انواع مختلف کالیبراسیون
کالیبراسیون یکی از مهم‌ترین فرآیندها در صنایع مختلف است که به‌منظور اطمینان از دقت و صحت اندازه‌گیری تجهیزات انجام می‌شود. بدون کالیبراسیون، اندازه‌گیری‌ها ممکن است نادرست باشند و در نتیجه، فرآیندهای صنعتی و علمی دچار اشکال شوند. در این مقاله، به بررسی انواع کالیبراسیون تجهیزات پرداخته و اهمیت آن را در صنایع مختلف مورد بررسی قرار می‌دهیم.
تعریف کالیبراسیون
کالیبراسیون فرآیندی است که در آن یک دستگاه اندازه‌گیری با استفاده از یک استاندارد مرجع با دقت بالا بررسی و تنظیم می‌شود. بر اساس تعریف دفتر بین‌المللی اوزان و مقیاس‌ها (BIPM)، کالیبراسیون شامل ایجاد رابطه‌ای بین مقادیر اندازه‌گیری شده توسط دستگاه مورد آزمایش و مقادیر استاندارد است.
انواع کالیبراسیون تجهیزات ابزاردقیق
کالیبراسیون تجهیزات را می‌توان در دسته‌بندی‌های مختلفی قرار داد که مهم‌ترین آنها شامل موارد زیر است:
۱. کالیبراسیون فشار
کالیبراسیون فشار در صنایعی مانند نفت و گاز، خودروسازی و داروسازی اهمیت زیادی دارد، زیرا تجهیزات اندازه‌گیری فشار برای نظارت بر عملکرد فرآیندها حیاتی هستند. برخی از ابزارهایی که نیاز به کالیبراسیون فشار دارند عبارتند از:
کالیبراسیون فشار یک عملکرد کلیدی در صنایع مختلف است که در آن تجهیزات اندازه‌گیری برای نظارت بر عملکرد فرآیند و ایمنی استفاده می‌شوند، که معمولاً فشار گاز و هیدرولیک را اندازه‌گیری می‌کنند.
کالیبراسیون فشار امروزه، بسیاری از شرکت‌ها به استانداردهای کیفیت مانند ISO9000 گواهینامه دارند. روش‌های کیفیت بسیاری برای حفظ استانداردهای کیفیت وجود دارد، و چون بسیاری از فرآیندهای صنعتی به اندازه‌گیری فشار وابسته هستند، کالیبراسیون فشار نقش مهمی در تضمین کیفیت شرکت‌ها ایفا می‌کند.
برای انجام کالیبراسیون فشار، انواع مختلفی از ترازها و کالیبراتورهای فشار به همراه سنسورهای فشار و گیج فشار با دقت بالا استفاده می‌شود.
گیج‌های فشار دیجیتال و آنالوگ
مبدل‌ها و ترانسمیتر فشار
بارومترها و فشارسنج‌های تست
۲. کالیبراسیون تجهیزات دما
کالیبراسیون دما در فرایند کالیبراسیون دما، معمولاً از ترمیستورها ، ترموکوپل‌ها یا ترمومترهای مقاومت پلاتینی (PRTs)، که به آنها دستگاه‌های دمای مقاومتی (RTDs) نیز گفته می‌شود، استفاده می‌شود.
