ГОСТ Р 8.588-2001
Государственная система обеспечения единства измерений. Радиометры ультрафиолетового излучения для озонного мониторинга. Методика поверки

ГОСТ Р 8.588-2001
Группа Т84.10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

РАДИОМЕТРЫ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ДЛЯ ОЗОННОГО МОНИТОРИНГА

Методика поверки

State system for ensuring the uniformity of measurements. Ultraviolet radiometers
for ozone monitoring. Methods for verification

ОКС 17.020
17.240
ОКСТУ 0008

Дата введения 2002-10-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 386 "Основные нормы и правила по обеспечению единства измерений в области ультрафиолетовой спектрорадиометрии", Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений" (ФГУП ВНИИОФИ) Госстандарта России

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 30 ноября 2001 г. N 506-ст

3 Требования настоящего стандарта соответствуют рекомендациям Международной комиссии по освещению (МКО) N 53 "Методы определения характеристик радиометров и фотометров" - 1982 (CIE N 53 Methods of characterizing the performance of radiometers and photometers)

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на средства измерений характеристик ультрафиолетового (УФ) излучения - ультрафиолетовые многоканальные радиометры (далее - УФ МКР), предназначенные для определения толщины озонного слоя атмосферы Земли.

Настоящий стандарт устанавливает методику поверки УФ МКР, используемых при озонном мониторинге, в соответствии с требованиями Международной метеорологической организации [1]-[4].

Методы оценки погрешностей УФ МКР, представленные в настоящем стандарте, соответствуют рекомендованным Международной комиссией по освещению.

Межповерочный интервал УФ МКР - один год.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.197-86 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений спектральной плотности энергетической яркости оптического излучения в диапазоне длин волн 0,40,25 мкм

ГОСТ 8.207-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения

ГОСТ 8.552-86 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений потока излучения и энергетической освещенности в диапазоне длин волн 0,030,4 мкм

3 Операции поверки

Операции поверки УФ МКР, соответствующие требованиям [5], указаны в таблице 1.


Таблица 1

Наименование операции	Номер пункта настоящего стандарта	Обязательность проведения операции при поверке
		первичной	периодической
1 Внешний осмотр	8.1	Да	Да
2 Опробование	8.2	Да	Да
3 Определение метрологических характеристик УФ МКР	8.3	Да	Да
3.1 Определение погрешности УФ МКР, обусловленной неидеальной коррекцией спектральной чувствительности	8.3.1	Да	Нет
3.2 Определение погрешности измерений абсолютной чувствительности УФ МКР в диапазоне длин волн 0,28-0,40 мкм	8.3.2	Да	Нет
3.3 Определение погрешности, обусловленной отклонением значения коэффициента линейности УФ МКР от единицы. Определение границ диапазона измерений спектральной плотности энергетической освещенности (СПЭО)	8.3.3	Да	Нет
4 Определение основной относительной погрешности УФ МКР	8.4	Да	Да

4 Средства поверки

При проведении поверки используют основные и вспомогательные средства поверки, указанные в таблице 2.


Таблица 2

Номер пункта настоящего стандарта	Наименование и тип основного или вспомогательного средства поверки, обозначение нормативного документа, устанавливающего технические требования и (или) метрологические и основные технические характеристики средства поверки
8.3.1	Установка для измерений спектральной чувствительности приемников излучения в диапазоне длин волн от 0,2 до 1,1 мкм в составе рабочего эталона потока излучения и энергетической освещенности (РЭ ПИ и ЭО) по ГОСТ 8.552, включающая в себя источники излучения - лампы типов ЛД(Д), КГМ-12-100, монохроматор типа МДР-23, фотоприемники типов ФЭУ-142, ФД-288К. Суммарное относительное среднее квадратическое отклонение (СКО) - от 1% до 2%
8.3.2	Установка для измерений чувствительности УФ МКР в составе РЭ СПЭО по ГОСТ 8.197, включающая в себя источник излучения - лампу типа ЛД(Д). СКО - 1%
8.3.3	Установка для измерений коэффициента линейности чувствительности УФ МКР в составе РЭ ПИ и ЭО по ГОСТ 8.552, включающая в себя два источника излучения - лампы типа ДКсШ-120. СКО - 1%

5 Требования к квалификации поверителей

К поверке УФ МКР допускают лиц, освоивших работу с УФ МКР, с основными и вспомогательными средствами поверки, соблюдающих требования настоящего стандарта и прошедших аттестацию в соответствии с [6].

