Государственная поверочная схема для средств измерений влажности газов и температуры конденсации углеводородов (далее - ГПС) устанавливает порядок передачи единиц: относительной влажности газов - процент (%), молярной (объемной) доли влаги - миллионная доля (млн^-1), температуры точки росы/инея - градус Цельсия (°C), температуры конденсации углеводородов - градус Цельсия (°C) от государственного первичного эталона при помощи вторичных и рабочих эталонов средствам измерений с указанием погрешностей и основных методов передачи единиц.

Графическая часть ГПС представлена в приложении Б.

Допускается проводить поверку средств измерений влажности газов и температуры конденсации углеводородов с помощью вторичных или разрядных рабочих эталонов более высокой точности, чем предусмотрено настоящей поверочной схемой.

2.1. В настоящей ГПС применены термины с определениями в соответствии с [1] и [2].

2.2. В настоящей ГПС применены следующие обозначения:

- относительная влажность газа;

T_d - температура точки росы/инея, °C;

T_c - температура конденсации углеводородов, °C;

x_n - молярная доля влаги;

x_nw - молярная доля влаги в состоянии насыщения;

x_v - объемная доля влаги;

e_v - давление чистого водяного пара, Па;

e_vw - давление чистого насыщенного водяного пара, Па;

f_v - повышающий коэффициент влажного газа;

n_v - количество вещества водяного пара, моль;

n_a - количество вещества сухого газа, моль;

V_v - парциальный объем водяного пара, содержащегося во влажном газе, м³;

V - объем влажного газа, м³;

P - давление влажного газа, Па;

T - температура влажного газа, °C.

3.1. Государственный первичный эталон предназначен для воспроизведения и хранения единиц относительной влажности газов, молярной (объемной) доли влаги, температуры точки росы/инея, температуры конденсации углеводородов, а также передачи указанных единиц с помощью вторичных и рабочих эталонов средствам измерений в целях обеспечения единства измерений влажности газов и температуры конденсации углеводородов.

3.2. В основу измерений величин влажности газов и температуры конденсации углеводородов должны быть положены единицы, воспроизводимые государственным первичным эталоном.

3.3. Государственный первичный эталон состоит из комплекса следующих средств измерений:

эталонный генератор влажного газа в области положительных температур термостатирования (реализующий метод двух давлений при воспроизведении единицы относительной влажности газа, метод фазового равновесия - при воспроизведении единиц температуры точки росы/инея и молярной (объемной) доли влаги);

эталонный генератор влажного газа в области отрицательных температур термостатирования (реализующий метод двух давлений при воспроизведении единицы относительной влажности газа, метод фазового равновесия - при воспроизведении единиц температуры точки росы/инея и молярной (объемной) доли влаги);

эталонный генератор влажного газа, реализующий метод фазового равновесия (воспроизведение единиц температуры точки росы/инея и молярной (объемной) доли сверхнизких концентраций влаги);

эталонный генератор температуры точки росы/инея и температуры конденсации углеводородов высокого давления (реализующий метод двух давлений и метод фазового равновесия);

пульт управления эталонными генераторами в области положительных и отрицательных температур термостатирования;

пульт управления эталонным генератором, реализующим метод фазового равновесия, и эталонным генератором в области отрицательных температур термостатирования;

пульт управления эталонным генератором температуры точки росы/инея и температуры конденсации углеводородов высокого давления;

комплекс аппаратуры и средств подготовки газа;

набор прецизионных гигрометров и гигрометров-компараторов для контроля стабильности работы эталонных генераторов и передачи единиц влажности газов и температуры конденсации углеводородов вторичным и рабочим эталонам (генераторам).

3.4. Государственный первичный эталон воспроизводит единицы влажности газов при температуре от минус 60 °C до плюс 90 °C, единицу температуры конденсации углеводородов при температуре от минус 60 °C до плюс 30 °C. Диапазон давления газа от 1·10^-2 до 3·10⁴ кПа.