شایان ذکر است که صرفاً خواندن دما از یک حسگر دما با استفاده از RTD یا نشانگر ترموکوپل و سپس بررسی نشانگر میدانی برای مشاهده اینکه آیا خوانش‌ها مشابه هستند یا خیر، کالیبراسیون دما محسوب نمی‌شود. کالیبراسیون دما تنها با مقایسه یک استاندارد شناخته‌شده در یک محیط دمای پایدار با پروب تحت آزمایش قابل انجام است.کالیبراسیون دما در صنایعی مانند صنایع غذایی، دارویی و آزمایشگاه‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. ابزارهای کالیبراسیون دما شامل:
ترموکوپل‌ها و گیج دما
RTDها و سنسورهای دما
دوربین‌های حرارتی و تجهیزات کوره‌ای
۳. کالیبراسیون فلومتر
فلومتر دستگاه آزمایشی است که برای اندازه‌گیری نرخ جریان خطی، غیرخطی، جرمی یا حجمی مایعات یا گازها استفاده می‌شود. نرخ جریان به سرعتی اشاره دارد که مایع فرآیندی از طریق لوله‌ها، سوراخ‌ها یا مخازن در یک زمان مشخص حرکت می‌کند و مهندسان کنترل و ابزار دقیق باید این مقدار را اندازه‌گیری کنند تا سرعت و کارایی فرآیندهای جریان صنعتی و دستگاه‌ها را نظارت و تنظیم کنند.
خدمات کالیبراسیون فلو
تجهیزات فلو که در عملکرد حداکثری کار می‌کنند و به حداکثر رساندن بهره‌وری، سودآوری و رعایت الزامات قانونی کمک می‌کنند، نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای دارند.
خدمات کالیبراسیون فلومتر باید به‌طور دوره‌ای برای این فلومتر ها انجام شود که کیفیت و کمیت محصول یا مواد اولیه، کمیت سوخت/انرژی یا عملکرد در یک فرآیند بحرانی را بررسی می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که اندازه‌گیری‌ها دقیق هستند و عملیات به‌طور ایمن و به‌موقع ادامه می‌یابند.
کالیبراسیون جریان به بررسی دقت فلومترها و حسگرهای جریان سیالات مانند مایعات و گازها می‌پردازد. برخی از فلومترهایی که نیاز به کالیبراسیون دارند:
فلومترهای جرمی حرارتی
فلومترهای چرخشی (توربینی)
روتامترهای گاز و هوا
۴. کالیبراسیون پیپت
برای آزمایشگاه‌هایی که به‌طور مکرر از این ابزار اندازه‌گیری استفاده می‌کنند، کالیبراسیون پیپت برای دستیابی به نتایج دقیق و صحیح در پیپت کردن ضروری است. تمامی انواع مختلف پیپت‌ها که در آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شوند:
پیپت‌های تک‌کاناله، پیپت‌های دستی چندکاناله و پیپت‌های الکترونیکی باید چندین جنبه از فرایند و پروتکل‌های کالیبراسیون را رعایت کنند.
کالیبراسیون پیپت آزمایشگاه سنگاپور هدف اصلی کالیبراسیون پیپت این است که اطمینان حاصل شود که عملیات پخش مایع با دقت مورد نظر انجام می‌شود.
پیپت‌ها در آزمایشگاه‌ها برای اندازه‌گیری دقیق مایعات استفاده می‌شوند و باید به‌طور منظم کالیبره شوند تا از صحت عملکرد آنها اطمینان حاصل شود. انواع پیپت‌هایی که کالیبراسیون آنها ضروری است:
پیپت‌های تک‌کاناله و چندکاناله
پیپت‌های دستی و الکترونیکی
۵. کالیبراسیون الکتریکی
کالیبراسیون الکتریکی به فرایند تایید عملکرد هر دستگاهی اشاره دارد که پارامترهای الکتریکی مانند: ولتاژ، جریان، مقاومت، اندوکتانس، ظرفیت، زمان و فرکانس را اندازه‌گیری یا آزمایش می‌کند.
کالیبراسیون الکتریکی نیاز به استفاده از دستگاه‌ها یا کالیبراتورهای دقیق دارد که عملکرد ویژگی‌های کلیدی دستگاه‌های دیگر به نام واحدهای تحت آزمایش (UUTs) را ارزیابی می‌کنند.
