МИ ПКФ-14-007 (ФР.1.36.2014.17499). Методика измерений виброускорения в жилых и общественных помещениях
(утв. Приказом ООО «ПКФ Цифровые приборы» от 14.03.2014 № 01-ПР/ЦП)
Утверждена Приказом ООО «ПКФ Цифровые приборы» от 14 марта 2014 г. № 01-ПР/ЦП
МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ ВИБРОУСКОРЕНИЯ В ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
РАЗРАБОТАНА: Общество с ограниченной ответственностью «Производственно-коммерческая фирма Цифровые приборы»
129281, г. Москва, ул. Енисейская, д. 24, кв. 150 тел/факс. (495) 225-55-01
Руководитель организации-разработчика Куриленко Юрий Владимирович
АТТЕСТОВАНА: Метрологической службой ООО «ПКФ Цифровые приборы»
Аттестат аккредитации юридического лица или индивидуального предпринимателя, аттестовавшего методику (метод) измерений № 01.00279-2013 от 11.12.2013 г.
Свидетельство об аттестации методики измерений № 007-01.00279-2013 от 14.03.2014 г.
129281, г. Москва, ул. Енисейская, д. 24, кв. 150 тел/факс. (495) 225-55-01
Руководитель юридического лица или индивидуального предпринимателя, аттестовавшего методику (метод) измерений Куриленко Юрий Владимирович
Регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений: ФР.1.36.2014.17499
1. Назначение и область применения
Настоящий документ разработан в соответствии с ГОСТ Р 8.563 «Методики выполнения измерений», ГОСТ Р 54500.1/Руководство ИСО/МЭК 98-1:2009 «Неопределенность измерения. Часть 1. Введение в руководство по неопределенности измерения», ГОСТ Р 54500.3/Руководство ИСО/МЭК 98-1:2008 «Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения», РМГ 91-2009 «Совместное использование понятий „погрешность измерения“ и „неопределенность измерения“. Общие принципы».
Настоящий документ устанавливает методику измерений эквивалентных корректированных по Wm (по ГОСТ ИСО 8041) уровней виброускорения (в дБ относительно 1 мкм/с2), приведенных к периоду контроля, шумомером-виброметром, анализатором спектра Экофизика-110А, или виброметром, анализатором спектра Экофизика-110В, или измерителем общей и локальной вибрации Октава-101ВМ.
Методика применима для измерения вибрации, имеющей постоянный, случайный или циклически повторяющийся характер, в жилых и общественных помещениях и предназначена для применения испытательными лабораториями и центрами, а также другими организациями, выполняющими инструментальный контроль уровней виброускорения с целью гигиенической оценки.
Диапазон измерений корректированного ускорения:
- при использовании вибропреобразователей АР2082М, АР98-100, АР2037-100 и их аналогов: 59 — 164 дБ отн. 1 мкм/с2 (при подключении через адаптер 110A-IEPE на входе MIC прибора ЭКОФИЗИКА-110А: 58 — 174 дБ отн. 1 мкм/с2);
- при использовании вибропреобразователей АР99-100: 47 — 164 дБ отн. 1 мкм/с2 (при подключении через адаптер 110A-IEPE на входе MIC прибора ЭКОФИЗИКА-110А: 47 — 174 дБ отн. 1 мкм/с2).
3. Характеристики точности измерений
Точность измерений по данной МИ характеризуется расширенной неопределенностью измерений при коэффициенте охвата 2, соответствующем уровню доверия 95%.
Расширенная неопределенность измерений при коэффициенте охвата 2, соответствующем уровню доверия 95%, по данной методике зависит от значений уровней виброускорения и характера виброускорения и не превышает 3,0 дБ.
Примечание. Суммарная стандартная неопределенность измерений по данной методике не превышает 1,5 дБ.
В настоящей методике измерений использованы ссылки на следующие нормативные документы.
