※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序章
ISO 18213 は、核物質の説明責任を果たすために、プロセス タンク内の液体量を決定するための校正データの取得、標準化、分析、および使用を扱っています。 ISO 18213 のこの部分は、ISO 18213-, ISO 18213-, ISO 18213-, ISO 18213-5 (速い泡速度) を含む他の部分を補完します。 ISO 18213-6 (液体密度のタンク内測定)
体積の正確な決定は、核物質を液体の形で処理または保管する施設における制御および説明責任の測定ベースのシステムの基本的な要素です. 体積の決定は、通常、応答を関連付ける較正または体積測定方程式の助けを借りて行われます.タンクの測定システムをタンク容量の独立した測定値に変換します。キャリブレーション演習の最終的な目的は、タンクの容積測定式 (キャリブレーション式の逆) を推定することです。これは、タンクの容積を測定システムの応答に関連付けます。タンクのキャリブレーションまたは体積測定式を推定するためのデータを取得するために実行される手順は、タンクのキャリブレーションのプロセスとしてまとめて説明されています。
ISO 18213 のこの部分に示されている方法は、液体含有量を測定するためのバブラー プローブ システムを備えたタンクに適用されます。このようなシステムでは、ガス (空気) は、タンクの液体に浸されたディップ チューブ (プローブ) を通過します。バブリングを引き起こすのに必要な圧力の測定値を使用して、プローブの先端より上のタンク内の液体の柱の高さを決定します。キャリブレーション プロセス中、これらの液体の高さの決定は、密度が正確に決定された一部の (キャリブレーション) 液体のタンクの液体内容の独立した測定値に関連付けられます。これらのデータから得られた体積測定式の推定値は、その後、これらの液体がディップチューブの先端に及ぼす圧力の測定値からプロセス液体の体積を決定するために使用されます。
ISO 18213 のこの部分は、タンクの校正と容量決定プロセスの手順の概要として機能することを目的としており、その主な要素が提示されています。さらなる増幅を必要とする選択されたステップは、記載されているように、ISO 18213 の他の部分で詳細に説明されています。
タンクのキャリブレーションと容量測定データは、測定条件の変化、特に液体と空気の温度の変化に敏感です。したがって、これらのデータを基準条件の固定セットに標準化して、変動性を最小限に抑え、比較可能性を確保する必要があります。校正作業中に測定条件が変わるたびに、標準化が必要です。標準化は、測定条件が一定でない複数の校正期間中に得られたデータを比較または結合するためにも必要です。最後に、プロセス測定条件は、通常、校正作業中の条件とはかなり異なるため、説明責任を果たすために、容量を決定するために使用されるプロセス液体の測定値を標準化することが不可欠です。データ標準化の手順は、ISO 18213-2 に示されています。
キャリブレーションと容量決定の両方の重要なステップは、液体が水中のプローブの先端に及ぼす圧力の測定値から、ある基準点より上の液体の柱の高さを決定することです。 ISO 18213-4 および ISO 18213-5 では、ゆっくりした泡立ち速度と速い泡立ち速度について、圧力測定から正確な液体の高さを決定する手順がそれぞれ示されています。
(i) 較正プロセス中に得られた一連のデータの整合性を調査するための統計的方法、(ii) 一連の較正データからタンクの測定値または較正方程式の推定値を導出するための統計的手法、および (iii) 容量決定の不確実性を推定するための統計的手法この式から得られた値は、ISO 18213-3 に示されています。
2 つ以上の浸漬管を備えたタンクでは、ISO 18213 のこの部分の手順を使用して、各プローブの (差圧) 測定値を取得できます。これらの測定値は、液体密度の非常に正確な決定に使用できます。タンク内の測定値から密度を正確に決定する方法は、ISO 18213-6 に示されています。
まとめると、ISO 18213 の 6 つの部分は、タンク校正式によって得られる容量決定の不確実性に大きな影響を与えることが知られているすべての要因に対処する包括的な最先端の方法論を提供します。この方法論を使用して、主要な入力および出力の説明責任タンクなど、非常に正確な容量決定が必要なタンクの高品質のキャリブレーションを作成できます。さまざまな理由 (不適切な計装、時間、またはその他のリソースの不足) により、重要な説明責任タンクであっても、オペレータが定められたすべての条件を満たせない場合があります。さらに、オペレータが施設内のすべてのタンクについてこれらの条件を満たす必要は通常ありません。このような状況下で、ISO 18213 のこの部分は、各タンクに適した「縮小された」キャリブレーション モデルを開発するための開始フレームワークを提供します。
キャリブレーションの最初のステップは、結果として得られる容量測定に対して適切な不確実性限界を確立することです。次に、それぞれの潜在的に重要な要因が、校正結果への影響と比較して評価されます。具体的には、容量測定の総合的な不確かさへの寄与について評価されます (ISO 18213-3:—、付録 D を参照)削減されたモデルは、そのキャリブレーションに関連するその後の計算で、全体の不確実性にほとんど影響を与えないことが判明した要因を無視することによって得られます [おそらくそれらを適切な定数値に固定することによって;例については、ISO 18213-4:—、附属書 A (遅いバブリング) または ISO 18213-5:—、附属書 A (速いバブリング) のいずれかを参照もちろん、その他の要因は保持されます。したがって、非常に正確な容量測定が必要な主要な説明責任タンクの場合、適切なモデルは、その後の標準化と不確実性の計算において潜在的に重要なすべての要因を (ほぼ) 保持します。測定要件の制限が少ないタンクの場合は、温度や密度など、最も影響力のある要素を 1 つまたは 2 つだけ含む項を含むモデルで十分な場合がよくあります。ユーザーは、特定の変数を保持するかどうかを決定する必要があることを、この国際規格のさまざまな箇所で指摘されています。
Introduction
ISO 18213 deals with the acquisition, standardization, analysis, and use of calibration data to determine liquid volumes in process tanks for the purpose of nuclear materials accountability. This part of ISO 18213 complements the other parts, which include ISO 18213-2 (data standardization), ISO 18213-3 (statistical methods), ISO 18213-4 (slow bubbling rate), ISO 18213-5 (fast bubbling rate), and ISO 18213-6 (in-tank determination of liquid density).
