تجهیزات کالیبراسیون

کالیبراسیون چیست؟

کالیبراسیون به عمل و فعالییتی گفته می شود که برای تست صحت و میزان خطای تجهیزات اندازه گیری چه در ابزاردقیق وچه اتوماسیون صنعتی انجام میگردد.  كيفيت مقوله ای است كه با سرشت انسان سازگاري دارد و همراه نياز مادي و معنوي اوست و نبود آن ميتواند دشواريهايي براي وي بوجود آورد، به همين دليل از گذشته هاي دور تلاش براي رسيدن به كيفيت و رفع دشواريهاي موجود در اين راه موضوعي مطرح در جوامع انساني بوده است. امروزه اين واژه از مرحله رفع نياز پافراتر گذاشته است زيرا با گسترش دنياي رقابت، كيفيت تنها زباني است كه مي شود با آن در بازارهاي جهاني سخن گفت.

بديهی است كنترل كيفيت و تضمين آن بر اندازه گيري استوار است. فراگيري روش اندازه گيري كميتهاي گوناگون و در نگاهي وسيعتر كاليبراسيون دستگاهها ، راهي براي نيل به اين خواسته است.  هر دستگاه ويژگيهاي فني و ويژگيهاي اندازه شناختي خود را دارد. با توجه به اينكه دستيابي به كيفيت برتر از طريق انجام آزمونها و اندازه گيري هاي مطمئن ارزيابي مي گردد ، كه اندازه گيري مطمئن  چگ ونه اندازه گيری مي باشد؟آيا نو بودن  تجهيزات يا استفاده از تكنولوژي جديد دستگاهي ، مي تواند منجر به اندازه گيري مطمئن شود؟ پاسخ اينست كه تنها كاليبراسيون صحيح و دوره اي به نتايج خروجي دستگاهها كيفيت مي بخشد. با انجام كاليبراسيون به دنبال يافتن ويژگيهاي اندازه شناختي دستگاه هستيم تا در صورت نياز اصلاحات لازم را انجام دهيم. اغلب استانداردهاي مديريت كيفيت در بخش الزامات فني ، از كاليبراسيون تجهيزات نام برده و آنرا الزام نموده اند. 

تعاریف متعددی برای کالیبراسیون ارائه شده است در استاندارد ملی ایران در بخش “واژه ها و اصطلاحات پایه و عمومی اندازه شناسی” کالیبراسیون چنین تعریف شده است:

مقایسه تجهیزات ابزار دقیق با یک مرجع استاندارد آزمایشگاهی در شرایط استاندارد، جهت اطمینان از دقت و سلامت آن و تعیین میزان خطای این وسیله نسبت به آن استاندارد و تنظیم آن در مقایسه با استاندارد تعریف دیگری که در ایزو ۱۰۰۱۲ آمده است کالیبره کردن را چنین معرفی کرده است: مجموعه ای از عملیات که تحت شرایط مشخصی برقرار می شود و رابطه ای بین مقادیر نشان داده شده توسط وسیله اندازه گیری و مقادیر متناظر آن کمیت توسط استاندارد مرجع را مشخص می نماید.

کالیبراسیون تجهیزات ابزار دقیق:

فرآیند کالیبراسیون ابزار دقیق برای دستگاه‌های مختلفی صورت می گیرد که هر کدام با توجه به زمینه ی عملکردی خود بسیار متنوع هستند. این فرآیند روند عملیاتی قطعات را مورد ارزیابی و سنجش قرار می دهد و با تعیین حد خطاها و ضریب انحراف هر کدام، میزان و نحوه ی تنظیم آن ها را نیز برای ما مشخص می کنند.

کالیبراسیون تجھیزات ابزاردقیق یکی از مواردی بوده که در ابزاردقیق و اتوماسیون صنعتی باید به آن توجه کرد. معمولا تجهیزات پس یک مدت کار کردن در اندازه گیری دچار خطا میشوند،که برای عملکرد صحیح پروسه و سیستم باید دقت لازم را برای اندازه گیری داشته باشند. از این رو باید تجهیزات را برای کالیبره با آزمایشگاه های کالیبره ارسال کرد و یا کارشناس کالیبراسیون در محل تجهیز خطای آن را به دست آورده و اگر قابلیت تنظیم و صفر کردن خطا را داشته باشد خطای آن را بگیرد. کالیبراسیون تجھیزات ابزاردقیق از این رو بسیار مهم و واجب بوده که معمولا تجهیزات ابزاردقیق در صنایع مختلف نقش اساسی ایفا میکنند.