1. ГОСТ Р 8.563 «Методики выполнения измерений»
2. ГОСТ Р 54500.1/Руководство ИСО/МЭК 98-1:2009 «Неопределенность измерения. Часть 1. Введение в руководство по неопределенности измерения»
3. ГОСТ Р 54500.3/Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008 «Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения»
4. РМГ 91-2009 «Совместное использование понятий „погрешность измерения“ и „неопределенность измерения. Общие принципы“»
5. ГОСТ 8.736 «Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения»
6. ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий»
7. ГОСТ ИСО 8041 «Вибрация. Воздействие на человека. Средства измерений»
8. ГОСТ 31191.1 «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования»
9. ГОСТ 31191.2 «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2. Вибрация внутри зданий»
10. СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»
Настоящая МИ использует термины и определения, принятые в ГОСТ Р 8.563, ГОСТ Р 54500.1, ГОСТ 8.736, ГОСТ ИСО 8041, ГОСТ 31191, СН 2.2.4/2.1.8.566-96.
Кроме того, в методике используются следующие термины:
Период контроля — временной интервал, за который оценивается эквивалентный уровень виброускорения для сопоставления с нормативом. В качестве периода контроля могут выступать дневной, ночной или иной нормируемый период времени.
Период наблюдения — время, в течение которого может быть проведено несколько измерений, следующих друг за другом подряд или с некоторыми перерывами.
Период измерения — собственно время однократного измерения вибрации.
6. Средства измерений и вспомогательные устройства
При выполнении измерений применяют следующие средства и вспомогательные устройства.
| Наименование средств измерений и вспомогательных устройств | Обозначение и наименование документов, в соответствии с которыми выпускают средства измерений, вспомогательные устройства | Метрологические и технические характеристики |
| Шумомер-виброметр, анализатор спектра Экофизика-110А | ПКДУ.411000.001.02ТУ, описание типа СИ № 48906-12 | Диапазон измерений корректированного по Wm уровня виброускорения: - при подключении датчиков к входам X, Y, Z, A (ICP/IEPE); 1, 2, 3: \cdot от 59 до 164 дБ отн. 1 мкм/с2 с акселерометрами АР2082М, АР98, АР98-100, АР2037; \cdot от 47 до 164 дБ отн. 1 мкм/с2 с акселерометрами АР99-100. - при подключении датчиков к входу MIC: \cdot от 58 до 174 дБ отн. мкм/с2 с акселерометрами АР2082М, АР98, АР98-100, АР2037; \cdot от 47 до 174 дБ отн. мкм/с2 с акселерометрами АР99-100. Корректирующий фильтр Wm соответствует ГОСТ ИСО 8041 |
| Виброметр, анализатор спектра Экофизика-110В | ПКДУ.411000.001.03ТУ, описание типа СИ № 48433-11 | |
| Измеритель общей и локальной вибрации Октава-101ВМ | ТУ 4277-002-76596538-05, описание типа СИ № 25350/1 | |
| Измеритель микроклимата ЭкоТерма-1 <1> | ПКДУ.411619.001ТУ, описание типа СИ № 49002-12 | Диапазон измерений температуры: от минус 50 до +60 °C. Пределы допускаемой погрешности измерения температуры: не более +/- 0,3 °C. Диапазон измерения относительной влажности: от 10 до 95%. Пределы допускаемой погрешности измерения относительной влажности: не более +/- 3,0% |
<1> Возможна замена СИ на любое другое со следующими метрологическими характеристиками: погрешность измерения температуры не более +/- 0,5 °C; погрешность измерения влажности не более +/- 5%.
7. Требования к квалификации персонала
К выполнению измерений по данной методике допускаются лица, прошедшие подготовку и имеющие допуск к работе со средствами измерения Экофизика-110А, Экофизика-110В, Октава-101ВМ.
При выполнении измерений соблюдают установленные требования безопасности при эксплуатации электроустановок, электросетей и используемых СИ.
