Минстерство сельского хозяйства

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

Фгоувпо мурманский государственный технический универстет

Кафедра технологии

пищевых производств

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА

Методические указания к практическим работам по дисциплине

«Метрология, стандартизация, сертификация» для специальности 271000 «Технология рыбы и рыбных продуктов» и специальности 271200

«Технология продуктов общественного питания» 271300 «Пищевая инженерия малых предприятий»

.

Мурманск

УДК. [519.24 : 389.1] : 663/664 (07)

ББК 30.10 В 6

М- 34

Составитель – Ольга Александровна Николаенко, канд. техн. наук, профессор доцент кафедры технологии пищевых производств Мурманского государственного технического университета, Игнат Николаевич Толсторебров, старший преподаватель той же кафедры

Рецензент: Петров Борис Федорович, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии пищевых производств Мурманского государственного технического университета.

Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой технологии рыбных продуктов «15» января 2003г., протокол № 4

Мурманский государственный технический университет

ОГЛАВЛЕНИЕ

Теоретические сведения………………………………………………	4
Порядок выполнения работы…………………………………………	11
Рекомендованная литература………………………………………..	12
Приложение 1. Технологическая схема производства соленой сельди…………………………………………………………………..	14
Приложение 2 Метрологическое обеспечение производства сельди соленой неразделанной……………………………………….	15
Приложение 3. Средства измерений, рекомендованные для контроля производства пищевой продукции………………………..	18
Приложение 4. Средства измерения массы …………………………	20
Приложение 5. Средства измерения температуры…………………	21
Приложение 6. Средства измерения давления………………………	22
Приложение 7. Средства измерения расхода жидкостей и газа ….	23

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА

Цель работы: Изучить основы и освоить методы составления карт метрологического обеспечения производства.

Задание:

1. В соответствии с заданием составить технологическую схему производства.

2. Для каждой технологической операции определить рациональный перечень контролируемых метрологических параметров.

3. Для каждого контролируемого параметра выбрать необходимые средства измерения (СИ).

Теоретические сведения

Под метрологическим обеспечением (МО) понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства измерений.

Единство измерений – состояние измерений, при котором их результат выражен в указанных единицах величин и погрешность измерений не выходит за установленные границы.

Метрологическое обеспечение имеет нормативн0-правовую, научную, организационную и техническую основы.

Правовой основой метрологической деятельности являются законы и государственные акты по вопросам метрологии. Нормативную основу МО составляет государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ), представляющая собой комплекс нормативных документов межрегионального и межотраслевого уровней, устанавливающих требования, правила, положения, нормы, направленные на обеспечение единства измерений.

Научную основы ОЕИ составляют система единиц величин и эталонов. Организационную основу составляет метрологическая служба страны. Различают государственную метрологическую службу, метрологическую службу государственных органов управления, метрологическую службу юридических лиц (метрологическая служба предприятий).

Основные функции метрологической службы предприятия: разработка, согласование с территориальными органами Ростехрегулирования и утверждение положения о метрологической службе; проведение анализа состояния метрологического обеспечения производства; внедрение новой измерительной техники; проведение работ, связанных с автоматизацией производства и поверкой средств измерений; участие в анализе причин нарушения технологических режимов, брака продукции, связанных с неудовлетворительным состоянием средств измерений и неквалифицированным выполнением контрольно-измерительных операций; проведение аттестации рабочих мест, на которых используются средства измерения; представление на государственную поверку средств измерений, подлежащих обязательному государственному надзор; организация и проведение работ по ремонту средств измерений; предъявление руководителям всех подразделений предприятия предписаний об устранении выявленных нарушений метрологических правил, требований, норм.

На крупных предприятиях предусматривается создание метрологических служб как самостоятельного структурного подразделения, возглавляемого главным метрологом предприятия. На мелких и средних предприятиях, в зависимости от особенностей производства, количества средств измерений, возможно назначение лишь ответственных лиц за метрологическое обеспечение производства, которые подчиняются главному инженеру предприятия. Метрологическая служба работает в тесном контакте со службой главного механика, главного энергетика, главного технолога и лабораторией предприятия. Главный технолог информирует метролога об изменениях технологического процесса, требующих метрологического обеспечения. Работы по техническому обслуживанию, ремонту, монтажу средств измерений выполняют соответствующие бригады или техники. Учет, хранение средств измерений осуществляет ответственный за метрологическое обеспечение производства.

Техническую основу МО составляют систем поверок, калибровок испытаний СИ.

На стадии проектирования и создания продукции для достижения высокого качества объекта производится выбор показателей качества, обоснование допусков (требований точности) на значение параметров проектируемой продукции, на технологические процессы при ее производстве, а также на осуществление методов измерений, контроля установленных значений с помощью обоснованно выбранных СИ и испытательного оборудования.

