Р 50.2.025-2002 ГСИ. Дозиметры лазерные. Методика поверки

Р 50.2.025-2002

Группа Т88.11

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕТРОЛОГИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

ДОЗИМЕТРЫ ЛАЗЕРНЫЕ

Методика поверки

ОКС 17.020
ОКСТУ 008

Дата введения 2003-03-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАНЫ Федеральным Государственным Унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений" (ФГУП ВНИИОФИ) Госстандарта России

ВНЕСЕНЫ Управлением метрологии Госстандарта России

2 ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 13.08.2002 г. N 303-ст

3 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящие рекомендации распространяются на лазерные дозиметры (далее - дозиметры), предназначенные для определения степени опасности лазерного излучения для организма человека, и устанавливают методику их первичной и периодической поверок.

2 Нормативные ссылки

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 50723-94 Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при разработке и эксплуатации лазерных изделий

ПР 50.2.006-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений

ПР 50.2.007-2001 Государственная система обеспечения единства измерений. Поверительные клейма

Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров (утв. Минздравом СССР 31.07.91 г. N 5804-91).

3 Операции поверки

3.1 При проведении поверки выполняют следующие операции:

3.1.1 внешний осмотр (6.1);

3.1.2 опробование (6.2);

3.1.3 определение метрологических характеристик (6.3);

3.1.4 определение основной относительной погрешности дозиметра в режиме измерений энергетической освещенности (далее - облученности) и энергетической экспозиции (далее - экспозиции) на длине волны 0,63 мкм и в спектральном диапазоне длин волн 0,49-1,8 мкм (6.3.1);

3.1.5 определение основной относительной погрешности дозиметра в режиме измерений облученности на длине волны 10,6 мкм (6.3.2).

3.2 Поверку прекращают при получении отрицательного результата после выполнения любой из операций, указанных в 3.1.

4 Средства поверки

4.1 При проведении поверки применяют следующие основные и вспомогательные средства поверки:

4.1.1 Гелий-неоновый лазер ЛГ-126.

Длина волны излучения: 0,63 мкм.

Выходная мощность излучения: не менее 10 мВт.

4.1.2 Газовый лазер ЛГН-103.

Длина волны излучения: 10,6 мкм.

Выходная мощность излучения: не менее 30 Вт.

4.1.3 Пироэлектрический цифровой ваттметр ПВЦ-2.

Диапазон измерений: 1015 Вт.

Пределы допускаемой основной относительной погрешности: ±10%.

4.1.4 Лазерный дозиметр ЛД-4Э.

Диапазон измерений экспозиции: 102·10 Дж/см.

Диапазон измерений облученности: 1010 Вт/см.

Пределы допускаемой основной относительной погрешности: ±10%.

4.1.5 Лазерный дозиметр ЛД-4.

Диапазон измерений облученности: 1010 Вт/см.

Пределы допускаемой основной относительной погрешности: ±12%.

4.1.6 Измеритель средней мощности и энергии лазерного излучения ИМО-2Н (2 шт.).

Диапазон измерений средней мощности: 101 Вт.

Пределы допускаемой основной относительной погрешности: ±5%.

4.1.7 Светоделительная пластина из стекла К-8.

Диаметр: 20 мм. Толщина: 1,2 мм.

4.1.8 Рассеиватель из молочного стекла МС-23.

Диаметр: 20 мм. Толщина: 1,5 мм.

4.1.9 Металлический рассеиватель.

Диаметр: 30 мм. Толщина: 2 мм.

4.1.10 Фотозатвор.

Длительность выдержки: 1/125 с.

4.1.11 Диафрагма.

Площадь отверстия: 1 см.

4.1.12 Линза.

Диаметр: 20 мм. Фокусное расстояние: 810 см.

4.2 Допускается применение других средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик дозиметров с требуемой точностью.

5 Условия поверки, требования к квалификации поверителей, подготовка к проведению поверки

5.1 При проведении поверки соблюдают следующие условия:


температура окружающей среды, °С	20±2;
атмосферное давление, кПа	100±4;
относительная влажность, %	65±15.

5.2 Поверку проводят в затемненном помещении. При этом применяют источники местного искусственного освещения, размещенные так, чтобы их излучение не попадало во входной зрачок поверяемого дозиметра.

5.3 К поверке дозиметров допускают лиц, аттестованных в качестве поверителей средств измерений параметров лазерного излучения, изучивших эксплуатационную документацию на дозиметр и оборудование, используемое при поверке, настоящие рекомендации и прошедших инструктаж по работе с лазерным оборудованием в соответствии с СНиП 5804 и ГОСТ Р 50723, а также имеющих допуск на работу с аппаратурой с напряжением электропитания до 1000 В.