Accurate determinations of volume are a fundamental component of any measurement-based system of control and accountability in a facility that processes or stores nuclear materials in liquid form. Volume determinations are typically made with the aid of a calibration or volume measurement equation that relates the response of the tank’s measurement system to some independent measure of tank volume. The ultimate purpose of the calibration exercise is to estimate the tank’s volume measurement equation (the inverse of the calibration equation), which relates tank volume to measurement system response. The steps carried out to acquire data for estimating the tank’s calibration or volume measurement equation are collectively described as the process of tank calibration.
The methods presented in this part of ISO 18213 apply to tanks equipped with bubbler probe systems for measuring liquid content. With such systems, gas (air) is forced through a dip tube (probe) submerged in the tank liquid. Measurements of the pressure required to induce bubbling are used to determine the height of the column of liquid in the tank above the tip of the probe. During the calibration process, these determinations of liquid height are related to an independent measure of the tank’s liquid content for some (calibration) liquid whose density has been precisely determined. An estimate of the volume measurement equation obtained from these data is subsequently used to determine process liquid volumes from measures of the pressure that these liquids exert at the tip of the dip tube.
This part of ISO 18213 is intended to serve as a procedural overview for the tank calibration and volume determination process, the main elements of which are presented. Selected steps that require further amplification are discussed in detail in other parts of ISO 18213 as noted.
Tank calibration and volume measurement data are sensitive to variations in measurement conditions and especially to changes in liquid and air temperatures. Therefore, it is necessary to standardize these data to a fixed set of reference conditions to minimize variability and ensure comparability. Standardization is required whenever measurement conditions change during a calibration exercise. Standardization is also necessary for comparing or combining data obtained during several calibration periods over which the measurement conditions are not constant. Finally, it is essential to standardize measurements of process liquid used to determine volumes for accountability purposes, because process measurement conditions are typically quite different from those that prevail during the calibration exercise. Data standardization steps are presented in ISO 18213-2.
A key step for both calibration and volume determination is to determine the height of a column of liquid above some reference point from a measure of the pressure that liquid exerts at the tip of a submerged probe. Procedures for making accurate liquid height determinations from pressure measurements are presented for slow and fast bubbling rates in ISO 18213-4 and ISO 18213-5, respectively.
Statistical methods for (i) examining the consistency of a set of data obtained during the calibration process, (ii) deriving an estimate of a tank’s measurement or calibration equation from a set of calibration data and (iii) estimating the uncertainty of a volume determination obtained from this equation are presented in ISO 18213-3.
In tanks equipped with two or more dip tubes, the procedures of this part of ISO 18213 can be used to obtain (differential) pressure measurements for each probe. These measurements can, in turn, be used to make very accurate determinations of liquid density. Methods for making accurate determinations of density from in-tank measurements are presented in ISO 18213-6.
Taken together, the six parts of ISO 18213 provide a comprehensive state-of-the-art methodology that addresses all the factors known to significantly affect the uncertainty of volume determinations obtained by means of a tank calibration equation. This methodology can be used to produce high-quality calibrations for tanks from which very precise volume determinations are required, such as key input and output accountability tanks. For various reasons (inadequate instrumentation, lack of time or other resources), it might not be possible for an operator to meet all the prescribed conditions set forth herein, even for key accountability tanks. Moreover, it is typically not necessary for the operator to meet these conditions for all the tanks in a facility. Under these circumstances, this part of ISO 18213 provides a starting framework from which to develop a suitable “reduced” calibration model for each tank.
The first step for any calibration is to establish appropriate uncertainty limits for the resulting volume determinations. Next, each potentially significant factor is evaluated relative to its effect on calibration results, and specifically for its contribution to the total uncertainty of volume determinations (see ISO 18213-3:—, Annex D). A reduced model is obtained by ignoring factors found to have a negligible effect on total uncertainty in subsequent calculations pertaining to that calibration [possibly by fixing them at suitable constant values; see either ISO 18213-4:—, Annex A (slow bubbling) or ISO 18213-5:—, Annex A (fast bubbling) for examples]. Other factors are, of course, retained. Thus, for a key accountability tank for which very precise volume measurements are required, a suitable model retains (nearly) all potentially significant factors in subsequent standardization and uncertainty calculations. For tanks with less restrictive measurement requirements, a model that includes terms which involve only one or two of the most influential factors, such as temperature and density, is often sufficient. The user is reminded at numerous points throughout this International Standard that it is required of the user to determine whether or not to retain a particular variable.