Измерения эквивалентного корректированного Wm уровня виброускорения выполняют посредством проведения многократных прямых измерений текущих средних квадратичных уровней виброускорения с последующим усреднением.
Принцип прямого измерения уровня виброускорения основан на преобразовании механических колебаний в сигнал электрического напряжения с помощью акселерометра и последующем измерении уровней этого электрического сигнала в измерительном модуле с помощью аналого-цифрового преобразования и обработки специализированным микропроцессором.
10. Требования к условиям измерений
При выполнении измерений виброускорения соблюдают следующие условия.
10.1. Температура окружающей среды при измерениях должна быть в пределах от минус 10 до +40 °C. Температура окружающей среды контролируется до и после измерений. Контроль температуры проводится согласно руководству по эксплуатации на СИ измерения температуры. Пометки об измеренной температуре вносятся в рабочий журнал.
10.2. Относительная влажность воздуха (без конденсации) не должна превышать 90%. Относительная влажность воздуха контролируется до и после измерений. Контроль относительной влажности воздуха проводится согласно руководству по эксплуатации на СИ измерения относительной влажности. Пометки об измеренной относительная влажности вносятся в рабочий журнал.
10.3. Крепление датчика вибрации должно обеспечить жесткую механическую связь с поверхностью пола. Если поверхность пола покрыта амортизирующим материалом, целесообразно его удалить, либо использовать адаптер с заостренными ножками по ГОСТ Р 53964. Допускается применять адаптер с заостренными ножками по ГОСТ 31319. Вариантом исполнения такого адаптера служит платформа напольной вибрации 003ОП. Датчик должен жестко крепиться на платформе посредством резьбового или магнитного крепления. Поверхность платформы или элемента платформы, к которому крепится датчик, должна быть ровной и плоской, датчик недопустимо крепить к округлым или неплоским поверхностям.
10.4. Оси чувствительности датчиков вибрации ориентируют в вертикальном направлении Z и двух взаимно перпендикулярных направлениях X и Y, совпадающих с направлениями главных осей здания. Направление оси X должно быть наиболее близким к направлению на источник вибрации.
10.5. Измерения не должны быть искажены случайными помехами, вызванными передвижением оператора или иных лиц в обследуемом или смежных помещениях.
11. Подготовка к выполнению измерений
11.1 Обследование. При обследовании объекта определяют:
- источники вибрации и их расположение;
- временные характеристики генерации вибрации в течение суток;
- способ передачи в обследуемое здание (помещение);
- помещения и точки в помещениях, в которых следует проводить измерения вибрации.
11.2 Выбор точек для проведения измерений (контрольных точек — КТ).
Помещения, в которых проводится измерение вибрации, выбираются в зависимости от цели измерений. При оценке уровня вибрации в здании в целом выбираются помещения, наиболее приближенные к источникам внутренней вибрации (механизмы лифтов, компрессоры, насосы, агрегаты вентиляционных систем и т.д.). Для оценки вибрации от внешних источников выбираются помещения на нескольких этажах здания.
Для гигиенической оценки вибрации по обращению заявителя измерения выполняют в конкретных заявленных помещениях, для которых установлены гигиенические нормативы. В помещениях, для которых гигиенические нормативы не установлены, гигиеническая оценка не проводится.
В помещении в качестве КТ выбирают точку, отвечающую следующим критериям:
1. точка измерений вибрации не должна находиться над балками или иными элементами жесткости конструкций здания;
2. точка измерений должна находиться как можно ближе к центру обследуемого помещения.
11.3 Определение периодов наблюдения и периодов измерения.
11.3.1. В зависимости от характера вибрации выбирается период наблюдения (рис. 1), в течение которого проводятся измерения.