3.5. Диапазоны значений относительной влажности газов , в котором воспроизводится единица, составляют: от 5 по 98%.

Диапазон значений молярной доли влаги x_n, в котором воспроизводится единица, составляет от 0,1 до 700·10³ млн^-1.

Диапазон значений температуры точки росы/инея T_d, в котором воспроизводится единица, составляет от минус 120 °C до плюс 90 °C (в том числе, в углеводородсодержащем газе: от минус 60 °C до плюс 30 °C).

Диапазон значений температуры конденсации углеводородов T_c, в котором воспроизводится единица, составляет от минус 60 °C до плюс 30 °C.

3.6. Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение и передачу следующих единиц:

относительной влажности газа (при реализации метода двух давлений) со средним квадратичным отклонением результата измерений S, не превышающим 0,05% при 15 независимых измерениях; неисключенной систематической погрешности , не превышающей 0,1% - при положительных и 0,2% - при отрицательных температурах газа (при доверительной вероятности P = 0,99); стандартной неопределенности воспроизведения, оцениваемой по типу A, u_A, не превышающей 0,05% при 15 независимых измерениях; стандартной неопределенности воспроизведения, оцениваемой по типу B, u_B, не превышающей 0,04% - при положительных и 0,08% - при отрицательных температурах; суммарной стандартной неопределенности воспроизведения - от 0,06% до 0,1%;

молярной (объемной) доли влаги x_n со средним квадратичным отклонением результата измерений S₀, не превышающим 0,3 при 15 независимых измерениях; неисключенной систематической погрешности - от 0,13 до 1,4% (при доверительной вероятности P = 0,99); стандартной неопределенности воспроизведения, оцениваемой по типу A, u_Ao, не превышающей 0,3%; стандартной неопределенности воспроизведения, оцениваемой по типу B, u_Bo, от 0,05% до 0,58%; суммарной стандартной неопределенности воспроизведения - от 0,3 до 0,65%;

температуры точки росы/инея T_d со средним квадратичным отклонением результата измерений S, не превышающим 0,05 °C при 15 независимых измерениях; неисключенной систематической погрешности (при доверительной вероятности P = 0,99): - от 0,04 до 0,08 °C для точки росы/инея от минус 60 °C до плюс 90 °C, не более 0,12 °C для точки росы/инея от минус 120 °C до минус 60 °C; стандартной неопределенности воспроизведения, оцениваемой по типу A, u_A, не превышающей 0,05 °C; стандартной неопределенности воспроизведения, оцениваемой по типу B, u_B, от 0,02 °C до 0,05 °C; суммарной стандартной неопределенности воспроизведения - от 0,05 °C до 0,06 °C;

температуры конденсации углеводородов T_c со средним квадратичным отклонением результата измерений S, не превышающим 0,05 °C при 15 независимых измерениях; неисключенной систематической погрешности от 0,05 °C до 0,2 °C (при доверительной вероятности P = 0,99); стандартной неопределенности воспроизведения, оцениваемой по типу A, u_A, не превышающей - 0,05 °C; стандартной неопределенности воспроизведения, оцениваемой по типу B, u_B, от 0,05 °C до 0,1 °C; суммарной стандартной неопределенности воспроизведения - от 0,07 °C до 0,2 °C;

воспроизведение единиц температуры точки росы/инея и температуры конденсации углеводородов при давлении до 30,0 МПа.

3.7. Для обеспечения воспроизведения единиц влажности газов с указанной точностью должны быть соблюдены правила содержания и применения эталона, утвержденные в установленном порядке.

3.8. Государственный первичный эталон применяют для передачи единиц относительной влажности газа, молярной (объемной) доли влаги, температуры точки росы/инея, температуры конденсации углеводородов вторичным эталонам, рабочим эталонам 1-го и 2-го разрядов, высокоточным средствам измерений методом сличений с помощью компаратора, методом прямых измерений и методом косвенных измерений (формулы взаимного пересчета величин влажности газов приведены в приложении А).