В период организации технологической подготовки производства новой продукции, или в период организации нового или модернизации технологического процесса проводятся работы по метрологическому обеспечению подготовки производства (МОПП).

Для организации работ по МОПП разрабатывается план, который включает определенный перечень работ.

1) Метрологическая экспертиза исходной конструкторской и технологической документации (технологических инструкция, национальных стандартов и др.) для составления оптимального перечня параметров и норм точности измерений для входного, операционного, приемочного контроля и проверки соответствия перечня контролируемых показателей требованиям технологического процесса. При этом определяют:

– соответствие измеряемых параметров и показателей качества требованиям нормативной и технологической документации;

– достаточность этой номенклатуры с позиций соответствия продукции или технологического процесса своему назначению, достоверности контроля, безопасности труда и защиты окружающей среды;

– обоснованность нормируемых значений и допускаемых технологических отклонений параметров и показателей качества.

При этом для каждого технологического требования проверяют возможность автоматизации контроля и регулирования измеряемых параметров; экономическую и технологическую целесообразность использования средств дистанционного централизованного контроля параметров.

2). Проверка обеспеченности технологического процесса современными методиками выполнения измерений (МВИ) и средствами измерений (СИ); установлению их рациональной номенклатуры; выявлению недостающих СИ, и в случае необходимости разработка и заказ новых СИ.

Выбор МВИ и СИ – сложная задача, которая зависит от многих факторов: назначения и область применения МВИ и СИ; диапазона применения; пределов допускаемых погрешностей (точности измерений); быстродействия; необходимого вида информации (местные показания, дистанционные показания, автоматическая регистрация, сигнализация и т. д.); необходимости и возможности использования информации в системах автоматического управления; требований к помещению для проведения анализов и измерений; стоимости и экономической эффективности от использования; требований к обслуживающему персоналу, массы, габаритов оборудования и т. д.

Кроме этих факторов, при выборе измерительных приборов следует учитывать также специальные требования к приборам контроля: датчики приборов контроля не должны вызывать изменения химико-технологических показателей продукции и не должны содержать вредных и запахообразующих веществ; конструкции приборов должны обеспечивать безопасность их эксплуатации.

Выбор метода измерений и средств измерений по назначению и области применения предполагает выбор подходящего принципа измерения и проверку по справочной литературе наличия в смежных отраслях промышленности подходящего метода измерения данной или близкой ей величины.

Диапазон измерений СИ следует выбирать таким образом, чтобы он на 15–20 % превышал диапазон возможных изменений измеряемой величины и был ближайшим к границе измерений измеряемого параметра.

Диапазон измерений вторичного прибора должен соответствовать диапазону измерений первичного преобразователя. Например, температура раствора должна находиться в пределах от 50 до 70 ^оС. Ее измеряют с помощью манометрического термометра. По каталогу термометры этого типа выпускаются промышленностью со следующими диапазонами измерения: 50…150, 0…100, 0…150 ^оС. Следует выбрать термометр с диапазоном 0…100 ^оС, так как в первом случае нет запаса по нижней границе, а в третьем – верхний диапазон имеет лишний запас.

При выборе манометров следует учитывать, что работа вблизи конечного значения шкалы сокращает срок службы пружинных манометров из-за появления остаточных деформаций пружины. Поэтому значение допустимого рабочего давления должно быть не более 75 % конечного значения шкалы измерительного прибора. В то же время при постоянной работе манометра в начале шкалы точность измерений будет заведомо заниженной, так как допускаемая основная погрешность прибора определяется его наибольшим значением диапазона измерений. Поэтому минимальное измеряемое давление не должно быть меньше 1/3 конечного значения шкалы. Исходя из надежности работы манометра рекомендуют конечное значение шкалы прибора выбирать с таким расчетом, чтобы оно превышало измеряемую величину при постоянном или плавно изменяющемся давлении в 1,5 раза, а при резко переменном характере измеряемого давления – в 2 раза.

При выборе метода и средств измерений по точности необходимо учитывать, что погрешность измерения должна быть в несколько раз меньше возможной технологической погрешности контролируемого параметра объекта измерений. Соотношение точностей можно записать с помощью формулы

С = ₁/₂,

где ₁ – предел допускаемых погрешностей метода измерений; ₂ – предел допускаемых погрешностей контролируемого параметра.

Большой запас по точности экономически невыгоден, так как с повышением точности увеличиваются экономические затраты. При малой точности возможна существенная ошибка контроля.

При измерении температуры для уменьшения вероятности допущения погрешности необходимо выбирать такое средство измерений, основная погрешность которого в точке измерения составляет не более 1/3 величины заданной погрешности (допускаемого отклонения) измеряемой температуры в случае, если измерения требуется выполнить с наивысшей точностью, или не более 2/3 величины заданной погрешности измеряемой температуры во всех остальных случаях.