Рис. 1. Период контроля и период наблюдения вибрации. T1, T2, ..., TN — продолжительность вибрационных событий. Tвозд — общее время воздействия вибрации в период контроля
11.3.2. В течение периода наблюдений может быть проведено несколько измерений, следующих друг за другом подряд или с некоторыми перерывами. При планировании измерений следует тщательно определить время и интервалы, когда должны быть проведены наблюдения и измерения. Их неправильный выбор (слишком короткий период измерений, наблюдение в нетипичное с точки зрения производимой вибрации время суток) может привести к чрезмерно большому рассеянию результатов.
Продолжительность периодов наблюдения и измерений определяется специалистом, проводящим измерения, так, чтобы получаемые результаты были представительны для всего периода контроля. Длительность измерений должна быть зафиксирована.
11.4 Подготовка к проведению измерений включает:
- контроль условий, влияющих на точность измерений;
- крепление датчика вибрации в заданной КТ;
- идентификацию расположения КТ;
- установку режима СИ.
11.5 Условия, влияющие на точность измерений:
- крепление датчика;
- температура воздуха;
- электромагнитные помехи;
- неправильный период наблюдений (см. п. 11.3);
- неправильный режим СИ и недостаточное время измерения;
- условия эксплуатации;
- помехи, вызванные случайными источниками вибрации (передвижение людей и т.п.).
11.6. Перед измерением необходимо проверить уровень собственных шумов прибора. Для этого датчик виброметра размещают на невибрирующей поверхности и измеряют эквивалентный уровень на характеристике Wm в течение 3 минут. При измерении собственных шумов необходимо избегать внешнего воздействия на датчик, кабель и индикаторный блок прибора.
Уровень собственных шумов следует учитывать для введения поправок при последующих измерениях. Если разность между измеряемым уровнем и уровнем собственных шумов менее 10 дБ, необходимо вносить поправку в результаты измерения. Если разность между измеряемым уровнем и уровнем собственных шумов менее 3 дБ, то измерения не проводят.
Учет влияния собственных шумов.
| Разность значений уровней измеряемого ускорения и уровня собственных шумов, дБ | 3 | 4 — 5 | 6 — 9 | 10 и более |
|---|---|---|---|---|
| Величина, вычитаемая из измеренного значения уровня виброускорения, дБ | 3 | 2 | 1 | 0 |
11.7. Убеждаются в отсутствии искажений, вызванных электромагнитными помехами. Для этого датчик, присоединенный к виброметру, анализатору спектра, размещают на мягкой невибрирующей поверхности. Виброметр, анализатор спектра переключают в режим индикации третьоктавного спектра с временной характеристикой «10 сек» и убеждаются в том, что текущие показания виброускорения по всем трем осям в полосе 50 Гц отличаются от показаний в соседних полосах не более, чем на 3 дБ.
11.8. Акселерометр крепится на адаптер и устанавливается в КТ согласно пп. 11.2, 10.3, 10.4.
11.9. Проводят предварительное обследование, по итогам которого определяют характер вибрации.
12. Порядок выполнения измерений
12.1. Прямые измерения корректированного ускорения выполняются в соответствии с методикой, изложенной в руководстве по эксплуатации СИ.
12.2. Вибрацию в КТ целесообразно измерять одновременно в вертикальном направлении Z и двух взаимно перпендикулярных горизонтальных направлениях X и Y, совпадающих с направлениями главных осей здания. Для постоянной и непрерывно действующей непостоянной вибрации допускается проводить измерения по разным направлениям последовательно. Для вибрации, состоящей из единичных и повторяющихся событий (например, вибрации от проезжающего транспортного средства) последовательное измерение по разным направлениям нежелательно.
Если предварительное обследование показало, что корректированное ускорение в одном из направлений более чем на 10 дБ меньше ускорения для одного из остальных направлений, то можно ограничиться измерениями только по направлениям максимальной вибрации.
