CC BY
28
■ -u "V
ЛЕПИН
Иван Романович
Руководитель лаборатории тепловых измерений (24.05.1944 - 30.12.1946) Руководитель лаборатории тепловых величин (30.12.1946-08.01.1947) Руководитель термометрической лаборатории (08.01.1947 - 21.03.1965) Заведующий лабораторией эталонов тепловых величин (1941-1965)
Д0БР0ВИНСКИИ Игорь Евсеевич
Руководитель лаборатории теплотехнических измерений (1972-1988)
ЛАПП
Геннадий Борисович
Руководитель лаборатории теплотехнических измерений (28.03.1965 - 09.03.1972) Руководитель отдела эталонов (01.05.1952 - 31.07.1954)
КАЗАНЦЕВ
Вячеслав Васильевич
Заведующий лабораторией термометрии и поверхностной плотности, ученый хранитель ГЭТ 168-2010 (с октября 1988 г.)
ЛАБОРАТОРИЯ МЕТРОЛОГИИ ТЕРМОМЕТРИИ И ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛОТНОСТИ
УДК536.5+531.75
Статья содержит информацию об основных направлениях деятельности лаборатории, включая обзорные сведения начиная со времени образования лаборатории, а также о современном состоянии и работах, выполняемых сотрудниками по созданию эталонов, испытаниям и поверке средств измерений, аттестации испытательного оборудования, по стандартизации.
The article contains the information on the main laboratory activities, including an overview, beginning from the time, when the laboratory was set up till the current state and the works, carried out by the personnel on the establishment of measurement standards, tests and verification of measurement instruments, certification of testing facilities and standardization.
В.В. Казанцев
канд. хим. наук, заведующий лабораторией термометрии и поверхностной плотности ФГУП «УНИИМ» 620000, г. Екатеринбург, ул. Красноармейская, 4 Тел./факс: (343) 355-48-85
Лаборатория термометрии была создана в 1942 г. одновременно с созданием филиала ВНИИМ при Свердловском управлении мер и измерительных приборов,
который затем был переименован в Свердловский филиал Всесоюзного ордена Трудового Красного Зна-
мени научно-исследовательского института метрологии имени Д.И. Менделеева.
Руководителями лаборатории были ведущие специалисты в области термометрии И.Р. Лепин, Г.Б. Лапп, И.Е. Добровинский.
За 70 прошедших лет изменялся кадровый состав, изменялось название лаборатории, как и название института. В 1988 г. были объединены лаборатории теплотехнических измерений и метрологии поверхностной плотности покрытий - до настоящего времени в названии лаборатории обозначены эти основные направления деятельности. С 1988 г. лабораторию метрологии термометрии и поверхностной плотности возглавляет автор настоящей статьи.
С начала функционирования лаборатория осуществляла работы по эксплуатации эталонов, эвакуированных из Ленинграда, проводила исследовательские работы, разрабатывала соответствующие нормативные документы, выполняла большой объем работ по поверке средств измерений температуры.
Одно из основных направлений деятельности лаборатории заключалось в техническом и методическом обеспечении функционирования Международной практической температурной шкалы МПТШ-68, а затем Международной температурной шкалы МТШ-90 с целью достоверного воспроизведения и передачи единицы в широком диапазоне температур. Согласно приказу Госстандарта специализация института в этой области измерений заключалась в обеспечении термоэлектрической ветви поверочной схемы, которая охватывала диапазон от минус 200 до 2500 °С.
При активном участии специального конструкторского бюро и опытного производства при СФ ВНИИМ им. Д.И.Менделеева было разработано оборудование для воспроизведения температуры в широком диапазоне температур:
- рабочий эталон единицы температуры в диапазоне от 1064 до 1769 °С на основе термоэлектрических термопреобразователей ПР 30/6;
- блок печей для воспроизведения реперных точек МПТШ-68 в диапазоне от 300 до 1800 °С;
- установка для воспроизведения температуры до 2500 °С;
- установка для измерения неоднородности термоэлектродной проволоки УИН;
- комплекс стандартных образцов термоэлектродных материалов.
Все разработки в области термометрии сопровождались разработкой нормативных документов, обеспечивающих эффективное применение указанных эталонных средств измерений и поверочного оборудования.
Несколько разработок было передано Омскому заводу «Эталон» для организации серийного выпуска и оснащения оборудованием поверочных лабораторий Гостандарта, а также нескольких стран СЭВ.