Пример. по технологическому процессу необходимо измерить температуру 120 ^oC c абсолютной погрешностью Δ _изм 2 ^оС и вести регистрацию результатов измерений на диаграмме.

При выборе диапазона измерений необходимо учитывать, что конечное значение шкалы выбранного прибора должно превышать измеряемую величину в 1,2 раза.

Диапазон измерения СИ должен составлять

120  1.2 = 144 ^оС

Принимаем диапазон измерений прибора от 0 до 150 ^оС. Так как основная погрешность средств измерений должна быть не более 2/3 величины заданной погрешности измеряемой температуры, определяем допускаемую основную погрешность показаний выбираемого прибора

(2  2/3) = 1,3 ^оС,

Допускаемую приведенную погрешность показаний прибора определяют по формуле

По допускаемой приведенной погрешности определяют класс точности прибора. Так как стандартизированные средства измерения температуры не выпускают с классом точности 0,87, проводят округление в меньшую сторону и устанавливают класс точности 0,5. Затем по номенклатурному справочнику или каталогу на средства измерения температуры подбирают средство измерения температуры с диапазоном измерений 0…150 ^оС и классом точности 0,5. Данным параметрам отвечают приборы: электронный самопишущий мост типа КСМ4 и электронный самопишущий потенциометр типа КСП4. Автоматический мост типа КСМ 4 работает в комплекте с термометрами сопротивления типов ТСП и ТСМ, а автоматический потенциометр типа КСП4 – в комплекте с термоэлектрическими термометрами. Основная погрешность термометра сопротивления меньше основной погрешности показаний термоэлектрических термометров, поэтому выбирают электронный автоматический самопишущий мост типа КСМ4 с диапазоном измерений 0…150 ^оС и классом точности 0,5.

В качестве первичного преобразователя к прибору КСМ4 с диапазоном измерений 0…150 ^оС выбирают термометр сопротивления с диапазоном измерений 0…150 ^оС и основной погрешностью показаний прибора 0,25 %.

Допускаемая основная погрешность показаний прибора КСМ4 составляет  0,5 % от верхнего предела измерений, т. е.  0,75 ^оС, а допускаемая основная погрешность термометра сопротивления 0,25 %, что состав­ляет 0,38 ^оС. Таким образом, допускаемая основная погрешность показаний всего измерительного комплекта будет равна 1,13 ^оС. Выбранный измерительный комплект обеспечит измерение контролируемого параметра с заданной погрешностью 2 ^оС.

Пример. По технологическому процессу необходимо измерить избыточное давление газа 2,6 МПа с абсолютной погрешностью  0,21 МПа.

Определяем конечное значение шкалы прибора

2,6  1,5 = 3,9 МПа.

Поскольку у приборов измерения давления шкалы с таким конечным значением нет, выбираем ближайшее значение в сторону увеличения, т. е. 4,0 МПа.

Определяем допускаемую абсолютную основную погрешность прибора

= (0,21  1/3) =  0,07 МПа,

тогда допускаемая приведенная погрешность

Класс точности прибора – число, равное пределу допускаемой приведенной основной погрешности, т. е. 1,75. Но поскольку стандартизированные приборы измерения давления не выпускаются с классом точности 1,75, для получения более точного результата измерений производим округление в меньшую сторону и выбираем класс точности 1,5.

Таким образом, для измерения давления 2,6 МПа с погрешностью 2,1 МПа следует выбрать манометр с конечным значением шкалы 4 МПа и классом точности 1,5.

3). Поверка и калибровка контрольно-измерительного оборудования, применяемого на предприятии; проверке соответствия разработанных графиков поверки и ремонта СИ необходимым требованиям.

Поверка СИ – установление официальным уполномоченным органом пригодности СИ к применению на основании экспериментально определенных метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям. Поверке подвергаются СИ, которые подлежат государственному метрологическому контролю и надзору. К ним относятся СИ, предназначенные для измерений материальных ценностей, топлива, энергии, СИ для обеспечения безопасности труда. Перечень СИ подлежащих поверке утверждается Министерство промышленности и энергетики Российской Федерации.

Калибровка СИ - это совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и подготовки к применению СИ, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору. Калибровка является составной частью обеспечения единства измерений.

4). Подготовка работников соответствующих служб и подразделений предприятия к выполнению контрольно-измерительных операций.

На основании анализа метрологического обеспечения технологических процессов отрасли и метрологической экспертизы проектов разрабатываемой нормативно-технической документации составляют "Карту метрологического обеспечения технологических процессов и контроля качества и количества сырья, материалов, готовой продукции".