5.4 Все измерительные приборы и лазеры подсоединяют к защитному заземлению.

5.5 Перед проведением поверки подготавливают средства поверки и поверяемый дозиметр к работе в соответствии с руководствами по их эксплуатации. Дозиметр подготавливают к работе в режиме измерений облученности на длине волны 0,63 мкм.

5.6 При проведении периодической поверки проверяют наличие отметки о предыдущей поверке или наличие свидетельства о предыдущей поверке.

5.7 Собирают установку по схеме, приведенной на рис.А.1, и юстируют установку так, чтобы пучок излучения от лазера 1 прошел через центр светоделительной пластины 3, центр отверстия модулятора 4 и попал в центр рассеивателя 5.

5.8 Включают модулятор 4 и блок преобразования и регистрации (далее - БПР) 9, ваттметр 7 с измерительной головкой 8, ось которой расположена на оптической оси установки, и, перемещая измерительную головку 8 в сторону рассеивателя 5, добиваются показаний порядка 5060 мкВт. Затем фиксируют плоскость входного зрачка АА' измерительной головки 8 с помощью отвеса (положение плоскости входного зрачка, т.е. плоскости приемника излучения внутри измерительной головки 8, предварительно отмечают штрихом на ее боковой поверхности).

5.9 Юстируют дозиметр 11 и линзу 13 так, чтобы пучок отраженного лазерного излучения попадал в центр линзы и в центр входного зрачка дозиметра 11. Затем перекрывают пучок излучения заглушкой 2.

5.10 Собирают установку по схеме, приведенной на рис.А.2, и юстируют ее так, чтобы пучок излучения от лазера 1 попал в центр отражателя 6.

5.11 Размещают измерительную головку 5 измерителя 3 и измерительную головку 9 измерителя 8 под углами, равными примерно 3040° к оси падающего лазерного пучка так, чтобы оптические оси головок были направлены на точку падения пучка излучения на отражатель 6.

5.12 Перемещают измерительные головки 5 и 9 в сторону отражателя 7 и добиваются показаний порядка 5·108·10 Вт. Затем фиксируют плоскость установки диафрагмы 11 и точку размещения ее центра с помощью отвеса и перекрывают пучок излучения заглушкой 2.

6 Проведение поверки

6.1 Внешний осмотр

6.1.1 При внешнем осмотре устанавливают соответствие поверяемого дозиметра следующим требованиям:

- дозиметр укомплектован составными частями и принадлежностями в соответствии с эксплуатационной документацией;

- составные части и принадлежности не имеют механических повреждений и дефектов покрытия.

6.2 Опробование

6.2.1 Включают поверяемый дозиметр в соответствии с руководством по его эксплуатации. Направляют входной зрачок его фотоприемного устройства на источник искусственного излучения (лампу) и наблюдают появление показаний на индикаторе дозиметра.

6.3 Определение метрологических характеристик

6.3.1 Определение основной относительной погрешности в режиме измерений облученности и экспозиции на длине волны 0,63 мкм и в спектральном диапазоне длин волн 0,49 1,8 мкм по схеме, приведенной на рис.А.1.

6.3.1.1 Смещают в сторону заглушку 2 и через 30 с считывают показания , Вт, с индикатора БПР 9 ваттметра 7 и показания (в делениях шкалы) с дисплея дозиметра 11. Затем вычисляют коэффициент , Вт/см·дел, по формуле

, (1)

где - площадь приемной поверхности приемника излучения в измерительной головке 8, равная 0,192 см;

- облученность плоскости приемной поверхности, Вт/см.

Заносят значения ; ; ; в таблицу 1 протокола поверки, форма которого приведена в приложении Б.

Перекрывают пучок излучения заглушкой 2.

6.3.1.2 Смещают в сторону от оптической оси измерительную головку 8, устанавливают на ее место поверяемый дозиметр 10 или его фотоприемное устройство (далее - ФПУ) так, чтобы плоскость входного зрачка дозиметра 10 или его ФПУ располагалась в плоскости АА', а центр входного зрачка находился на оптической оси. Затем устанавливают диск модулятора 4 в положение, при котором пучок излучения проходит через отверстие в диске, и устанавливают показания поверяемого дозиметра на ноль.