Ряд работ в области термометрии лаборатория выполняла по постановлениям Государственного комитета по науке и технике Совета Министров СССР. За разработку эффективных методов и средств измерений температуры расплавленных металлов руководителю лаборатории И.Е. Добровинскому и группе специалистов из других организаций была вручена государственная премия Совета Министров РСФСР.
Руководителями работ по созданию эталонных средств измерений и комплекта поверочного оборудования в области измерений температуры были ведущий научный сотрудник Б.П. Павлов, старший научный сотрудник М.В. Аверкиев, инженеры Н.М. Кутергина, Л.С. Андреева, Г.И. Константинова, Л.П. Сермягина, С.М. Герн.
Второе направление деятельности лаборатории -метрологическое обеспечение теплофизических свойств веществ и материалов.
К этому направлению относятся измерения удельной теплоемкости и энтальпии, температуры и теплоты фазовых переходов веществ и материалов.
Группой специалистов лаборатории под руководством И.Е. Добровинского был создан первый в институте государственный специальный эталон единицы удельной теплоемкости твердых тел в диапазоне температур (1337-1800) К ГЭТ 67-75. Данный эталон был одним из пяти государственных эталонов, созданных в пяти метрологических институтах, которые представляли единый распределенный эталонный комплекс, охватывающий диапазон температур от 4 до 3000 К. В настоящее время наметилась тенденция по созданию таких эталонных комплексов в других видах измерений.
С использованием эталона было разработано 2 вторичных эталона, 8 типов СО теплофизических свойств, которые используются при поверке калориметров, приборов дифференциально-термического анализа, применяемых при оценке соответствия конструкционных материалов, в том числе продукции наноиндустрии, лекарств и медицинских препаратов, при научных исследованиях.
В разработке, исследовании и содержании эталона ГЭТ 67-75 участвовали заместитель руководителя лаборатории К.З. Гомельский, инженеры В.Ф. Лугинина, В.Н. Сенникова. Все три специалиста в различные периоды были учеными - хранителями данного эталона. В настоящее время эталон проходит совершенствова-
СегйАес! |^егепсе М^епак № 3, 2012 ^^
ние под руководством ученого - хранителя эталона В.И. Черепанова и помощника ученого - хранителя эталона В.Н. Сенниковой. Цель работы по совершенствованию состоит прежде всего в расширении температурного диапазона до 673 К, в котором эталон воспроизводит единицы, использовании в составе эталона современных высокоточных средств измерений и программного обеспечения, позволяющего автоматизировать работу термостатов и калориметра, обеспечивать поддержание температуры в термостатах с высокой стабильностью и производить расчеты измеряемых величин.
Третье направление деятельности лаборатории получило развитие в начале 70-х гг. прошлого столетия и было связано с внедрением в металлургической, электронной промышленности радиационных методов контроля поверхностной плотности покрытий - рент-генофлуоресцентного и метода обратно-рассеянного бета-излучения. Толщиномеры покрытий, основанные на этих методах, нашли применение при измерениях и контроле при производстве оцинкованной стали, белой жести, алюмоцинкового покрытия на стали, изделий электронной техники с применением в качестве покрытий благородных металлов (золото, родий, палладий, серебро). Поскольку радиационные методы, как и большинство методов неразрушающего контроля, являются относительными, для испытаний, поверки (калибровки) и градуировки толщиномеров покрытий, основанных на этих методах, требуется широкая номенклатура стандартных образцов.
Для централизованного метрологического обеспечения средств измерений поверхностной плотности покрытий в конце 70-х гг. была разработана и в 1981 г. утверждена установка высшей точности единицы поверхностной плотности покрытий в диапазоне (0,005-0,400) кг/м2 УВТ 13-А-81, которая возглавила государственную поверочную схему, регламентированную ГОСТ 8.537-85.
Разработчиками установки были руководитель лаборатории В.В. Казанцев, старший научный сотрудник В.П. Елтышев, инженеры В.П. Ялунин, И.А. Чичканов.
С применением установки было разработано 25 типов ГСО поверхностной плотности покрытий, которые были внедрены на предприятиях металлургического комплекса, приборостроительных предприятиях министерства среднего машиностроения, электронной промышленности.