12.3. Для непрерывно действующей непостоянной вибрации проводят прямое измерение эквивалентного уровня корректированного ускорения с коррекцией Wm не менее четырех раз, при этом разница показаний должна быть не более 3 дБ (рис. 2). Продолжительность каждого измерения должна быть не менее 5 минут. Если показания сильно различаются, то следует увеличить время измерения и предпринять меры для устранения внешних помех. За результат измерения принимается среднее значение.
Рис. 2. Периоды контроля, наблюдения и измерений в случае непрерывной вибрации
12.4. Вибрация, представляющая собой последовательность повторяющихся единичных событий, количество которых за время измерения не менее 5 (рис. 3), измеряется аналогично непрерывной вибрации.
Рис. 3. Периоды контроля, наблюдения и измерений в случае часто повторяющихся вибрационных событий вибрации
12.5. Корректированное ускорение для случая вибрации, представляющей собой короткие, редко повторяющиеся единичные события (например, прохождение железнодорожного состава), измеряется при фиксированной продолжительности замера (рис. 4). Продолжительность одного измерения — 5 минут. Проводят не менее 5 измерений за период контроля. Результатом измерения является среднее значение. При сопоставлении с гигиеническим нормативом результат измерения приводится к длительности периода контроля. Для этой цели определяют суммарное количество оцениваемых событий в период контроля (см. п. 13).
Рис. 4. Периоды контроля, наблюдения и измерений в случае единичных вибрационных событий
13. Обработка результатов измерений
13.1. Исключают «промахи» из выборки измеренных значений, вызванные помехами и несоблюдением требований, изложенных в п. 10.
13.2. Обработка результатов заключается в определении уровня вибрации за контролируемый период (дневное или ночное время). Для постоянной вибрации и для вибрации, представляющей собой последовательность циклически повторяющихся единичных событий, определяется среднеарифметическое значение корректированного виброускорения по формуле:
a_{w} = \frac{1}{n} \sum_{i = 1}^{n} a_{i}
где aw — оценка измеряемой величины (м/с2),
ai — результаты прямых измерений эквивалентного уровня виброускорения (м/с2),
n — количество произведенных измерений.
Примечание. Если результаты измерения фиксируются в логарифмической шкале (дБ), то перевод в абсолютные величины для оценки измеряемой величины не обязателен, если разница между максимальным и минимальным измеренным значением корректированного виброускорения не превышает 2 дБ.
13.3. При необходимости в оценку измеряемой величины вносится поправка согласно п. 11.6.
13.4. Если это предусмотрено нормативными документами, результат измерений корректируют с учетом продолжительности воздействия вибрации на периоде контроля:
a_{w,\text{контр}} = a_{w} \sqrt{\frac{T_{\text{возд}}}{T_{\text{контр}}}} ,L_{a,\text{контр}} = L_{a} + 10lg(\frac{T_{\text{возд}}}{T_{\text{контр}}}) ,
где aw и La — результат измерения, соответственно в м/с2 и дБ;
aw,контр (La,контр) — виброускорение (уровень ускорения в дБ), приведенное к продолжительности периода контроля;
Tконтр — продолжительность периода контроля (в минутах);
Tвозд — продолжительность воздействия вибрации на периоде контроля (в минутах).
13.5. Для вибрации, измеренной по п. 12.5, время воздействия Tвозд (в минутах) принимают равным произведению количества оцениваемых событий на 5 минут:
Tвозд(мин) = nсоб x 5, где nсоб — количество оцениваемых событий на интервале контроля.
13.6 Неопределенность измерений уровня виброускорения обуславливается следующими факторами:
13.7. Неопределенность измерений, обусловленная случайными вариациями измеряемой величины представлена неопределенностью по типу A и рассчитывается по формуле:
u_{A} = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n} (L_{a,i} - L_{a})^{2}}{n(n - 1)}}
13.8 Неопределенность измерений, обусловленная инструментальной погрешностью СИ, оценивается по формуле:
u_{B} = \frac{\Delta L_{\text{инстр}}}{\sqrt{3}}
где \Delta L_{\text{инстр}} — инструментальная погрешность прямого однократного измерения корректированного ускорения, указанная в Приложении МИ ПКФ-12-006 к руководствам по эксплуатации применяемых виброметров (ПКДУ.411000.001.02РЭ, или ПКДУ.411000.001.03РЭ, или РЭ 4277-002-76596538-05).