6 Требования безопасности

При поверке УФ МКР необходимо соблюдение правил электробезопасности [7]. Измерения могут проводить операторы, аттестованные по группе электробезопасности не ниже III, прошедшие инструктаж на рабочем месте по безопасности труда при эксплуатации электрических установок. При работе с источниками УФ излучения необходимо использовать индивидуальные средства защиты от УФ излучения - очки, щитки, перчатки и т.п. в соответствии с требованиями [8].

В помещении, в котором эксплуатируют источники УФ излучения, должна быть предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция для исключения вредного воздействия озона на людей.

7 Условия поверки и подготовка к ней

7.1 При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

	- температура окружающего воздуха, °С	20±5
	- относительная влажность воздуха, %	65±15
	- атмосферное давление, кПа	84-104
	- напряжение питающей сети, В	220±4
	- частота питающей сети, Гц	50±1.

7.2 При подготовке к поверке необходимо включить все приборы в соответствии с их инструкциями по эксплуатации.

8 Проведение поверки

     8.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре должны быть установлены:

- соответствие комплектности УФ МКР паспортным данным;

- отсутствие механических повреждений блоков УФ МКР;

- сохранность соединительных кабелей и сетевых разъемов;

- четкость надписей на панели УФ МКР;

- наличие маркировки (тип и заводской номер УФ МКР);

- отсутствие сколов, царапин и загрязнений на оптических деталях УФ МКР.

     8.2 Опробование

При опробовании должны быть установлены:

- наличие показаний УФ МКР при его освещении источником УФ излучения;

- правильное функционирование переключателей пределов измерений: показания УФ МКР должны стыковаться при переключении пределов измерений.

     8.3 Определение метрологических характеристик

8.3.1 Определение погрешности УФ МКР, обусловленной неидеальной коррекцией спектральной чувствительности

Измерения относительной спектральной чувствительности (ОСЧ) каналов УФ МКР проводят в диапазоне длин волн 0,2-1,1 мкм.

ОСЧ каналов поверяемого УФ МКР сравнивают с ОСЧ эталонного приемника излучения (далее - эталонный приемник), поверенного в диапазоне длин волн 0,2-1,1 мкм по ГОСТ 8.552. Измерения ОСЧ каналов поверяемого УФ МКР за пределами основного рабочего диапазона длин волн 0,28-0,40 мкм проводят для определения погрешности, вызванной влиянием интенсивного длинноволнового излучения Солнца.

При измерении ОСЧ в основном рабочем диапазоне длин волн 0,28-0,40 мкм используют источник УФ излучения - дейтериевую лампу типа ЛД(Д), монохроматор типа МДР-23, эталонный приемник типа ФЭУ-142.

Эталонный приемник и канал поверяемого УФ МКР поочередно устанавливают за выходной щелью монохроматора таким образом, чтобы поток монохроматического излучения не выходил за пределы апертурной диафрагмы канала. Регистрацию показаний эталонного приемника в вольтах и поверяемого УФ МКР в вольтах проводят поочередно 5 раз на каждой длине волны в пределах полосы пропускания канала с шагом 1 нм, вне полосы пропускания - с шагом 5 нм. Затем за выходной щелью монохроматора устанавливают светофильтр типа ЖС-12 толщиной 2 мм, непрозрачный в диапазоне длин волн 0,28-0,40 мкм, и регистрируют показания эталонного приемника в вольтах и поверяемого УФ МКР в вольтах, соответствующие рассеянному излучению в монохроматоре.

ОСЧ поверяемого УФ МКР рассчитывают по значениям ОСЧ эталонного приемника по формуле

. (1)

Для каждой длины волны определяют среднее арифметическое значение ОСЧ .

Относительное среднее квадратическое отклонение результатов независимых измерений определяют по формуле

. (2)

Суммарное относительное среднее квадратическое отклонение результатов измерений ОСЧ рассчитывают по формуле

, (3)

где - граница относительной неисключенной систематической погрешности результатов измерений ОСЧ, определяемая погрешностью РЭ ПИ и ЭО по ГОСТ 8.552.

Значение суммарного относительного СКО результатов измерений ОСЧ должно быть не более 3%.

При измерении ОСЧ каналов УФ МКР в диапазоне длин волн 0,38-1,1 мкм спектральное разрешение монохроматора выбирают в пределах 5 нм. В качестве источника излучения используют лампу накаливания типа КГМ 12-100; в качестве эталонного приемника излучения - кремниевый фотодиод типа ФД-288К. Для каждого канала измерения проводят с шагом 10 нм.