6.3.1.3 Смещают в сторону заглушку 2 и через 30 с снимают показания , Вт/см, с дисплея поверяемого дозиметра 10 и показания дозиметра 11. Вычисляют коэффициент , Вт/см·дел, по формуле

. (2)

Заносят значения ; ; в таблицу 1 протокола поверки.

Перекрывают пучок излучения заглушкой 2.

6.3.1.4 Вычисляют неисключенную систематическую погрешность (НСП) , в режиме измерений облученности на длине волны 0,63 мкм по формуле

. (3)

Заносят значение в протокол поверки.

6.3.1.5 Повторяют операции по 6.3.1.1-6.3.1.4 еще четыре раза с интервалом 10 мин и определяют значения . Затем вычисляют среднее значение НСП , %, по формуле

. (4)

Заносят значения в протокол поверки.

6.3.1.6 Вычисляют среднее квадратическое отклонение (СКО) , %, по формуле

, (5)

где - количество измерений (5);

- коэффициент Стьюдента для 5 при доверительной вероятности 0,95 (2,78).

6.3.1.7 Вычисляют основную относительную погрешность , %, в режиме измерений облученности на длине волны 0,63 мкм по формуле

, (6)

где - пределы допускаемой основной относительной погрешности ваттметра 7.

Заносят значения , , в протокол поверки.

Результаты поверки считают положительными, если выполнено условие

6.3.1.8 Вычисляют основную относительную погрешность , %, в режиме измерений облученности на рабочих длинах волн в спектральном диапазоне длин волн 0,49 1,8 мкм по формуле

, (7)

где - пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений относительной спектральной характеристики приемника излучения поверяемого дозиметра 10 (указаны в эксплуатационной документации).

Заносят значения в протокол поверки.

Результаты поверки считают положительными, если выполнено условие

6.3.1.9 Смещают в сторону от оптической оси модулятор 4 и поверяемый дозиметр 10 или его ФПУ, устанавливают на оптической оси фотозатвор 12 и дозиметр 6. Переводят дозиметр 6, дозиметр 11 и поверяемый дозиметр 10 к работе в режиме измерений экспозиции на длине волны 0,63 мкм. Фиксируют плоскость входного зрачка дозиметра 6 с помощью отвеса и устанавливают на фотозатворе 12 длительность выдержки , равную 1/125 с.

6.3.1.10 Смещают в сторону заглушку 2, взводят фотозатвор 12, нажимают его спуск и считывают значение экспозиции , Дж/см, с дисплея дозиметра 6 и показания (в делениях шкалы) дозиметра 11. Вычисляют коэффициент , Дж/см·дел, по формуле

. (8)

Затем, нажимая на кнопку Сброс , обнуляют показания на дозиметрах 6 и 11.

Заносят значения , , в таблицу 2 протокола поверки.

6.3.1.11 Смещают в сторону от оптической оси дозиметр 6 и устанавливают на его место ФПУ поверяемого дозиметра 10 так, чтобы плоскость входного зрачка ФПУ этого дозиметра была расположена в плоскости АА', а центр входного зрачка находился на оптической оси.

6.3.1.12 Взводят фотозатвор 12, нажимают его спуск и считывают показания , Дж/см, с дисплея поверяемого дозиметра 10 и показания дозиметра 11. Затем вычисляют коэффициент , Дж/см·дел, по формуле

. (9)

Заносят значения ; ; в таблицу 2 протокола поверки.

6.3.1.13 Вычисляют НСП , %, по формуле

. (10)

Заносят значение в таблицу 2 протокола поверки.

6.3.1.14 Повторяют операции по 6.3.1.10-6.3.1.13 еще четыре раза, определяют значения . Вычисляют среднее значение НСП по формуле

. (11)

Заносят значения в таблицу 2 протокола поверки.

6.3.1.15 Вычисляют СКО , %, по формуле (5), в которой взамен параметров ; используют параметры ; . Затем вычисляют основную относительную погрешность , %, в режиме измерений экспозиции по формуле

, (12)

где - пределы допускаемой основной относительной погрешности дозиметра 6 в режиме измерений экспозиции.

Заносят значения ; , в протокол поверки.

Результаты поверки считают положительными, если выполнено условие

6.3.1.16 Вычисляют основную относительную погрешность , %, в режиме измерений экспозиции на рабочих длинах волн в спектральном диапазоне 0,49 1,06 мкм по формуле

, (13)

Заносят значение в таблицу 2 протокола поверки.

Результаты поверки считают положительными, если выполнено условие

6.3.2 Определение основной относительной погрешности дозиметра в режиме измерений облученности на длине волны 10,6 мкм по схеме, приведенной на рис.А.2.