Ряд министерств проявили заинтересованность в расширении диапазона воспроизведения единицы поверхностной плотности покрытий как в сторону больших,
так и меньших значений. Это явилось основанием для разработки - на базе имеющейся установки и с учетом накопленного опыта - государственного специального эталона единицы поверхностной плотности покрытий ГЭТ 168-2005, имевшего диапазон от 0,001 до 1,000 кг/м2. По точности эталон не уступал зарубежным аналогам, в частности эталону Физико-технического института (Германия), с которым были проведены международные сличения, подтвердившие высокую степень эквивалентности эталона. В связи с развитием нанотехнологий разработки конструкционных материалов, в том числе с толщиной покрытия менее 100 нм, что соответствует поверхностной плотности менее 0,001 кг/м2, была проведена работа по совершенствованию эталона, направленная на достижение нижней границы воспроизводимых значений, соответствующей 0,0001 кг/м2, а также, учитывая особенности контролируемых объектов, на повышение локальности измерений до 0,1 мм2. Приказом по Росстандарту эталон был утвержден в качестве государственного первичного специального эталона единицы поверхностной плотности покрытий ГЭТ 168-2010.
Перспективы дальнейшего совершенствования эталона связаны с измерением одновременно с поверхностной плотностью состава покрытий с использованием рентгенофлуоресцентного метода с применением рентгеновской трубки, имеющей высокое энергетическое разрешение.
С применением эталона было разработано три типа СО поверхностной плотности покрытий в диапазоне (0,0001-0,001) кг/м2, которые нашли применение при разработке технологии производства высокочувствительных сенсоров на основе покрытия сплавом пермаллой.
Кроме работ по созданию и совершенствованию эталонов лаборатория большое внимание уделяет разработке нормативных документов, обеспечивающих нормативное обеспечение в закрепленных видах измерений. Перечень таких документов, разработанных лабораторией за период 2002-2011 гг., приведен в конце статьи.
Лаборатория выполняет большие объемы работ по испытаниям термометров сопротивления, тепловычисли-телей, теплоконтроллеров, теплосчетчиков, расходомеров, счетчиков жидкости, калориметров, толщиномеров покрытий. Ежегодно проводятся испытания в целях утверждения типа 15-20 новых типов СИ.
С каждым годом растут объемы поверочных работ, и прежде всего средств измерений температуры и тепловой энергии.
Еще одним направлением деятельности лаборатории является аттестация испытательного оборудования, прежде всего в области термометрии: термостаты, печи, сушильные шкафы.
Добрыми традициями лаборатории, как и в целом института, были и остаются: передача опыта и знаний молодежи, повышение научного потенциала, настрой на решение новых проблем, связанных с развитием приоритетных направлений и критических технологий.
Сегодня в лаборатории работают 13 сотрудников, все с высшим образованием и стажем не менее пяти лет, 4 кандидата наук, одна из сотрудниц является аспирантом и подготавливает к защите диссертацию.
Деятельность сотрудников по достоинству оценена администрацией института и руководством Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии, в частности все сотрудники лаборатории, имеющие стаж более 25 лет, были награждены правительственными наградами, и им присвоено звание «Ветеран УНИИМ».
ЛИТЕРАТУРА (Нормативные документы, разработанные лабораторией за 2002-2012 гг.)
1. ГОСТ 8.338-2002 ГСИ. Преобразователи термоэлектрические. Методика поверки.
2. ГОСТ Р 8.611-2005 ГСИ. Преобразователи термоэлектрические платинородий-платиновые эталонные 1, 2, 3 разрядов. Методика поверки.
3. ГОСТ Р 52314-2005 Преобразователи термоэлектрические платинородий-платиновые и платинородий-платинородиевые эталонные 1, 2, 3 разрядов. Общие технические требования.
4. ГОСТ Р 8.779-2012 ГСИ. Преобразователи термоэлектрические платинородий-платинородиевые эталонные 1, 2, 3 разрядов. Методика поверки.
5. ГОСТ Р 8.642-2008 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем узлов учета тепловой энергии. Основные положения.
6. ГОСТ Р 8.612-2012 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений поверхностной плотности покрытий в диапазоне от 0,0001 до 1,000 кг/м2.
7. МИ 3006-2006 ГСИ. Толщиномеры покрытий радиоизотопные. Методика поверки.
К|
СегШес! 1^егепсе М^епак № 3, 2012 £<^0