انواع کالیبراسیون ابزار دقیق :

کالیبراسیون فشار (pressure calibration):

کالیبراسیون دما (temperature calibration):

کالیبراسیون جریان سیال (flow calibration):

کالیبراسیون الکتریکی (electrical calibration):

کالیبراسیون مکانیکی (machanical calibration):

فواید کالیبراسیون چیست؟

در صنایعی که در زمینه ی تولید فعالیت دارند، دقت تجهیزات و ابزارآلات صنعتی، در گردش صحیح کل مجموعه نقش بسیار زیادی دارد. زیرا عملکرد ماشین آلات و آن ظرافتی که در تولید محصولات مختلف ارائه می شود در واقع در گرو انجام فرآیند کالیبراسیون ابزار دقیق است و این نوع رفتار می تواند کیفیت کالاهای ساخته شده را به میزان قابل توجهی تغییر دهد.  دقت عملیاتی به ویژه در صنایع داروسازی و فناوری های زیستی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است زیرا محصولات آن ها جزو مواد مصرفی هستند و به صورت منظم توسط نهادهای نظارتی مانند FDA مورد ممیزی قرار می گیرند. از آنجایی که کلیه ی مراکز صنعتی سعی در حفظ بهره وری مجموعه ی خود دارند، ترجیح می دهند که فرآیند کالیبراسیون ابزار دقیق را به صورت دوره ای و منظم انجام دهند.

در ذیل مجموعه ای از مزیت هایی که کالیبراسیون ابزار دقیق می تواند ارائه دهد عبارتند از:

١- جلوگیری از بین رفتن حقوق مصرف کننده و تولید کننده

۲- ایجاد اعتماد همگانی در سطح جامعه در فرآیندهای تجاری، خدماتی و بهداشتی

۳- افزایش اعتبار بین المللی

۴- گسترش حقوق اجتماعی به عنوان یکی از شاخص های رشد یافتگی اجتماعی- فرهنگی

۵- ایجاد بستر و فرهنگ قانون مداری جهت حفظ حقوق ملت و دولت

۶- جلوگیری از ضرر و زیان در تبادلات بازرگانی با سایر کشورها

۷- ایجاد اشتغال برای شرکت های مجری

دلایل کالیبراسیون یک تجهیز:

کالیبراسیون اولیه اندازه گیر، چگونگی کارایی مورد ادعای سازنده را به مشتری نشان می دهد. پارامترهایی که توسط دستگاه اندازه گیری می شود به استانداردهای اندازه گیری قابل ردیابی ارجاع داده می شود که اگر چنین نباشد اطمینانی به آنها نمی توان داشت. کالیبراسیون مجدد به خاطر کنترل و نگهداری فرآیندهای اندازه گیری که با وسیله اندازه گیری انجام می شود، لازم است. معمولاً عدم قطعیت وسیله نسبت به زمان و با استفاده های مکرر از آن افزایش می یابد. شناسایی رشد تدریجی عدم قطعیت و افزایش آن به راحتی امکان پذیر نیست. آنچه که در اندازه گیری بسیار ضروری است قابلیت ردیابی است. برقراری قابلیت ردیابی که با کالیبراسیون امکان پذیر می شود در کنترل سیستم اندازه گیری و تجارت بین المللی ضروری است.

قابلیت ردیابی عبارت است از: قابلیت ارتباط مقدار یک استاندارد یا نتیجه ی یک اندازه گیری با مرجع های ملی و بین المللی، از طریق زنجیره ی مقایسه ها که همگی عدم قطعیتی معین دارند که به صورت ملی یا بین المللی تعیین یا مشخص می شوند.

از ملزومات هر تحقیقات، طراحی فعالیتهای تولیدی، آزمونهای نهایی و کالیبراسیون تولیدات و تجهیزات قبل از تحویل است. کالیبراسیون تجهیزاتی که در تحقیقات مورد استفاده قرار می گیرند، عدم قطعیت و کنترل رشد عدم قطعیت را مشخص می نمایند و به محقق کمک می کند که به نتایج حاصل از تحقیقات خود اطمینان داشته باشد؛ که نتایج، ناشی از تغییرات واقعی پدیده ها است نه ناشی از عدم درستی در تضمین عدم قطعیت های اندازه گیری.

زمان کالیبراسیون مناسب تجهیز:

تعیین زمان کالیبراسیون یکی از تصمیمات مهم و قابل توجه است که البته به نظر برخی منجر به اتلاف وقت و پول می گردد. عدم قطعیت های اندازه گیری سبب اتخاذ تصمیمات نادرستی می شود که این تصمیمات نادرست ناشی از نتایج اندازه گیری فریبنده است. هدف انجام کالیبراسیون مجدد در فواصل زمانی، بهینه سازی سیستم است؛ به طوری که بین هزینه کالیبراسیون و هزینه های ناشی از عدم کالیبراسیون تعادل ایجاد شود. در حال حاضر برای تعیین فواصل کالیبراسیون مجدد بیشتر به درصد درستی مورد انتظار وسیله های اندازه گیری توجه می شود؛ که این درصد را می توان از مشخصات آن به دست آورد.