4.1. В качестве вторичных эталонов применяют только генераторы влажного газа и генераторы температуры конденсации углеводородов (ТКУ), реализующие абсолютные методы воспроизведения единиц величин влажности газов и температуры конденсации углеводородов: метод фазового равновесия, метод двух давлений, метод двух температур и их комбинации. Вторичные эталоны воспроизводят одну или несколько единиц, воспроизводимых государственным первичным эталоном в диапазоне:

относительной влажности газа от 0 до 100%;

молярной (объемной) доли влаги от 0,1 до 700·10³ млн^-1;

температуры точки росы/инея от минус 120 °C до плюс 90 °C;

температуры конденсации углеводородов от минус 60 °C до плюс 30 °C.

4.2. Пределы допускаемых погрешностей вторичных эталонов, в зависимости от рабочей температуры и давления газа, а также диапазона измерений, составляют:

абсолютных погрешностей относительной влажности газа от 0,25 (включительно) до 0,5 (не включительно) %;

относительных погрешностей молярной (объемной) доли влаги от 1,0% (включительно) до 2,0% (не включительно);

абсолютных погрешностей температуры точки росы/инея от 0,1 °C (включительно) до 0,2 °C (не включительно);

абсолютных погрешностей температуры конденсации углеводородов от 0,15 °C (включительно) до 0,25 °C (не включительно).

4.3. Вторичные эталоны применяют для воспроизведения и передачи единиц относительной влажности газов, молярной (объемной) доли влаги, температуры точки росы/инея, температуры конденсации углеводородов: гигрометрам (измерителям ТКУ) - рабочим эталонам 1 и 2 разрядов, высокоточным рабочим гигрометрам и измерителям ТКУ - методом прямых измерений; генераторам влажного газа и ТКУ - рабочим эталонам 2 разряда, а также высокоточным рабочим гигрометрам, сличением с помощью компаратора и методом косвенных измерений (формулы взаимного пересчета величин влажности газов приведены в приложении А).

4.4. Отношение доверительных границ суммарной погрешности вторичных эталонов и применяемого метода передачи (с учетом их корреляции) к доверительным границам погрешности рабочих эталонов 1-го и 2-го разрядов, а также высокоточных рабочих СИ, не должно быть более 0,5 (1:2).

5.1.1. В качестве рабочих эталонов 1-го разряда применяют генераторы влажного газа, генераторы ТКУ, гигрометры и измерители ТКУ в диапазоне измерений:

относительной влажности газа от 0 до 100%;

молярной (объемной) доли влаги от 0,1 до 700·10³ млн^-1;

температуры точки росы/инея от минус 120 °C до плюс 90 °C;

температуры конденсации углеводородов от минус 60 °C до плюс 30 °C.

5.1.2. Пределы допускаемых погрешностей рабочих эталонов 1-го разряда, в зависимости от рабочей температуры и давления газа, а также диапазона измерений, составляют:

абсолютных погрешностей относительной влажности газа от 0,5% (включительно) до 1,0% (не включительно);

относительных погрешностей молярной (объемной) доли влаги от 2,0% (включительно) до 4,0% (не включительно);

абсолютных погрешностей температуры точки росы/инея от 0,2 °C (включительно) до 0,5 °C (не включительно);

абсолютных погрешностей температуры конденсации углеводородов от 0,25 °C (включительно) до 0,5 °C (не включительно).

5.1.3. Рабочие эталоны 1-го разряда применяют для поверки: генераторов влажного газа и ТКУ - рабочих эталонов 2-го разряда, методом прямых измерений и сличением с помощью компаратора; гигрометров и измерителей ТКУ - рабочих эталонов 2-го разряда и рабочих гигрометров, методом непосредственного сличения и методом косвенных измерений (формулы взаимного пересчета величин влажности газов приведены в приложении А).