По результатам измерений ОСЧ УФ МКР определяют погрешность спектральной коррекции, вызванную отклонением реальной относительной спектральной чувствительности поверяемого УФ МКР от стандартной . Стандартная относительная спектральная чувствительность каждого канала УФ МКР на рабочей длине волны . Вне рабочей длины волны . Погрешность спектральной коррекции УФ МКР , %, рассчитывают по формуле

, (4)

где - относительная спектральная плотность энергетической освещенности стандартного источника УФ излучения на рабочей длине волны ;

- относительная спектральная плотность энергетической освещенности стандартного источника УФ излучения;

- относительная спектральная плотность энергетической освещенности контрольного источника УФ излучения на рабочей длине волны ;

- относительная спектральная плотность энергетической освещенности контрольного источника УФ излучения.

С целью определить возможность применения поверяемого УФ МКР для озонного мониторинга в соответствии с настоящим стандартом установлены контрольный и стандартный источники излучения. Табулированные значения и приведены в таблицах 3, 4. Расчет по формуле (4) выполняют с использованием специально разработанных компьютерных программ. Для УФ МКР значение погрешности спектральной коррекции должно быть не более 2%.


Таблица 3 - Значения стандартного источника излучения типа D65

Длина волны, нм
300	1,29·10
310	2,83·10
320	1,57·10
330	2,95·10
340	3,20·10
350	3,58·10
360	3,74·10
370	4,18·10
380	3,97·10
390	4,36·10
400	6,99·10
410	7,75·10
420	7,92·10
430	7,34·10
440	8,88·10
450	9,92·10
460	1,000
470	9,76·10
480	9,85·10
490	9,27·10
500	9,33·10
510	9,21·10
520	8,96·10
530	9,21·10
540	8,95·10
550	8,93·10
560	8,59·10
570	8,29·10
580	8,27·10
590	7,70·10
600	7,86·10
610	7,86·10
620	7,73·10
630	7,36·10
640	7,45·10
650	7,15·10
660	7,20·10
670	7,43·10
680	7,10·10
690	6,30·10
700	6,50·10
710	6,71·10
720	5,55·10
730	6,29·10
740	6,76·10
750	5,72·10
760	4,18·10
770	6,02·10
780	5,70·10
790	5,79·10
800	5,35·10
810	4,67·10
820	5,17·10
830	5,43·10
840	4,02·10
850	3,23·10
860	4,96·10
870	4,88·10
880	4,79·10
890	4,72·10
900	4,67·10
910	4,57·10
920	2,38·10
930	9,50·10
940	1,44·10
950	1,34·10
960	1,52·10
970	2,23·10
980	4,25·10
990	4,32·10
1000	4,38·10
1010	4,65·10
1020	4,83·10
1030	4,66·10
1040	4,48·10
1050	4,32·10
1060	4,22·10
1070	4,11·10
1080	4,01·10
1090	3,72·10
1100	4,13·10

Таблица 4 - Значения контрольного источника излучения - ксеноновой лампы

Длина волны, нм
200	1,92·10
210	5,51·10
220	2,16·10
230	2,60·10
240	2,84·10
250	3,37·10
260	4,04·10
270	4,62·10
280	5,19·10
290	5,96·10
300	6,39·10
310	7,55·10
320	8,65·10
330	9,52·10
340	1,04·10
350	1,04·10
360	1,24·10
370	1,35·10
380	1,37·10
390	1,44·10
400	1,55·10
410	1,49·10
420	1,56·10
430	1,56·10
440	1,62·10
450	1,78·10
460	1,94·10
470	2,55·10
480	1,92·10
490	1,88·10
500	1,79·10
510	1,62·10
520	1,62·10
530	1,57·10
540	1,56·10
550	1,79·10
560	1,47·10
570	1,40·10
580	1,37·10
590	1,43·10
600	1,32·10
610	1,13·10
620	1,42·10
630	1,32·10
640	1,26·10
650	1,12·10
660	1,17·10
670	1,07·10
680	1,02·10
690	1,38·10
700	1,19·10
710	7,50·10
720	1,36·10
730	9,47·10
740	1,17·10
750	9,76·10
760	1,30·10
770	1,75·10
780	6,54·10
790	9,18·10
800	1,06·10
810	1,28·10
820	3,72·10
830	9,42·10
840	3,41·10
850	3,13·10
860	1,05·10
870	1,25·10
880	9,96·10
890	3,46·10
900	5,87·10
910	4,10·10
920	1,000