برخی از کاربران این درصد را به منظور اطمینان بیشتر از کنترل کیفیت اندازه گیری، ۹۵ درصد و یا بیشتر انتخاب می کنند که آن هم بستگی به سیاست و خط مشی کلی کیفیت در شرکت مربوطه دارد. بنابراین انتخاب این درصد قراردادی بوده و راحت ترین انتخاب قابل قبول ۸۵ تا ۹۰ درصد است.

فرآیند تعیین زمان کالیبراسیون، از محاسبات مشکل ریاضی و آماری است و نیازمند داده های درست و کافی در حین کالیبراسیون است.

مکان کالیبراسیون:

کالیبراسیون در آزمایشگاه های مرجع انجام می پذیرد. کالیبراسیون می تواند در مکانی که وسیله اندازه گیری مورد استفاده قرار می گیرد نیز انجام شود.

روش های کالیبراسیون:

به طور کلی کالیبراسیون به سه روش قابل اجراست:

۱- روش اول کالیبراسیون برای بدست آوردن خطا و ثبت نتایج حاصل است.

۲- روش دوم، روش اول را در بر گرفته و علاوه بر آن نتایج حاصله با استاندارد و دستورالعمل مقایسه شده و وضعیت وسیله نیز از جهت قبول و یا رد آن مشخص می شود.

٣- روش سوم، روش دوم را در بر گرفته و علاوه بر آن تنظیم، تعمیر و یا حذف خطای ایجاد شده را نیز در بر می گیرد.

نگهداری سوابق کالیبراسیون:

بعد از انجام کالیبراسیون سوابق کالیبراسیون باید نگهداری شود. دلایل نگهداری این سوابق عبارتند از:

۱- امکان بررسی وضعیت و تغییرات ابزار در طول زمان جهت تعیین توالی انجام کالیبراسیون و نحوه به کارگیری ابزار

۲- اثبات ادعای کالیبره بودن ابزار

قابلیت ردیابی کالیبراسیون:

از پایین ترین سطح هرم، تمام مسیرها تا استانداردهای SI، می توانند به عنوان قابلیت ردیابی معرفی شوند. به عبارت دیگر، قابلیت ردیابی یا کالیبراسیون قابل ردیابی به این معنی است که کالیبراسیون بوسیله استانداردهای مرجع کالیبره شده انجام شده است که از طریق یک زنجیر قطع نشده تا یکاهای SI مرتبط، از طریق NMI، قابل ردیابی هستند. همچنین قابلیت ردیابی کالیبراسیون را می توان به عنوان شجره این امر در نظر گرفت. 

قابلیت ردیابی در آزمون و اندازه گیری نیز مهم است، زیرا بسیاری از استانداردهای فنی و کیفی صنعت نیاز به دستگاه های اندازه گیری دارند که قابل ردیابی باشند. برای مثال، اندازه گیری های قابل ردیابی در تجهیزات پزشکی، داروسازی، هوافضا، صنایع نظامی و دفاعی و همچنین در بسیاری از صنایع تولیدی دیگر مورد نیاز است. و کالیبراسیون قابل ردیابی همیشه با اطمینان از درستی داده های اندازه گیری و نتایج، به بهبود فرایند و تحقیقات کمک می کند.

اعتبارسنجی در کالیبراسیون:

این مهم است بتوانید به فرآیندی که آنها انجام می دهند، اعتماد کنید. اعتبارسنجی این اعتماد را فراهم می کند. اعتبارسنجی به صاحب ابزار اطمینان می دهد که کالیبره به درستی انجام شده است. اعتبارسنجی به این معنی است که یک فرآیند کالیبره بررسی شده و مطابق با الزامات اندازه شناسی فنی و کیفی پذیرفته شده بین المللی است. ISO/IEC  17025 استاندارد کیفیت اندازه شناسی بین المللی است که به آزمایشگاه کالیبراسیون اعتبار می دهد.

خدمات اعتبارسنجی بوسیله سازمان های مستقلی ارائه می شود که گواهینامه انجام این نوع کار را دارند. هر کشور بزرگ معمولا حداقل یک ارائه دهنده اعتبارسنجی دارد. برای مثال، در ایالات متحده، NVLAP  و A2LA  و LAB ارائه دهنده های اعتبارسنجی هستند. در انگلیس UKAS ارائه دهنده اعتبارسنجی است. موافقت نامه های بین المللی اطمینان می دهند که یکبار که یک فرایند کالیبراسیون در یک کشور اعتبارسنجی شود، همه کالیبراسیون های حاصل از آن فرایند می توانند در سراسر جهان بدون هیچگونه الزامات اضافی پذیرش فنی، پذیرفته شوند.