این نوع کالیبراسیون مربوط به تجهیزات اندازه‌گیری الکتریکی مانند ولتاژ، جریان و مقاومت است. ابزارهایی که معمولاً تحت کالیبراسیون الکتریکی قرار می‌گیرند:
مولتی‌مترها و آمپرمترها
اسیلسکوپ‌ها و لاگرهای داده
تسترهای عایق و لوپ
۶. کالیبراسیون مکانیکی
دستگاه‌های مکانیکی به دلیل استفاده مکرر، شوک‌های مکانیکی و قرار گرفتن در معرض شرایط جوی مختلف ممکن است دچار انحراف شوند، بنابراین کالیبراسیون مکانیکی لازم است.
در طول کالیبراسیون مکانیکی، عواملی مانند جرم، نیرو، ابعاد، زاویه، حجم، صاف بودن، گشتاور و ارتعاش در یک محیط کنترل‌شده از نظر دما کالیبره می‌شوند.
تجهیزات مکانیکی به دلیل استفاده مداوم، شوک‌های مکانیکی و شرایط محیطی مختلف دچار تغییراتی می‌شوند که نیاز به کالیبراسیون دارند. برخی از تجهیزات مکانیکی که به کالیبراسیون نیاز دارند:
شتاب‌سنج‌ها و سنسورهای لرزش
ترازوها و باسکول‌ها
آچارهای ترک‌متر و میکرومترها
اهمیت کالیبراسیون در صنایع مختلف
کالیبراسیون تجهیزات در صنایع مختلف باعث افزایش دقت اندازه‌گیری، کاهش خطاها و افزایش ایمنی فرآیندها می‌شود. برخی از صنایعی که به‌طور ویژه نیازمند کالیبراسیون هستند:
صنایع نفت و گاز: برای اطمینان از دقت اندازه‌گیری فشار و جریان سیالات
صنایع داروسازی: برای رعایت استانداردهای کیفی و جلوگیری از تولید محصولات معیوب
صنایع غذایی: برای نظارت بر دما و فشار فرآیندهای تولید مواد غذایی
آزمایشگاه‌ها: برای تضمین دقت اندازه‌گیری نمونه‌های تحقیقاتی
نحوه انجام کالیبراسیون
کالیبراسیون تجهیزات معمولاً در شرایط کنترل شده و با استفاده از استانداردهای مرجع انجام می‌شود.
مراحل انجام کالیبراسیون عبارتند از:
بررسی شرایط محیطی (دما، رطوبت و فشار)
تنظیم تجهیزات برای آزمایش
مقایسه مقادیر اندازه‌گیری‌شده با مقدار استاندارد
تنظیم مجدد دستگاه در صورت نیاز
ثبت نتایج و صدور گواهینامه کالیبراسیون
استانداردهای بین‌المللی در کالیبراسیون
برای تضمین دقت و صحت کالیبراسیون، استانداردهای بین‌المللی مختلفی وجود دارند که برخی از مهم‌ترین آنها عبارتند از:
ISO/IEC 17025: استاندارد مربوط به آزمایشگاه‌های کالیبراسیون
NIST (موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا): مرجع اصلی استانداردهای کالیبراسیون در آمریکا
BIPM (دفتر بین‌المللی اوزان و مقیاس‌ها): نهاد بین‌المللی هماهنگ‌کننده استانداردهای اندازه‌گیری
کالیبراسیون تجهیزات فرآیندی ضروری برای حفظ دقت و صحت اندازه‌گیری در صنایع مختلف است. از کالیبراسیون فشار و دما گرفته تا کالیبراسیون جریان، پیپت، الکتریکی و مکانیکی، هر یک از این انواع کالیبراسیون نقش مهمی در بهبود کیفیت و عملکرد تجهیزات دارند. رعایت استانداردهای بین‌المللی و انجام کالیبراسیون دوره‌ای، می‌تواند از بروز خطاهای احتمالی جلوگیری کرده و باعث افزایش بهره‌وری و ایمنی در صنایع مختلف شود.