При реализации поверки рабочих СИ относительной влажности методом непосредственного сличения должна применяться термостатированная камера (гигростат), аттестованная в качестве испытательного оборудования, с достижимыми значениями относительной влажности в соответствии с методикой поверки на поверяемый гигрометр, и имеющая градиенты относительной влажности по объему камеры и стабильность во времени относительной влажности не превышающие 1/3 значения погрешности поверяемого гигрометра.

5.1.4. Отношение доверительных границ суммарной погрешности рабочих эталонов 1-го разряда и применяемого метода передачи (с учетом их корреляции) к доверительным границам погрешности рабочих эталонов 2-го разряда, а также рабочих СИ, не должно быть более 0,5 (1:2).

5.2.1. В качестве рабочих эталонов 2-го разряда используются генераторы влажного газа, генераторы ТКУ, гигрометры и измерители ТКУ в диапазоне измерений:

относительной влажности газа от 0 до 100%;

молярной (объемной) доли влаги от 0,1 до 700·10³ млн^-1;

температуры точки росы/инея от минус 120 °C до плюс 90 °C;

температуры конденсации углеводородов от минус 60 °C до плюс 30 °C.

5.2.2. Пределы допускаемых погрешностей рабочих эталонов 2-го разряда, в зависимости от рабочей температуры и давления газа, а также диапазона измерений, составляют:

абсолютных погрешностей относительной влажности газа от 1,0% (включительно) до 3% (включительно);

относительных погрешностей молярной (объемной) доли влаги от 4% (включительно) до 6% (включительно);

абсолютных погрешностей температуры точки росы/инея от 0,5 °C (включительно) до 1,5 °C (включительно);

абсолютных погрешностей температуры конденсации углеводородов от 0,5 °C (включительно) до 1,5 °C (включительно).

5.2.3. Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для поверки рабочих средств измерений методом прямых измерений и методом непосредственного сличения.

При реализации поверки рабочих СИ относительной влажности методом непосредственного сличения должна применяться термостатированная камера (гигростат), аттестованная в качестве испытательного оборудования, с достижимыми значениями относительной влажности в соответствии с методикой поверки на поверяемый гигрометр, и имеющая градиенты относительной влажности по объему камеры и стабильность относительной влажности во времени не превышающие 1/3 значения погрешности поверяемого гигрометра.

5.2.4. Отношение доверительных границ суммарной погрешности рабочих эталонов 2 разряда и применяемого метода передачи (с учетом их корреляции) к доверительным границам погрешности рабочих СИ, не должно быть более 0,5 (1:2).

6.1. В качестве средств измерений применяют: гигрометры; термогигрометры; гигрографы; анализаторы и преобразователи влажного газа; анализаторы, измерители и преобразователи температуры конденсации углеводородов в диапазоне измерений:

относительной влажности газа от 0 до 100%;

молярной (объемной) доли влаги от 0,1 до 700·10³ млн^-1;

температуры точки росы/инея от минус 120 °C до плюс 90 °C;

температуры конденсации углеводородов от минус 60 °C до плюс 30 °C.

6.2. Пределы допускаемых погрешностей средств измерений, в зависимости от рабочей температуры, давления и диапазона измерений составляют:

абсолютных погрешностей относительной влажности газа от 0,5% (включительно) до 15% (включительно);

относительных погрешностей молярной (объемной) доли влаги от 1,5% (включительно) до 10% (включительно);

абсолютных погрешностей температуры точки росы/инея от 0,1 °C (включительно) до 5 °C (включительно);

абсолютных погрешностей температуры конденсации углеводородов от 0,25 °C (включительно) до 5 °C (включительно).

А.1. Формулы взаимного пересчета величин влажности газов представлены в таблице А.1.

Примечание - В формулы взаимного пересчета величин влажности газов (см. таблицу А.1) входят давление насыщенного водяного пара e_vw и повышающий коэффициент f_v, характеризующий отклонение молярной доли влаги реального влажного газа от молярной доли влаги для модели "идеальный газ" [2]. Значения этих величин можно определить, используя справочные данные [4] - [18].