6.3.2.1 Смещают в сторону заглушку 2 и через 1 мин считывают показания , Вт, с табло БПР 10 измерителя 8 и показания (в делениях шкалы) с табло БПР 4 измерителя 3. Вычисляют коэффициент , Вт/см·дел, по формуле

, (14)

где - площадь отверстия диафрагмы 11, равная 1 см;

- облученность входного зрачка измерителя 8, Вт/см.

Перекрывают пучок излучения заглушкой 2.

Заносят значения ; ; в таблицу 3 протокола поверки.

6.3.2.2 Смещают в сторону измерительную головку 9 вместе с диафрагмой 11, устанавливают на их место поверяемый дозиметр 7 или его ФПУ так, чтобы плоскость его входного зрачка находилась в плоскости АА', а центр входного зрачка находился в точке, где располагался центр входного зрачка измерительной головки 9.

6.3.2.3 Смещают в сторону заглушку 2 и через 1 мин считывают показания с дисплея поверяемого дозиметра 7 и с табло БПР 4 измерителя 3. Затем вычисляют коэффициент , Вт/см·дел, по формуле

. (15)

Перекрывают пучок излучения заглушкой 2.

Заносят значения ; ; в таблицу 3 протокола поверки.

6.3.2.4 Вычисляют НСП , %, по формуле

. (16)

6.3.2.5 Повторяют операции по 6.3.2.1-6.3.2.4 еще четыре раза с интервалом 10 мин и определяют значения . Затем вычисляют среднее значение НСП , %, по формуле

. (17)

6.3.2.6 Вычисляют СКО , %, по формуле (5), в которой взамен параметров и используют параметры и . Вычисляют основную относительную погрешность , %, в режиме измерений облученности на длине волны 10,6 мкм по формуле

; (18)

где - пределы допускаемой основной относительной погрешности измерителя 8.

Заносят значения ; ; в таблицу 3 протокола поверки.

Результаты поверки считают положительными, если выполнено условие

7 Оформление результатов поверки

7.1 При положительных результатах поверки дозиметра выдают свидетельство о поверке в соответствии с ПР 50.2.006 или вносят в паспорт (руководство по эксплуатации) дозиметра результат и дату поверки, которую удостоверяют оттиском поверительного клейма по ПР 50.2.007.

7.2 При отрицательных результатах поверки дозиметр к применению не допускают, свидетельство о поверке или запись в паспорте (руководстве по эксплуатации) аннулируют и выдают извещение о непригодности с указанием причин в соответствии с ПР 50.2.006.

Приложение А
(справочное)

Схемы установок для поверки лазерных дозиметров

1 - гелий-неоновый лазер ЛГ-126; 2 - заглушка; 3 - светоделительная пластина из стекла К8; 4 - модулятор из комплекта ваттметра ПВЦ-2; 5 - рассеиватель из молочного стекла МС-23; 6 - лазерный дозиметр ЛД-4Э; 7 - пироэлектрический цифровой ваттметр ПВЦ-2; 8 - измерительная головка ГИ-3; 9 - блок преобразования и регистрации; 10 - поверяемый дозиметр; 11 - лазерный дозиметр ЛД-4; 12 - фотозатвор; 13 - линза

Рисунок А.1 - Схема установки для поверки лазерных дозиметров на длине волны 0,63 мкм

1 - газовый лазер ЛГН-103; 2 - заглушка; 3 - измеритель средней мощности и энергии лазерного излучения ИМО-2Н; 4 - блок преобразования и регистрации; 5 - измерительная головка; 6 - металлический отражатель; 7 - поверяемый дозиметр; 8 - измеритель средней мощности и энергии лазерного излучения ИМО-2Н; 9 - измерительная головка; 10 - блок преобразования и регистрации; 11 - диафрагма

Рисунок А.2 - Схема установки для поверки лазерных дозиметров на длине волны 10,6 мкм

Приложение Б
(справочное)

ПРОТОКОЛ

(форма)


поверки лазерного дозиметра					,
			тип, заводской номер
изготовленного					,
		завод, фирма, страна
принадлежащего					.

Вид поверки					.
	первичная, периодическая
Дата поверки:				.

Место поверки:						.

1 Результаты внешнего осмотра, опробования и проверки функционирования
2 Основные средства поверки:

Таблица 1 - Результаты поверки в режиме измерений энергетической освещенности на длине волны 0,63 мкм и в спектральном диапазоне длин волн 0,49-1,06 мкм