Примечание. Если при выполнении измерений не осуществляется проверка калибровки измерительного тракта с помощью вибрационного калибратора, рекомендованного изготовителем средства измерения (виброметра), то инструментальную погрешность следует увеличивать на 1,0 дБ.
13.9 Суммарная стандартная неопределенность рассчитывается по формуле:
u_{C} = \sqrt{u_{A}^{2} + u_{B}^{2}}
13.10. Расширенная неопределенность измерений уровня виброускорения при коэффициенте охвата 2, соответствующего уровню доверия 95%, рассчитывается по формуле:
14. Контроль точности результатов измерений
Расширенная неопределенность измерений уровня виброускорения при коэффициенте охвата 2, соответствующем уровню доверия 95%, не превышает значений, полученных в результате расчета согласно п. 13, при выполнении следующих условий:
- условия измерений соответствуют условиям применения используемых СИ;
- используемые СИ имеют действующее свидетельство о поверке;
- показания виброметра, анализатора спектра при проверке измерительного тракта (если она проводится) совпадают с паспортными данными калибратора в пределах +/- 0,3 дБ;
- используемые СИ проходят своевременное техобслуживание согласно их руководствам по эксплуатации.
15. Оформление результатов измерений
15.1. Протокол измерений заполняется по форме, принятой в данной испытательной лаборатории (центре).
15.2 В протоколе отражаются:
- дата и время измерения;
- сведения о СИ — основном и вспомогательных;
- сведения об объекте, его назначении, источниках вибрации, их локализации, временных параметрах вибрации, способе ее передаче от источников в здание;
- сведения о помещениях, в которых производятся измерения и о контрольных точках, а также данные об их идентификации (по расстояниям от различных ориентиров) при необходимости приводится эскиз их расположения;
- сведения об условиях проведения измерений (см. п. 10), в том числе о наличии помех и мерах по их устранению;
- результаты измерений вибрации с указанием времени (суток) проведения измерений, характера вибрации, продолжительности измерений;
- результаты обработки данных измерений с вычислением корректированного виброускорения и диапазона расширенной неопределенности измерений согласно п. 0;
- вывод (не заменяет экспертного заключения) о том, находятся ли измеренные величины в зоне допустимых значений.
16. Принятые сокращения и обозначения
РЭ — руководство по эксплуатации.
La — оценка измеряемой величины.
La,i — результат i-го измерения эквивалентного уровня виброускорения.
uA — неопределенность измерений, обусловленная случайными колебаниями измеряемой величины, представлена неопределенностью по типу A.
uB — неопределенность измерений, обусловленная инструментальной погрешностью СИ, представлена по типу B.
uC — суммарная стандартная неопределенность измерений.
U(95%) — расширенная неопределенность измерений эквивалентного уровня виброускорения при коэффициенте охвата 2, соответствующем уровню доверия 95%.
\Delta L_{\text{инстр}} — инструментальная погрешность прямого однократного измерения.
| Ключевые слова: вибрация в зданиях, коммунальная вибрация, эквивалентные уровни виброускорения, Экофизика, Октава |
|---|
Руководитель разработки Генеральный директор ООО «ПКФ Цифровые приборы» Ю. В. Куриленко
Исполнители: ВНС А. В. Стерликов
Инженер группы метрологии А. А. Воронков
Соисполнители: Генеральный директор ООО «НПФ Электрондизайн» А. Н. Вишняков
Руководитель метрологической службы Ю. В. Куриленко
Руководитель предприятия-разработчика или заказчика Генеральный директор А. Н. Вишняков