаемости измерений давления и температуры газов и жидкостей 51

52 ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» Государственный первичный эталон единицы давления – паскаля ГЭТ Основные характеристики: Диапазон воспроизведения 20 кПа – 10 МПА НСП 1,5·10 -5 СКО 2·10 -6 СтранаСКОНСП Китай 1,9· ,5·10 -5 Германия1,5· ,2·10 -5 Франция1,8· ,3·10 -5 Великобритания2· ,5·10 -5 США1,8· ,4·10 -5

53 Оценка соответствия ГЭТ мировому уровню Ключевые сличения эталонов единицы давления – паскаля. EUROMET.M.P-K3.a, COOMET.M.P-K1, COOMET.M.P-K2

54 ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» Государственный первичный эталон единицы температуры в диапазоне от 0 до 3000 ˚С ГЭТ 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

55 Оценка соответствия ГЭТ мировому уровню Ключевые сличения эталонов единицы температуры KC-7 (тройная точка воды)

56 ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ ГЭТ МИРОВОМУ УРОВНЮ КЛЮЧЕВЫЕ СЛИЧЕНИЯ ЭТАЛОНОВ ЕДИНИЦЫ ТЕМПЕРАТУРЫ КС-3 (ДИАПАЗОН ОТ 0 ДО 660,323 ˚С)

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, 13 октября 2006 года Директор МБМВ

Спасибо за внимание